科普:一文搞懂「智能聯接」

2020/10/10 7:09:45 來源:鮮棗課堂 作者:小棗君 責編:懶貓

歷經四十年的高速發展,現如今的人類通信科技,正處于前所未有的鼎盛時期。以 5G、Wi-Fi 6 為代表的通信連接技術,在進一步滿足人聯網應用需求的同時,逐漸挖掘出越來越多的物聯網應用場景,進而推動整個社會走向 “萬物互聯”的時代。

人類社會逐漸從 “無連接”、“弱連接”,走向 “智能連接”。全球網絡的連接規模,不再局限于世界人口總數,而是數量遠大于此的世間萬物。根據 GSMA 的預測,到 2025 年,全球接入 5G 網絡并實現互聯的設備將達到 250 億臺。IDC 更是認為,2025 年全球物聯網設備總數將達到 416 億臺。面對如此巨大的連接規模,我們不禁會想:

量變通常會引起質變,未來的連接場景,會提出怎樣的需求?

我們現有的連接技術,是否可以滿足未來的連接需求?

我們不是為了連接而連接,而是為了價值而連接,那么,連接究竟如何創造價值?

最近,行業里有一個新名詞逐漸流行起來,圍繞上述問題給出了自己的解答。這個名詞,就是 “智能聯接”。

什么是智能聯接

乍一看,“智能聯接”這個詞好像并不算陌生?!爸悄堋焙?“聯接”,都是我們耳熟能詳的概念。

說到智能,首先會讓人想到 AI。這些年來,作為最熱門的前沿科技,AI 早已被人們所熟知。

聯接,其實就是更高級的 “連接”。連接只是相連,而聯接在相連的基礎上,更強調聯合和結合,形成一個整體。不管是聯接還是連接,本質都是指通信。

那么,智能聯接是不是簡單的 “AI + 通信”呢?

當然不是。

事實上,智能聯接是一個非常宏觀的概念。它并不是某一項具體的技術,而是一整套面向全場景的解決方案。

智能聯接并不是獨立存在的。它和智能交互、智能中樞和智慧應用,共同構成了智能體。

這里所說的智能體,是一個全新的概念。它是一個智能升級參考架構,主要面向政企用戶群。比如說,一家智能制造的汽車工廠,圍繞它商業模型和業務流程的所有 IT、CT 和 OT 系統,共同組成的就是一個工業領域的智能體。

從下面這張智能體架構圖也可以看出,智能體是云網邊端協同的一體化智能系統。

如果把智能體比作人體,那么,智能中樞是大腦,智能交互是四肢。智能中樞最為重要,起決策作用,涉及的是云計算、大數據等技術。它強調的,是算力。

而智能聯接,就是支撐整個智能體的軀干,本質上是起聯接作用,涉及的主要是通信技術,強調的是聯接力。

智能聯接的作用,可以概括為三個方面:

一是支撐智能中樞內部的聯接,比如 AI 集群服務器的互聯、以及云數據中心之間的互聯;

二是支撐智能中樞到智能交互設備的聯接,也就是云邊端之間的聯接;

三是支撐智能交互設備之間的聯接,比如 AI 攝像頭、4K 無人機、工業機械臂等設備終端之間的互聯。

智能聯接服務于智能體,而智能體對智能聯接有 5 個方面的訴求,分別是:高可靠、無損 0 丟包、差異化服務、實時大帶寬和智能運維。

其它四個都比較好理解,什么是差異化服務?差異化服務就是針對不同的應用場景,提供不同的網絡特性,例如針對車聯網,網絡可以提供更低的時延,針對視頻點播,網絡可以提供更大的帶寬,等等。我們經常說的網絡切片,就是提供差異化服務。

智能體概念提出者認為,智能聯接應該具備三大基本特征:

首先是泛在千兆,也就是無處不在、無縫覆蓋的千兆聯接能力。帶寬是聯接能力的第一要素?,F在 VR/AR 工業巡檢、4K/8K 超高清視頻直播、AI 智能攝像頭等行業應用,都離不開千兆帶寬。

然后是確定性體驗,也就是系統運行的超高可靠性,以及時延等性能指標的超高穩定性。我可以容忍你的時延不是極致的低,但不能發生抖動,一會兒 1ms,一會兒 100ms,這樣子。代表場景是高鐵、機場、電力等。

最后是超自動化。聯接規模的爆炸式增長,意味著網絡本身規模的增長,以及網絡復雜度的提升。網絡運維難度將會超過了人工運維的極限。因此,引入 AI,實現智能運維,是大勢所趨。

智能聯接的關鍵技術

究竟怎樣才能使得智能聯接具備以上三大基本特征?為了實現智能聯接的超強聯接力,需要引入哪些具體的技術手段?

其實,正如前文所說,智能聯接是一個全場景的解決方案,而非提出一個全新的技術標準。

智能聯接的基礎,仍然是現在移動通信以及固網通信的技術框架。智能聯接所做的,是站在用戶和需求場景的角度,梳理出來了一個更為合理且完整的框架模型。

針對不同場景的特殊需求,智能聯接在現有技術的基礎上,進行了二次創新,提升了指標,簡化了方案,改善了體驗,方便了用戶。

智能聯接的第一個技術底座,相信大家都猜到了,就是現在如火如荼的 5G。

在現有 5G 常規性能指標的基礎上,智能聯接增加了三項重要改進,分別是:Gbps 上行、20ms 低時延、亞米級定位。

我們知道現在 5G 具備 Gbps 下行能力,但是上行不足。對于視頻回傳的場景,上行是剛性需求。智能聯接引入了超級上行 SUL 技術,實現了上行 Gbps 速率。

