5G兩大需求 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與云化

5G跟未來網(wǎng)絡(luò)什么關(guān)系？5G不是未來網(wǎng)絡(luò)，但是與未來網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。未來網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不僅有無線還有有線。未來網(wǎng)絡(luò)希望更大，應(yīng)用范圍更廣。5G將在2020年實現(xiàn)商用，而未來網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)商用可能得更晚。

今年年底，3GPP將完成非獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)5G空口化，而且要完成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)化。預(yù)計，明年8月份會有新的標(biāo)準(zhǔn)化，還有正常移動寬帶等場景的發(fā)布，到2019年9月份將全部適應(yīng)5G要求。這是標(biāo)準(zhǔn)化的過程，而標(biāo)準(zhǔn)化過程瞄準(zhǔn)的是5G商用時間表。

目前，中國移動通信占了中國4G市場的60%，而現(xiàn)在5G市場的競爭已經(jīng)開始。那么，如果說1G面向個人通信，5G則是面向產(chǎn)業(yè)和社會的管理應(yīng)用，比如說三維電視、可穿戴設(shè)備、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、智慧城市等。

據(jù)國際電信聯(lián)盟的觀點(diǎn)，5G比4G的網(wǎng)速提升了10倍，無線接口從10秒提升到1毫秒，連接密度提高10倍，能效提高100倍。怎么提高移動性能？提高網(wǎng)絡(luò)流量由幾個因素構(gòu)成，如增加天線數(shù)等，所以可以看到大規(guī)模天線，超密集主網(wǎng)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)容量公式，除此之外還有各種各樣的無線技術(shù)需要支持。

我們今天的會議主題是“未來網(wǎng)絡(luò)”，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。那么，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的5G業(yè)務(wù)跟現(xiàn)有的固網(wǎng)業(yè)務(wù)有什么差異？

答案是多帶寬，連接更復(fù)雜。如果要連接大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)，就要減少端到端的復(fù)雜性。此外，對移動網(wǎng)絡(luò)需要優(yōu)化，達(dá)到數(shù)據(jù)可編程，同時要保證能效，實現(xiàn)綠色化，增加身份管理，多數(shù)據(jù)接入，扁平化和運(yùn)行維護(hù)。所以目前的固網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)還不能滿足5G業(yè)務(wù)的一些需求。

5G有兩大需求

5G有兩大方面的需求。

1.網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

一方面是支撐指標(biāo) ，要實現(xiàn)網(wǎng)速100MB，峰值100GB，流量密度提高100倍。在這樣的要求下，對5G接入網(wǎng)和核心網(wǎng)都需要改造，要有更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，要實現(xiàn)無線資源優(yōu)化。另外，除了云計算以外，還要有移動邊緣計算，用戶面和控制面分離要寄希望于移動管理。從運(yùn)營商來看，也有很多需求。要提供差異化的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)能力要開放，基礎(chǔ)設(shè)施會用到SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）和大數(shù)據(jù)。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分兩大方向。 首先要模塊化功能視圖 ，從兩方面來規(guī)范。另外主網(wǎng)設(shè)計是平臺性基于NFV和SDN的，實際上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要多種多樣，包括網(wǎng)絡(luò)切片、移動邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)、控制承載分離、新型移動性管理、多梳理接入以及網(wǎng)絡(luò)能力開放。

拿扁平化來舉例說明，比如2G、3G設(shè)備旁邊有一個基站，包含無線網(wǎng)絡(luò)控制器、SDN/NFV，另外還有一個分組網(wǎng)關(guān)功能。到4G階段已經(jīng)做了一些減化，再高一個級別是SG到SSG，然后是從4G到5G再減化，直接到EPC。EPC是增強(qiáng)的核心網(wǎng)， 可以看到網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步扁平化 ?，F(xiàn)階段，移動網(wǎng)也想IP化，實際上移動網(wǎng)是獨(dú)立的，通過隧道和網(wǎng)關(guān)連到互聯(lián)網(wǎng)。未來網(wǎng)絡(luò)扁平化直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步實現(xiàn)扁平化。 扁平化的目的是為了減少實驗，適應(yīng)寬大流量。

另外，傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡(luò)基站控制器還有MMSC和SNGSN。傳統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)從2G到3G，走的是電路交換；到PSPN，數(shù)據(jù)走的是分組交換，通過分組網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)，不是純IP。目前，4G發(fā)展到EPC，未來5G純IP化的趨勢就更加確定。

現(xiàn)在，EPC是按設(shè)備來分類，SGW是網(wǎng)關(guān)，然后有任務(wù)服務(wù)器，還有一些跟用戶屬性、計費(fèi)有關(guān)的單元。未來5G很可能走到NGC，下一代的核心是分層。未來核心網(wǎng)不但是純IP網(wǎng)絡(luò)，還要做到控制面和用戶面的分離。

