5G遇見(jiàn)AI:網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)天然融合
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9月28日專(zhuān)稿(蔣均牧)“5G正在照進(jìn)現(xiàn)實(shí),帶來(lái)前所未有的業(yè)務(wù)體驗(yàn)提升和來(lái)自使能全行業(yè)數(shù)字化的增長(zhǎng)可能,但今天的電信行業(yè)卻面臨結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。通過(guò)提出SoftCOM AI戰(zhàn)略和理念,我們將AI技術(shù)應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)以打造‘自動(dòng)駕駛、永不故障’的自治網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率、能源效率和資源效率的倍增以及用戶(hù)體驗(yàn)的顯著提升,助力運(yùn)營(yíng)商獲取商業(yè)成功。”華為中國(guó)戰(zhàn)略Marketing部部長(zhǎng)曹澤軍在2018通信展同期的“擁抱AI,開(kāi)啟信息通信智能服務(wù)時(shí)代”高峰論壇上表示,“當(dāng)5G遇見(jiàn)AI,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)天然融合”。
5G時(shí)代已來(lái)
隨著3GPP?5G NR獨(dú)立組網(wǎng)(SA)標(biāo)準(zhǔn)的正式出爐,以及各國(guó)各地5G頻譜的拍賣(mài)/分配,全球5G商業(yè)化已進(jìn)入快車(chē)道。美國(guó)計(jì)劃2018年全面實(shí)現(xiàn)5G商用、俄羅斯在積極探索5G共建共享合作方式、韓國(guó)平昌冬奧會(huì)成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)“5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋”的奧運(yùn)會(huì)。而我國(guó)已經(jīng)明確了2020年5G確保商用的政策,最近5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第三階段測(cè)試也已順利完成,亦有消息稱(chēng)5G頻譜資源的最終許可方案即將公布。
“可以說(shuō)5G時(shí)代已經(jīng)到來(lái),而5G也會(huì)改變未來(lái)的業(yè)務(wù)形態(tài)?!辈軡绍娭赋?,5G將令移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邁入Giga時(shí)代,支撐極致的業(yè)務(wù)體驗(yàn);超高地可靠、極低時(shí)延的通信能力,將使能無(wú)人駕駛真正走向現(xiàn)實(shí);其指向的海量連接,也將為IoT領(lǐng)域隨時(shí)隨地的全在線(xiàn)提供保障。
4G為寬帶體驗(yàn)、視頻業(yè)務(wù)、人機(jī)互動(dòng)提供了條件,使得互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與人們活動(dòng)緊密結(jié)合,深刻地改變了人的生活;而5G將以萬(wàn)物互聯(lián)的模式推進(jìn)所有垂直行業(yè)的深度整合,真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的深度融合。5G將打開(kāi)的,是一個(gè)面向垂直行業(yè)的、面向跨行業(yè)合作的萬(wàn)物互聯(lián)的全新環(huán)境。
但在同時(shí),5G“云管端”協(xié)同才能真正帶來(lái)體驗(yàn)的提升,同時(shí)隨著越來(lái)越多的應(yīng)用遷移至云端,對(duì)5G業(yè)務(wù)的豐富性多樣性、對(duì)技術(shù)的支撐等方面均提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。在此過(guò)程中,華為致力于“把數(shù)字世界帶入每個(gè)人、每個(gè)家庭、每個(gè)組織,構(gòu)建萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界”,從而普惠整個(gè)人類(lèi)社會(huì)。
5G遇見(jiàn)AI:網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)天然融合在5G即將到來(lái)的今天,電信行業(yè)必須為此做好準(zhǔn)備,但目前行業(yè)的整體態(tài)勢(shì)卻不容樂(lè)觀,運(yùn)營(yíng)商普遍面臨增長(zhǎng)乏力的情況。
“過(guò)去我們存在著人口紅利,運(yùn)營(yíng)商的增長(zhǎng)模式以投資驅(qū)動(dòng)為主,只要這里有人,把網(wǎng)建設(shè)過(guò)來(lái)、把語(yǔ)音業(yè)務(wù)開(kāi)起來(lái)(或把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)起來(lái)),運(yùn)營(yíng)商就有了收入。但到可今天,無(wú)論是語(yǔ)音用戶(hù)還是數(shù)據(jù)用戶(hù)都基本上達(dá)到了人口紅利的極限,在這樣的情況下,運(yùn)營(yíng)商的投入和產(chǎn)出周期(投資回報(bào)周期)由過(guò)去5-7年的延長(zhǎng)到了更長(zhǎng)的時(shí)間(7-10年),導(dǎo)致業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)上受到了很大的壓力,成為電信行業(yè)的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題?!辈軡绍娊忉尩馈?/p>
“另一方面,業(yè)務(wù)需求不斷推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模成倍增長(zhǎng),隨之而來(lái)的能源消耗、設(shè)備消耗、頻譜利用率都導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題趨于復(fù)雜?!監(jiān)vum分析報(bào)告顯示,過(guò)去十年電信行業(yè)的收入增長(zhǎng)從來(lái)沒(méi)有跑贏過(guò)OPEX的增長(zhǎng),OPEX在電信網(wǎng)絡(luò)TCO(總體擁有成本)的占比從62%上升到75%,這意味著單純地降低設(shè)備成本,已經(jīng)不能改善運(yùn)營(yíng)商的成本結(jié)構(gòu)。
