2030年的通信網絡是什麼樣子？

過去短短30年來，從2G發展到5G，從ADSL發展到10GPON+Wi-Fi6，從電路交換、全IP發展到全雲化時代，通信網絡以一次又一次的能力邊界突破，實現了網速萬倍提升，空前改變了人們的生活方式，改變了這個世界。

 

面向下一個十年，通信網絡又將會變成什麼樣子?近日，華為發布了《智能世界2030》報告，在同步發布的《通信網絡2030》報告中，以六大關鍵技術特徵為我們描繪出了2030年通信網絡的全貌。

立體超寬網絡

今天的移動通信網絡，通過Massive MIMO、上下行解耦等技術，以及各種宏站、桿站、微站和數字化室分部署，已形成一張多場景全覆蓋的地面寬帶網絡。正是基於這樣一張網絡，連接對象正從人擴展到萬物，覆蓋場景正從人活動的區域擴展到各行各業的生產作業環境。但這張網絡基於地面建設，垂直覆蓋範圍一般限於城市裡的高層建築，難以實現山區、海域、草原、沙漠等偏遠地區的全覆蓋，也難以為空中的無人機、航空飛行器、低軌航天飛行器提供寬帶連接。對此，將網絡從地面延伸到空中，已成為當前行業的共識和發展方向。

華為在報告中展望，未來10年，隨著網聯無人機不斷普及，將出現更多的城市載人飛行器，數万顆低軌寬帶衛星運行在天空中，同時，隨著工業、農業智能化走向海洋、大漠和天空等場景，需要寬帶連接從地面延伸到空中，組成一張天空和地面交織的立體超寬網絡，為人類新生活體驗、 行業萬物智能化提供服務。立體超寬網絡將由覆蓋半徑100m的小站、1~10Km的宏站和300Km~400Km的低軌衛星共同組成，分別為用戶提供萬兆、千兆、百兆的連續寬帶體驗。

當前5G和F5G時代，為滿足高清視頻、VR/AR、在線教育、在線辦公、智慧家庭等新業務需求，固網和移動寬帶均從百兆時代邁入千兆時代。運營商們已紛紛發布了“三千兆”業務，即家庭寬帶一千兆、家庭Wi-Fi一千兆、移動手機一千兆。一方面，10GGPON+Wi-Fi6技術，再配合FTTR組網，可為家庭和企業提供無縫的千兆體驗;另一方面，更大的頻譜帶寬與Massive MIMO技術結合，已助力5G網絡實現了千兆網速體驗。但人們對通信網絡的需求是永無止境的，未來的網絡將如何繼續演進?

 

報告預測，未來10年，為了支持XR、裸眼3D、數字觸覺、數字嗅覺等全新體驗，以及面向自動駕駛的汽車在未來將成為家庭、辦公室之外的“第三空間”，網絡將從如今的“三千兆”演進到“三萬兆”，並構建住行合一的萬兆網絡新能力，為用戶提供從家庭到出行，再到辦公室的連續萬兆寬帶業務體驗。同時，隨著家庭、個人和企業場景的寬帶需求邁入萬兆時代，為了承載不斷倍增的數據流量，接入、城域、骨幹、數據中心網絡將全面邁入T時代。

 

確定性體驗

眾所周知，當前5G與2/3/4G時代最大的區別在於，改變了過去“一刀切”和“盡力而為”的網絡服務模式，可以通過網絡切片、邊緣計算等技術，提供網絡帶寬、時延、可靠性、安全性等SLA可保障的網絡能力，從而能為不同行業的多樣化業務提供定制化、確定性的網絡服務。當前，華為通過端到端集成聯接、雲、邊緣、AI、業務自動編排、泛在安全等能力，已構築了高可靠性、高安全和高SLA三重領先的5G差異化服務能力，並已落地實踐大量5GtoB商用項目。但面向下一個十年，由於XR、裸眼 3D、數字觸覺和數字嗅覺等新興業務對沉浸感和互動性體驗要求更高，以及隨著網絡更廣泛的深入到企業核心生產控制系統和企業全要素上雲，對時延、可靠性、安全性等網絡能力提出了更加嚴苛的要求，網絡還需進一步提升確定性服務能力。

對此，報告指出，未來十年，行業還需從以下三方面繼續增強網絡的確定性能力：一是基於廣泛的分佈式邊緣數據中心部署，根據不同的業務需求，以用戶為中心構建骨幹、城市群、城市內三級時延圈，滿足100ms、10ms和1ms的不同業務訴求，並能根據業務屬性通過網絡層面直接進行實時調度，實現全社會算力的綠色和高效;二是要繼續研究和增強端到端網絡切片技術，為垂直行業打造更加適配的邏輯“專網”和服務;三是要基於AI注智，通過智能化預測、主動資源調配、動態協同等機制，將云網的可靠性提升到5個9。

