科技日报记者张家兴“五环，你比四环多一环。”很多人对5G都有类似的认识：5G，比4G多1G——电影秒下载，视频点播流畅，手机信号格子显示“5”……最新权威期刊《电信科学》发表第一篇文章名为《通信人工智能的下一个十年》，向人们展示了一种完全不同的5G通信——未来通信网络可以高度自治的。就像自动驾驶汽车一样，通过与人工智能深度融合，实现“三自”，即参数自配置、性能自优化、故障自愈。与4G网络中的数据量相比，5G网络中的数据量将呈指数级增长。比如无人车一天产生的数据量是3TB，蛋白质三维结构的数据量是10的300次方。4月4日，该论文的共同作者之一、美国文理科学院院士、清华大学智能产业研究院院长张亚勤在接受科技报记者采访时表示每天都有通信行业向5G迈进，即将迈向6G的消息。光看视频赶紧多发图片，那不是5G。什么是真正的5G？为什么要把人工智能“注入”5G网络？唯有人工智能，才能突破这些“瓶颈”“5G与AI的结合，是当务之急。”论文共同作者之一、工信部科委副主任、中国电信集团公司科委主任魏乐平最关心的是5G消费。能出问题。工业和信息化部科学技术委员会副主任、中国电信集团公司科学技术委员会主任韦乐平。图片来源：人民邮电新闻5G基站与4G基站对比。在半负荷情况下，前者是后者能耗的3.5-4倍（国家电网的测试结果是6倍）。“如果5G产生的价值不足以支付电费，将成为5G广泛落地的‘瓶颈’。”魏乐平表示，人工智能的优化能力可能会解决这个问题，要有紧迫感去挖掘、规范、推进。“以TB、ZB为单位的数据在边缘，这些在过去是我们无法想象的，未来这些数据都需要通过通信网络进行传输和计算。如何利用新的网络设施与以最低的能耗和最高效的方式完成输电决策任务将是一个很大的挑战。”张亚勤说道。除了数据限制和能耗瓶颈，庞大网络管理的管理问题也在翘首等待人工智能“出手”。“4G通信网络庞大，网络种类也非常复杂，我没有统计过有多少个网络，这些网络整体管理难度很大，更谈不上有机融合，协同提升。”韦乐平说，到了5G，就更复杂了，更不可能用人为的方式来管理这么复杂的资源。因此，人工智能介入、预警、预测、提高效率是非常必要的。十年来，他们“带着枷锁起舞”。早在十年前，通信行业就看到了机器学习和人工智能的“潜力”。“一开始，国外一些运营商对3G阶段实现通信网络的自组织、自优化、自愈有信心，希望在3G阶段实现网络的自动化、智能化。”论文共同作者之一亚信科技CTO兼高级副总裁欧阳烨博士回忆说，2008年，业界首次在国际标准层面定义了自组织网络。按理说，在接下来的10年里，自组织网络应该会迎来一个上升发展期。“近10年来，美国和欧洲一些电信运营商独立或混合部署了一些SON系统，试图将人工智能融入到通信网络的规划、建设、维护和优化中，但整体效果还没有达到期望。”欧阳烨打个很形象的比喻，就好比是请来“良医”治病，但病人本身对打针和吃药并不“敏感”。2G、3G网络本身，包括生态、软硬件、设备接口等，对AI能力并不敏感。支撑等不是按照智能的概念来建设的。网元本身在标准化建设阶段不具备支持人工智能和机器学习的能力。网络的接口和信令系统难以实现人工智能能力的对接。.3G网络就像一块“铁板一块”，与AI的融合变成了“带着枷锁跳舞”。现在，5G可能会解决这个困境。张亚勤解释说：“5G的一个重要特点就是互联网在协议层真正融合了通信网络，所以我们在计算机领域使用的很多算法和互联网的技术都可以更方便地使用。”这也给了建议，我国在建设5G基础设施时要考虑人工智能的融合，为AI融合预留接口。