2.需要云化

另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)要云化。過去，云化就是把基站能力做得很強(qiáng)?，F(xiàn)在有些能力可以上到云端去，通過云端來集中處理。5G云化需要有接入的云和控制的云，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的集約化管理，能夠更好地調(diào)動網(wǎng)絡(luò)資源。這里包括將來支持SDN和NFV。 5G的實現(xiàn)不等于現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)被淘汰。如何實現(xiàn)多個移動網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，也需要利用云的能力來處理。

除了云化以外，很多東西都要集中到云，但也并不是所有都要集中到云。移動通信不能把所有東西都集中到云上，如果所有處理都上到云端，那么通信路程比較長，而對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)，我們希望達(dá)到低毫秒級傳輸。什么東西都放到云端再處理再回來，這個時間很長。

虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實，往往需要20GB的帶寬才能夠有好的體驗，而且反應(yīng)要比較快，如果把VR、AR處理都放到云端，這樣處理起來就會占用核心網(wǎng)絡(luò)帶寬。此外，視頻業(yè)務(wù)要求我們希望節(jié)約核心網(wǎng)絡(luò)的帶寬，并做到就近處理。

現(xiàn)在，IBM提出在云計算上面還有“霧計算”，也就是說“霧”比“云”更靠近地面，更可以靠近處理。但是，按我的想法這還不夠，應(yīng)該要在基站上，到交換網(wǎng)中間處理，目前在其底下處理還沒有人起名字，我稱它為“霾計算”。

所以未來的網(wǎng)絡(luò)需要云集中處理，同時也需要“霧計算”、“霾計算”分級處理，根據(jù)業(yè)務(wù)不同因地制宜。

實現(xiàn)智能化重構(gòu)

另外，網(wǎng)絡(luò)要實行智能化重構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)彈性部署、快速配置，基礎(chǔ)設(shè)施照舊， 網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、帶寬資源，通過云管理平臺、控制器，通過網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化支撐不同的應(yīng)用，這就是云化。

在這之上，再通過SDN類似網(wǎng)絡(luò)編排實現(xiàn)優(yōu)化。中國電信提出來希望全國不少于90%的地區(qū)能在IP應(yīng)用SDN，在邊緣運(yùn)用NFV，并且希望到2020年實現(xiàn)80%的功能軟件化，利用云和虛擬化、軟件化、切片化來實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)智能化的重構(gòu)。

再說回5G，通常的移動通信一個基站用戶在基站附近受到很好的協(xié)調(diào)，用戶在蜂窩邊緣信號效果不那么好，未來我們希望用分布式的天線，這樣使用戶在蜂窩周圍也能收到比較好的信號。當(dāng)然天線之間是互相有干擾的。資源怎么分配、優(yōu)化？需要集中管理。

我們需要大數(shù)據(jù)，搜集天線干擾數(shù)據(jù)，通過聯(lián)合的信號處理。當(dāng)然我們還有高密集主網(wǎng)和其他方案等。現(xiàn)在超密集主網(wǎng)有中央大數(shù)據(jù)管理和聯(lián)合信號處理協(xié)調(diào)。

另外，移動通信通常都是一個基站服務(wù)一部分用戶，比如像北京望京住人的地方，晚上很忙，白天這些人都上班，所以基站是忙閑不均，基站利用率很低。過去一個基站、一個基站亟待處理，現(xiàn)在為了讓它協(xié)同，我們將其抽出來，這樣一來變成集中的，每個基站都有功能。傳輸網(wǎng)光纖傳輸?shù)牟皇菙?shù)字信號。這種方式是集中式，特點(diǎn)是集中、合作、云、綠色，這也是我們未來5G大規(guī)模商用會采用的方式。

移動通信要做到高帶寬，現(xiàn)在頻率可能要擴(kuò)展幾毫米，外國已經(jīng)規(guī)劃要達(dá)到70級，內(nèi)部傳輸很大，所以往往需要把光纖引入到基站，包括引入到饋線上面，我們可以讓調(diào)制光信號成為光信號。

另外，過去我們很多交換放到路由器，就是IP交換，耗時10毫秒都不止?，F(xiàn)在華為提供了方案，是第一層物理層到第二層之間實現(xiàn)以太網(wǎng)的終極，這樣可以做到毫秒級，其好處是基于原生的內(nèi)核，不需要跑到第二層和第三層來存儲和查表，而且可以混合用，既有獨(dú)占，又有以太網(wǎng)統(tǒng)計互用特征，是基于最優(yōu)路徑、端到端的硬管道。

此外，各種硬管道都可以應(yīng)用，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的利用，也可以支持SDN的控制。當(dāng)然根據(jù)不同的需要，有些業(yè)務(wù)可以走交換機(jī)路由器。

物聯(lián)網(wǎng)體系現(xiàn)在有很多，有DAN、NDX、CCN、SDN、SON，面向服務(wù)網(wǎng)。實現(xiàn)內(nèi)容交換，在結(jié)點(diǎn)上看，5G可能比較看好，但這也并不是確定的發(fā)展路徑。

（本文根據(jù)鄔賀銓在“2017全球未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展峰會”上的演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）