智能原生

當前，隨著網絡越來越複雜，導致網絡運維運營難度越來越大、成本越來越高;以及隨著業務越來越多樣化，大量新應用對網絡的時延、可靠性和穩定性要求極高，對業務上線的時間要求更快，傳統被動式的人工運維運營模式已越來越難以滿足需求。正是在這樣的背景下，推動網絡與AI相互賦能，打造自動、自愈、自優的自動駕駛網絡，已成為業界共識。比如，華為早在2019年就發布了自動駕駛網絡解決方案，以通過在設備層、網絡層和雲端全棧引入人工智能技術，加速推動網絡數智化轉型;中國移動於今年在業界首次提出了在2025年達到L4級自動駕駛網絡量化目標。

面向未來，報告指出自動駕駛網絡將從當前的L2~L3級向L4/L5高級智能化方向持續演進，以使能新業務並實現極致客戶體驗、全自動運維、最高效資源和能源利用，並指明了未來的關鍵技術研究方向。

 

另一方面，為了催生更多的新興應用和持續提升業務體驗，通過網絡與雲、邊緣計算、AI等融合，讓算力和智能注入網絡全身，為多樣化的應用就近、按需提供連接和算力，已成為行業公認的發展趨勢。面向未來，報告還提出了邊緣智能原生概念，即網絡將綜合雲原生的靈活、開放以及AI能力，重構智能邊緣，可實現支持基於AI的業務感知能力，以及Mesh互聯和水平算力調度。

通信感知融合

從1G到5G時代，通信和感知是相互獨立的，而進入5.5G/6G時代，隨著通信頻譜向毫米波、太赫茲、可見光擴展與傳統的感知頻譜重合，比如負責測速、感應成像的雷達系統，使得通信與感知融合成為了可能。早在2020年，華為就提出了5.5G願景，在當前5G的eMBB、mMTC和URLLC三大場景的基礎上又擴展了UCBC(上行超寬帶)、RTBC(實時寬帶交互)、HCS(通信感知融合)三大新場景，以滿足未來5到10年的萬物智聯需求。

 

從移動通信網絡領域角度看，HCS可通過Massive MIMO的波束掃描技術應用於車聯網和無人機的自動駕駛場景，未來隨著無線頻譜向毫米波、太赫茲高頻方向演進，還可應用在智慧城市、氣象預報、環境監測、醫療成像等場景，同時，未來還將實現厘米級的高精度定位，使能更豐富的室內新業務。

除了移動網絡領域的通信與感知融合，報告還展望了Wi-Fi感知、光纖傳感和激光雷達感知的未來發展趨勢和技術研究方向。未來十年，Wi-Fi感知可應用於室內、室外、車內、倉庫、 貨場等場景，提供高精度定位、姿態/手勢識別、呼吸檢測、情緒識別、周界安防等功能;光纖傳感可應用於能源、電力、政府、交通等行業，感知溫度、震動、應力的變化，提供火災監控預警，設備/管線故障診斷，環境和設施受力監控等;激光雷達感知可應用於家庭和車場景，提供環境空間感知、高精度定位、姿態手勢識別等功能。

安全可信

當前，網絡、AI、雲計算等ICT技術正向各行各業滲透，以賦能全行業數字化、智能化轉型，推動產業從消費互聯網向工業互聯網擴展。在工業互聯網整個體系中，網絡是基礎，平台是核心，安全是保障，安全是工業互聯網的三大核心體系之一。在當前5GtoB發展中，我們也看到，行業普遍高度重視數據安全隔離和數據隱私保護，尤其是製造、能源等行業，因為一旦出現網絡安全問題，輕則影響企業持續正常生產和運營，重則影響社會經濟穩定運行。

在這方面，報告指出，一方面安全本身正在從傳統集中式防護、外掛式的架構向網絡內生安全新架構演變，另一方面工業互聯將要求網絡不僅安全，而且可信。具體而言，安全可信包含組件可信(芯片/操作系統)、設備安全、連接安全、管理安全、聯邦可信、數據可信六個層次。通過這六個層次相互協同，才能構築起端到端的網絡安全新底座。

 

綠色低碳

當前，“碳達峰”、“碳中和”已成為全球各國共同的目標，同時通信網絡、雲、AI等ICT技術是實現雙碳目標的關鍵驅動力。一方面，隨著網絡數據流量不斷成倍增長，必然會產生更多電能消耗和碳排放，運營商亟需通過最新的網絡、AI、雲計算技術來降低網絡能耗和運營成本，履行減少碳排放的社會責任;另一方面，網絡、AI、雲計算等新興技術作為行業數字化轉型的基礎設施，還能助力各行各業提效降本、節能減排。

報告指出，未來通信網絡要實現綠色低碳，需要基礎網、算網和云網相互協同，首先需基於全光網絡、全頻譜天線、全融合核心網、極簡協議、極簡運維等技術實現基礎網絡自身的綠色低碳，同時，通過算網實現算力的合理佈局和數據的靈活調度，以及通過云網來實現一網多用，從而提升資源使用效率，進一步實現網絡節能。

 

報告還展望，鑑於傳統電子技術即將遇到距離、功耗等可持續發展的瓶頸，未來光電技術融合將給通信網絡的設備架構和能效帶來深刻的變化，比如，引入光的相干技術來提升數通設備高速端口的傳輸距離，用激光替代微波實現地軌衛星之間的高速數據傳輸等。