为此，论文作者呼吁通信行业的建设者进一步打通网络标准化接口，给予人工智能充分赋能的机会，为网络基础设施、网络管理和运维系统注入智能，业务支撑系统，并以5G和AI作为通用技术的“组合”，进一步释放潜力。案头工作中萌发智能“神经元”早在2017年2月，国际标准化组织3GPP服务与系统第二工作组就开始研究5G核心网的智能网元。他们定义了一个具有网络数据分析功能的网元。当时，大数据分析、大数据画像在电商系统中并不新鲜，但将其嵌入5G网络成为全球共识是一件大事。通信网络的节点可以收集用户的个性化信息，比如让每个用户都有自己的习惯、朋友圈、爱好，形成个性化的画像。这个“智能”网元可以通过画像进行分析，然后将分析结果提供给“决策层”。“5G的智能从标准开始，这是通信领域的一个特点，因为通信必须连接才能通信，而标准化是避免‘鸡同鸭讲’的前提。”欧阳烨说道。另一方面，具有“灵魂”的网元是人工智能算法和模型在5G网络中的落脚点。通过网元，将人工智能的能力“注入”到5G网络中，5G网络中的网络节点将逐渐具备不同的智能功能，网元将能够全面、实时地参与到5G网络中。核心网控制平面的决策控制。这是移动通信自1G到5G以来，首次被定义、标准化，并要求在核心网架构中部署网络人工智能网元。此后，网络智能的新组件不断丰富。2017年6月，中国通信标准化协会启动了人工智能在电信网络中的应用研究项目。2018年2月，开放无线接入网联盟成立，开放“安卓版”移动信息人工智能框架。2018年10月，3GPP工作组启动人工智能研究，定义了新的管理平面功能。“在5G网络智能化方面，中国运营商和厂商处于第一阵营。”欧阳烨表示，在目前5G通信网络智能化的重点标准组织（包括3GPP、全球移动通信系统协会等）中，中国厂商的参与率非常高，并与更多国际厂商一起推动5G成为智能化，这就是为什么这次发表的论文中有来自国内外的电信运营商、高新技术企业和科研机构。智能的“极致”：最大的感受是“没有感受”“我们预计到2023年，移动通信网络将实现初步的网络智能化，初步构建起网络人工智能的‘网元’。”欧阳烨告诉科技日报记者，至此，通信人工智能将达到2级（初级智能自治网）。2023年至2027年，通信网络将向L3甚至L4级演进。届时，智能网可以做“更高级”的事情，比如智能网“抓贼”，魏乐平举了一个智能传输网场景的例子，“光纤被剪断一年有很多次。目前一根光纤承载8T容量。一旦被切断，危害会非常严重，但有了人工智能，就可以进行预警。”韦乐平说，在切断光纤前，首先要受力，一旦受力，灵敏的人工智能就能提前知道信号出现异常，甚至准确定位。一方面有利于尽快消除危害，做好充分的准备，一旦断掉，马上会有另一个环节替代，目前包括诺基亚、华为在内的公司都在开发类似的软件，需要时间到2028年，5G智能网络能否实现完全自主？”，该论文表达了保守的态度。“6G国际行业标准第一版很有可能在2027年和2028年发布，这个关键节点决定了人工智能能否在向6G的演进中继续发挥核心作用。如果其5G尝试失败，其重要性和地位也将下降。欧阳烨说道。在张亚勤、魏乐平、欧阳烨看来，在万物皆数据的数据3.0时代，一个不能学会自治的网络是很难用的。想要管理好网络中的各种网络，还是要靠人来管理好是不可能的；同时，拥有“无人工厂”也将是很多行业的发展方向，当然也包括电信运营的移动通信网络。尽管论文作者并没有从根本上相信5G或6G通信网络可以在未来十年内实现完美的“高度自治”，但“无人”的梦想却存在于每一个科研工作者和产业工人的心中。痴迷于人工智能。