20ms 低時延,則是依賴于預調度和 mini-slot 等特性的引入,主要服務于遠程操控類場景。

亞米級定位能力的實現,依賴于 UTDOA(Uplink Time Difference of Arrival,上行到達時間差)技術的引入,以及更大頻譜帶寬的使用。

除了 5G 之外,另一個重要的技術底座,就是今年迅速發展起來的 F5G,也就是 The 5th generation Fixed networks,第五代固定網絡。

現在人們普遍把傳統 5G 稱為 “天上的 5G 網”,而把 F5G 稱為 “地上的 5G 網”。F5G 的核心是全光網絡,它的愿景是 “光聯萬物”(Fibre to Everywhere)。

F5G 的代表性技術,是 10G PON(用戶速率達到 Gbps 的光纖寬帶接入)、Wi-Fi 6、200G/400G、OXC(全光交叉)、NG OTN(下一代光傳送網)等。

F5G 的全光網,實際上是移動 5G 的數據傳輸基礎承載網絡,為移動 5G 提供了帶寬、時延和穩定性等方面的支撐。

F5G 和 5G 有一部分技術和網絡是共用的。在很多應用場景里,F5G 比 5G 更具優勢。

F5G 低時延、大帶寬、多連接、抗干擾的特點,更符合那些沒有移動性需求的連接訴求。而且,F5G 的功耗更低,既有利于保護環境,也有利于降低成本。

換言之,不管是 5G 還是 F5G,都是技術手段,沒有好壞之分,也沒有重要和不重要之分。F5G 與 5G 可以進行有效協同,互相補全,更好地提升用戶感知,滿足用戶多樣化的需求。

除了 5G 和 F5G 之外,智能聯接還包括面向園區、廣域、數據中心的智能 IP 網絡,以及 IPv6+。

為什么要單獨強調 IPv6+?因為 IPv6 + 的引入,可以實現智能交互設備的一跳直達,實現跨域的內容訪問。例如遠程調閱攝像頭數據等。IPv6 + 是 “萬智互聯”的前提,沒有 IPv6 + 的話,不足以實現智能聯接。

智能聯接的智能,又該如何理解呢?

當然是 AI 的引入。

智能聯接引入 AI,主要包括網元、網絡和云端三個層面。

網元 + AI:把 AI 引入網元,升級為數字化的智能網元,讓每個網元和整個網絡更加敏銳的感知、處理和推理執行。

網絡 + AI:利用 AI 重構網管,通過智能管控系統構建網絡的數字孿生,實現網絡的動態控制和閉環,例如自動部署、事前仿真、事后校驗、預防預測以及主動優化等。

云端 + AI:提供云上的網絡 AI 訓練和模型服務,持續升級設備和網絡上已經搭載的軟件系統和 AI 模型,來獲得更多的自動駕駛能力,讓整個網絡越用越聰明。

智能聯接的價值

最后,我們來看看最重要的一個問題,也就是價值問題。智能聯接如何創造價值?

聯接會不會創造價值?我覺得這個問題都不需要回答。大家可以看看自己的手機,試想一下,如果沒有手機,如果手機沒有網絡,如果家里或辦公室沒有寬帶,你的工作和生活會變成什么樣?

現代人類已經越來越離不開互聯網。同樣的,隨著 “萬物互聯”的逐步推進,各個行業也將加快與行業互聯網的融合,感受到行業互聯網帶來的效率提升,享受數字化紅利。

智能聯接以及其背后的智能體,毫無疑問是行業企業擁抱行業互聯網的最佳途徑。

我們舉幾個簡單的例子。

首先看看智能制造等工業互聯網場景。

智能聯接,提供了端到端的超低時延能力,通過超寬固網光纖接入的工業機械臂,擁有更高的反應速度和精度,適用更多的操作場景,提高了工廠的生產效率。

智能聯接提供的超大帶寬能力,幫助工人通過 Wi-Fi 6 或 5G 無線 VR 眼鏡進行設備遠程巡檢,也提升了效率。

智能聯接的超大上行帶寬,可以將檢測攝像頭(通過超寬固網接入)采集的海量高清檢測照片,回傳到云端,借助 AI 技術進行缺陷對比,大幅提升檢測效率。借助 IPv6 + 技術,上面所提及的機械臂、VR 眼鏡和檢測攝像頭,都可以實現遠端一跳接入,操作人員和管理維護人員都可以跨域直接連接設備。

遠程醫療領域,智能聯接可以賦能遠程治療。超高可靠性加上確定性時延,讓醫生可以放心大膽地進行遠程手術。既節約了寶貴的治療時間,也節省了成本,降低了費用。

遠程采礦場景,礦井環境復雜,干擾阻礙較多,采用超寬固網接入,可以完美實現采礦設備的遠程操控,也可以監測礦井內的各項環境參數和視頻影像,并進行回傳。

現在熱門的無人駕駛,離不開智能聯接的超大帶寬、超低時延和超高可靠性。無人駕駛的普及,在貨運領域,意味著司機資源的釋放,運輸效率的提升,運輸成本的下降。

除了無人車之外,無人機和無人船也會得到普及應用,同樣會改變行業的商業模式,產生更大的商業價值。

過幾天的 2020 全球超寬帶高峰論壇(UBBF),相信會有更多關于智能聯接的解決方案被提出來

總而言之,智能聯接帶來的改變是顛覆性的。聯接力就是生產力,聯接力的躍升,就是生產力的躍升。隨著智能聯接的不斷普及,它所帶來的價值倍增效應將愈發明顯,我們也將加快邁入真正的智能時代。

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