張亞勤清華大學智能產業研究院院長
“啊，五環，你比四環多一環。”不少人對5G有著類似的理解：5G比4G多1G，電影下載秒成、視頻點播流暢……
在最新出版的《電信科學》上，一篇名為《通信人工智能的下一個十年》的刊首文章向人們展示了完全不同的5G通信應用前景：未來的通信網絡是可以高度自治的。通過與人工智能的深度融合，5G通信可以實現“三自”，即參數自配置，性能自優化，故障自“治愈”。
5月4日，論文共同作者之一、美國藝術與科學院院士、清華大學智能產業研究院院長張亞勤在接受科技日報記者采訪時表示，通信行業正在走向5G，馬上要走向6G，光是看視頻快點、信號好一些，那不是5G。
什么才是真正的5G?為什么5G網絡要與人工智能“聯姻”?
有了人工智能才能突破這些瓶頸
“5G與人工智能的結合是一個緊迫的事。”論文共同作者之一、工信部科技委副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平最關切的是5G耗能問題。
一個5G基站與一個4G基站相比，在半載情況下，前者是后者能耗的3.5—4倍。“5G產生的價值如果還不夠付電費，那將成為5G廣泛落地的瓶頸。”韋樂平說，人工智能的優化能力或許能解決這一問題，所以需要相關部門、企業等機構有緊迫感地去挖掘、去規范、去推進。
除了數據極限、能耗瓶頸，龐大網絡的管理問題也急需人工智能出手。
“4G通信網絡系統巨大無比，網絡種類也很繁雜，到現在也沒數清到底有多少個網絡。所以，僅是把這些網絡管理起來就很難了，更別說還要進行有機融合、協同提升。”韋樂平說，5G的情況更為復雜，就更不可能用人工的方式來管理如此復雜的資源。所以非常需要人工智能的介入，提出預警、給出預判，大大提高5G網絡的管理效率。
過去10年它們曾“戴著鐐銬跳舞”
早在十幾年前，通信行業就已經看到機器學習和人工智能的潛在價值。
“一開始，一些國外運營商對于在3G階段就實現通信網絡的自組織、自優化、自“治愈”信心十足，希望在3G階段就能夠部分實現網絡的自動化與智能化。”論文共同作者之一、亞信科技首席技術官、高級副總裁歐陽曄博士回憶道，2008年，業內就開始第一次對自組織網絡進行國際標準層面的定義。
按理說，在隨后的10年，自組織網絡理當迎來上升發展期，但事實并非如此。
“過去的10年，美國及部分歐洲電信運營商獨立或混合部署了一些自優化網絡(SON)系統，試圖把人工智能融入通信網絡的規劃、建設、維護、優化中，但是整體效果并沒有達到預期。”歐陽曄說，之所以出現這種情況，是因為2G、3G網絡本身，包括其生態、軟硬件、設備接口等，并不是按照智能化的理念來建設的，網元本身在標準化構建階段就不支持人工智能，網絡的接口和信令體系等難以實現與人工智能的對接。這就像請個名醫來治病，但病人本身對打針吃藥等治療方式都不接受。
3G網絡宛如一塊“鐵板”，和人工智能的融合變成了“戴著鐐銬跳舞”。
直到5G的出現，這種情況才迎來了轉折。
張亞勤解釋：“5G有個很重要的特點，那就是在協議層，互聯網與通信網真正地實現了融合。所以很多我們在計算機領域的算法、在互聯網領域的技術可以更容易地在5G網絡中實現。”
因此，在我國進行5G基礎設施建設時，要考慮人工智能融入的問題，給人工智能融入留接口。
為此，論文編寫者呼吁通信行業建設者進一步開放網絡標準化接口，給予人工智能對網絡基礎設施、網絡管理運維系統、業務支撐系統等全面賦能、注智的機會，將5G與人工智能作為技術“組合”，進一步釋放潛力。
智慧“神經元”在案頭工作中萌生
時間撥回2017年2月，國際標準化組織3GPP的服務和系統第二工作組開始研究5G核心網的智能化網元。他們定義了一種具有網絡數據分析功能的網元：一個通信網絡的節點可以收集用戶的個性化信息，形成獨特的個人畫像，通過畫像進行分析，然后再將分析結果提供給決策層。
這是移動通信從1G到5G以來第一次在核心網絡架構里定義標準化，并要求部署網絡人工智能網元。
“5G的智能化是從標準化起步的，這是通信領域的特點，因為所謂通信，必須要連得通，才能傳遞信息。而標準化是避免‘雞同鴨講’的前提。”歐陽曄說。
另一方面，有了“靈魂”的網元，是人工智能的算法、模型在5G網絡中的落腳點。通過網元，人工智能的能力被“注射”到5G網絡里，5G網絡里的節點也會慢慢具有不同的智能化功能，網元將可以全面、實時地參與核心網控制面的決策控制。
此后，網絡智能化的新部件不斷豐富起來。
2017年6月，中國通信標準化協會啟動了人工智能在電信網絡中的應用課題研究。
2018年2月，開放無線接入網絡聯盟成立，開啟移動信息人工智能框架的“安卓版”。
2020年6月，中國移動聯合亞信科技首次在3GPPR17標準中正式引入聯邦學習概念，形成聯邦學習在5G領域的第一個全球國際標準。
“5G網絡智能化方面，中國運營商與廠商處于第一陣營。”歐陽曄表示，當前在5G通信網絡智能化的關鍵標準組織里(包括3GPP、全球移動通訊系統協會等)，中國廠商的參與度非常高，與國際上更多廠商一起共同推動5G走向智能化。
2023年移動通信網或將實現初步智能化
“我們預計，到2023年移動通信網絡將實現初步網絡智能化，初步建成網絡人工智能的網元。”歐陽曄告訴記者，達到這一步，通信人工智能將達到L2級別(初級智能自治網絡)。
從2023年到2027年，通信網絡將向著L3甚至L4級別演進，那時的智能網絡能做更高級的事情，比如“抓小偷”。
韋樂平舉了一個傳輸網智能場景。“光纖被切斷，每年都會發生很多次?，F在一根光纖承擔8T的容量，一旦切斷，危害非常大。但有了人工智能，就可以進行預警。”韋樂平說，光纖在被切斷前必然會先受力，一旦受力，敏感的人工智能就能提前知道信號有所異常，甚至精確定位。
針對到2028年能否實現5G智能網絡的完全自治，相關專家的態度相對保守。
“2027年、2028年很有可能出臺6G國際行業標準的第一個版本，這個關鍵節點決定了人工智能在向6G演進的過程中能不能繼續扮演一個核心的角色，如果在5G的嘗試失敗了，它的重要性和地位也會變低。”歐陽曄說。
在張亞勤看來，在萬物皆數據的數據3.0時代，一個學不會自治的網絡難堪大用。
5G或6G通信網絡能否在下一個10年實現完美的高度自治尚未可知，但“無人化”的夢想卻貫穿于每一個醉心于人工智能的科研工作者和產業工作者心中。