在無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)偏重于下行速率、傳統(tǒng)終端也主要用于下載數(shù)據(jù),5G上行速率的空前提升將再次改變?nèi)祟?lèi)的通信方式,也必將引發(fā)一場(chǎng)終端變革。據(jù)統(tǒng)計(jì),2G基站參數(shù)僅有500個(gè)、3G基站1500個(gè)、到了4G時(shí)代每個(gè)基站的參數(shù)接近3500個(gè),5G參數(shù)將更多。華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍也曾旗幟鮮明地提出,5G時(shí)代,能否有效遏制OPEX的持續(xù)增長(zhǎng)成為商業(yè)成功的關(guān)鍵,需要把降低OPEX做為戰(zhàn)略重心。
“當(dāng)5G遇見(jiàn)AI,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)天然融合。”曹澤軍闡述道,5G網(wǎng)絡(luò)本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),需要人工智能來(lái)理清邏輯和秩序,使能網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化,降低運(yùn)維成本;另一方面,5G時(shí)代將自下而上地產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),AI可以從中識(shí)別、學(xué)習(xí)模式和規(guī)則,并預(yù)測(cè)趨勢(shì)、執(zhí)行策略——5G加AI通過(guò)海量數(shù)據(jù)不斷“喂食”將產(chǎn)出最大價(jià)值。
“過(guò)去無(wú)論從運(yùn)營(yíng)、規(guī)劃、維護(hù)這些方面,我們更多依靠人工的干預(yù)、領(lǐng)導(dǎo)的決策,某種意義上講是被動(dòng)的,即使發(fā)展到今天我們也只能說(shuō)做到半主動(dòng),還做不到真正的自治和完全的主動(dòng)。”為此,華為提出了SoftCOM AI戰(zhàn)略。作為華為All Intelligence戰(zhàn)略在電信領(lǐng)域的落地,SoftCOM AI通過(guò)將AI注入到全云化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及解決方案中,力圖打造一張“自動(dòng)駕駛、永無(wú)故障”的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)、自?xún)?yōu)、自愈、自治。
擁抱AI的5G場(chǎng)景AI使網(wǎng)絡(luò)有了不斷學(xué)習(xí)的機(jī)制,不斷提升網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的水平。華為常務(wù)董事、產(chǎn)品與解決方案總裁汪濤最近發(fā)布了自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)的主張,并提出了面向自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建議和實(shí)施準(zhǔn)則——到了L5這一終極目標(biāo),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將具備跨多業(yè)務(wù)、跨領(lǐng)域的全生命周期的閉環(huán)自動(dòng)化能力。
“羅馬不是一天建成的”,面向自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)亦需要分場(chǎng)景逐步推進(jìn),目前華為已經(jīng)識(shí)別出一系列AI能夠起到顯著作用的5G場(chǎng)景,諸如5G網(wǎng)絡(luò)切片自動(dòng)部署和擴(kuò)縮容、5G基站覆蓋優(yōu)化、基站載波智能關(guān)斷、網(wǎng)絡(luò)故障預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)健康度分析等。
不同的業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能有不同的需求,如實(shí)時(shí)的視頻、語(yǔ)音對(duì)于時(shí)延有明確的要求,對(duì)于丟包的敏感性相對(duì)寬松;智能水表、電表類(lèi)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,?duì)于時(shí)延要求寬松。為了在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)滿(mǎn)足各種業(yè)務(wù)的多樣需求,5G網(wǎng)絡(luò)中引入了網(wǎng)絡(luò)切片——網(wǎng)絡(luò)切片是一個(gè)邏輯概念,即把具有相同的網(wǎng)絡(luò)需求的業(yè)務(wù)劃入一個(gè)切片,不同的網(wǎng)絡(luò)切片邏輯上彼此獨(dú)立、物理上共享相同的網(wǎng)絡(luò)資源。
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會(huì)先預(yù)估各類(lèi)業(yè)務(wù)的需求來(lái)構(gòu)建話(huà)務(wù)模型,然后配置對(duì)應(yīng)切片的資源預(yù)留。而融入了AI的華為無(wú)線(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)切片的實(shí)際運(yùn)行情況、基于全量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),可分析出各類(lèi)用戶(hù)、業(yè)務(wù)的資源使用特性,對(duì)切片中的業(yè)務(wù)進(jìn)行精細(xì)的建模,利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法判斷資源需求的趨勢(shì)分析,從而與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形成正反饋,優(yōu)化資源分配策略:“為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制與大數(shù)據(jù)平臺(tái)直接的反饋、控制循環(huán),需要增加網(wǎng)元與平臺(tái)的控制面接口,即平臺(tái)可以將通過(guò)數(shù)據(jù)收集分析的結(jié)果反饋至網(wǎng)元,網(wǎng)元進(jìn)一步來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的控制策略更新。”
同時(shí),目前5G廠商均處于實(shí)現(xiàn)基于3GPP協(xié)議要求的基本功能特性的階段,主要精力投在特性競(jìng)爭(zhēng)力上(比如速率比拼),在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力構(gòu)建尤其是自愈自恢復(fù)等自動(dòng)化運(yùn)維能力上考慮不足。從全球站點(diǎn)部署節(jié)奏看,5G元年將達(dá)到4G發(fā)展三年的規(guī)模,大量的網(wǎng)絡(luò)改造對(duì)現(xiàn)網(wǎng)存量穩(wěn)定運(yùn)行也將帶來(lái)挑戰(zhàn)。
5G當(dāng)前主要用例為FMA/WTTx,除MBB外,還將涉及AR/VR,車(chē)聯(lián)網(wǎng)+無(wú)人駕駛、低空覆蓋等多種業(yè)務(wù),不同業(yè)務(wù)類(lèi)型對(duì)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法不同,AI可使能網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)真正精準(zhǔn)網(wǎng)優(yōu):“在AI訓(xùn)練階段,通過(guò)對(duì)全球現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集、分析、整理和標(biāo)注,運(yùn)用算法來(lái)構(gòu)建的全局經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蛶?kù),可形成基站天線(xiàn)調(diào)整的初始輸入?yún)?shù),并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)天線(xiàn)參數(shù)。通過(guò)持續(xù)的迭代優(yōu)化,就能極大縮短漫長(zhǎng)的調(diào)試階段,快速得到某個(gè)地點(diǎn)某種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的波束的最優(yōu)配置參數(shù)?!?/p>
“預(yù)測(cè)性是AI的核心價(jià)值?!被据d波智能關(guān)斷方面,基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)和AI使能的模型訓(xùn)練,可提前預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量的峰谷,從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)線(xiàn)載頻的關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)能耗與流量峰谷一致。網(wǎng)絡(luò)故障預(yù)測(cè)方面,電信網(wǎng)絡(luò)的管理和控制中心基于設(shè)備的南向接口和數(shù)據(jù)采集,通過(guò)一定的策略和規(guī)則,可對(duì)未來(lái)故障進(jìn)行預(yù)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生前規(guī)避故障、質(zhì)量劣化前優(yōu)化質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)擁塞前調(diào)整流量。
運(yùn)營(yíng)商價(jià)值:三個(gè)倍增5G加AI將能夠給客戶(hù)提供永遠(yuǎn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)連接和永不斷網(wǎng)的可獲得性,對(duì)運(yùn)營(yíng)商的價(jià)值則是“三個(gè)倍增”,即運(yùn)維效率倍增、資源效率倍增和能耗效率倍增。
曹澤軍剖析道,5G加AI實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)性維護(hù),即能夠預(yù)測(cè)某個(gè)設(shè)備未來(lái)有多大概率發(fā)生故障,然后進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)。華為希望能將電信網(wǎng)絡(luò)的告警壓縮和故障定位減少90%,實(shí)現(xiàn)90%關(guān)鍵器件的失效和劣化預(yù)測(cè),進(jìn)一步達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自愈;此外,網(wǎng)絡(luò)故障中超過(guò)70%的問(wèn)題源自無(wú)源設(shè)備,例如光纖彎曲、器件老化、接口松動(dòng)等,在這一過(guò)程中,信號(hào)都會(huì)發(fā)生變化,通過(guò)引入AI學(xué)習(xí)這些變化的特征,就有可能提前進(jìn)行預(yù)測(cè),用有源解決無(wú)源的故障問(wèn)題。
基于流量走向來(lái)調(diào)度網(wǎng)絡(luò),資源利用率就會(huì)大幅提升?,F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)并不具備這樣的能力,只有通過(guò)引入AI、建好流量預(yù)測(cè)模型,才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)流量預(yù)測(cè)和最合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,以流量的方向而不是物理連接來(lái)決定網(wǎng)絡(luò)的路徑,最終大幅提高網(wǎng)絡(luò)的資源效率。
“比特決定瓦特”,即網(wǎng)絡(luò)流量大小決定能耗多少。在機(jī)房或者站點(diǎn),每個(gè)系統(tǒng)都有數(shù)十個(gè)參數(shù),通過(guò)AI訓(xùn)練生成散熱與環(huán)境及業(yè)務(wù)負(fù)荷模型,將使得日照、溫度和配套設(shè)施油機(jī)、太陽(yáng)能和電池等達(dá)到最佳能效;在設(shè)備層面,根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)能量投放,沒(méi)有流量時(shí)就利用時(shí)隙關(guān)斷、RF深度休眠、載頻關(guān)斷等減少耗電量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心對(duì)象如服務(wù)器組件的動(dòng)態(tài)節(jié)能管理;在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)層面,構(gòu)建準(zhǔn)確的業(yè)務(wù)負(fù)荷預(yù)測(cè)模型,將使能整網(wǎng)流量最優(yōu),從而達(dá)到能耗效率最佳。?