鄔賀銓?zhuān)?G的兩大關(guān)鍵技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和云化

　　在5G網(wǎng)絡(luò)中，我們會(huì)面臨不同的業(yè)務(wù)需求，而傳統(tǒng)的物理設(shè)備我們網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)施是無(wú)法根據(jù)這些業(yè)務(wù)來(lái)配置的，網(wǎng)絡(luò)切片則是關(guān)鍵技術(shù)。

　　中國(guó)工程院院士：鄔賀銓

　　4月17日，在2017全球未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展峰會(huì)上，中國(guó)工程院院士鄔賀銓現(xiàn)場(chǎng)發(fā)表了演講，并講述了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的展望和5G商用面臨的一些問(wèn)題。

　　鄔賀銓強(qiáng)調(diào)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，5G的網(wǎng)速要達(dá)到100M，蜂值速率要到100G，流量密度要提高100倍。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要滿(mǎn)足兩個(gè)條件：

　　一、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，運(yùn)營(yíng)商則需要考慮空口和網(wǎng)絡(luò)的適配，要提供差異性的服務(wù)，進(jìn)一步開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)能力。

　　二、云化，應(yīng)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)實(shí)行因地制宜，需要采用云集中處理，霧計(jì)算、霾計(jì)算分級(jí)處理的方式。

　　他認(rèn)為，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)有超高移動(dòng)性的業(yè)務(wù)、超寬帶業(yè)務(wù)、大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而這些對(duì)帶寬、對(duì)實(shí)驗(yàn)、對(duì)資源的需求都是不同的，傳統(tǒng)的物理設(shè)備我們網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)施是無(wú)法根據(jù)這些業(yè)務(wù)來(lái)配置的，而網(wǎng)絡(luò)切片就是關(guān)鍵技術(shù)。

　　對(duì)于未來(lái)，鄔賀銓還指出到2020年，業(yè)界可以爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)80%的功能軟件化，利用云和虛擬化、軟件化、切片化來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)智能化的重構(gòu)。

　　以下是鄔賀銓院士的演講實(shí)錄，筆者做了不改變?cè)獾木庉嫞?/p>

　　尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專(zhuān)家、各位來(lái)賓、大家早上好。剛剛休息的時(shí)候有記者問(wèn)我，5G跟未來(lái)網(wǎng)絡(luò)什么關(guān)系?我說(shuō)5G不是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)，但是跟未來(lái)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)它的覆蓋范圍不僅有無(wú)線(xiàn)還有有線(xiàn)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)希望更大，應(yīng)用范圍更廣。5G在2020年商用，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可能比這個(gè)時(shí)間還要晚。

　　這是5G的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表，商用時(shí)間應(yīng)該是2020年。今年12月份3GPP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。對(duì)美國(guó)、日本、韓國(guó)來(lái)講，他們希望把5G用在寬帶有線(xiàn)接入上。到明年8月份會(huì)有新的標(biāo)準(zhǔn)化，還有正常移動(dòng)寬帶等場(chǎng)景，到2019年9月份全部適應(yīng)5G要求。這是講標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程，標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程是瞄準(zhǔn)5G商用時(shí)間表。

　　眾所周知，我們經(jīng)歷第一代移動(dòng)通信(1G)，以蜂窩小區(qū)，GSM，根據(jù)時(shí)間不同以區(qū)分。目前，中國(guó)移動(dòng)通信占了中國(guó)4G市場(chǎng)的60%，而現(xiàn)在5G都開(kāi)始了。那么，如果說(shuō)1G面向個(gè)人通信，5G則面向產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的管理應(yīng)用，比如說(shuō)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(guó)際電信聯(lián)盟觀點(diǎn)，5G業(yè)務(wù)分別是50M和100M，5G比4G的網(wǎng)速提升了10倍，無(wú)線(xiàn)接口從10秒提升到1毫秒，連接密度提高到10倍，能效提高100倍，可以做到20個(gè)G。怎么提高移動(dòng)性能?網(wǎng)絡(luò)流量有幾個(gè)因素構(gòu)成，如增加天線(xiàn)數(shù)等等，所以可以看到大規(guī)模天線(xiàn)，超密集主網(wǎng)對(duì)應(yīng)上面的網(wǎng)絡(luò)容量公式，除此之外還有各種各樣的無(wú)線(xiàn)技術(shù)需要支持。

　　我們今天的主題是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的峰會(huì)，更多的是關(guān)注網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。所以我們來(lái)看網(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?多帶寬，連接更復(fù)雜，連接大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)，這里需要有足夠的復(fù)雜性，正常服務(wù)的可信性，減少端到端的復(fù)雜性。此外，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要優(yōu)化，數(shù)據(jù)可編程，另外還有保證能效，實(shí)現(xiàn)綠色化，增加身份管理，還有多數(shù)據(jù)接入，扁平化和運(yùn)行維護(hù)。所以目前固網(wǎng)的很多業(yè)務(wù)需求，還不能滿(mǎn)足5G業(yè)務(wù)的一些需要。

　　5G有兩大需求：網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、云化

　　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(shí)現(xiàn)網(wǎng)速100M，蜂值100G，流量密度提高100倍。在這樣的要求下面，對(duì)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(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)資源優(yōu)化，另外除了云計(jì)算以外，還要有移動(dòng)邊緣計(jì)算，控制用戶(hù)面和控制面分離，要犧牲移動(dòng)管理。從運(yùn)營(yíng)商來(lái)看，也有很多需求。一個(gè)空口跟網(wǎng)絡(luò)要結(jié)合，就要獨(dú)立發(fā)展，要提供差異化的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)能力要開(kāi)放，所以歸結(jié)為要犧牲網(wǎng)絡(luò)切片和能力開(kāi)放，當(dāng)然基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)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(lái)規(guī)范。另外主網(wǎng)設(shè)計(jì)是平臺(tái)性的，基于NFV和SDN的，實(shí)際上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要多種多樣，包括網(wǎng)絡(luò)切片、移動(dòng)邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)、控制承載分離、新型移動(dòng)性管理、多梳理接入以及網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放。

　　拿扁平化舉例。這里2G、3G左邊有一個(gè)基站，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器，SDN/NFV，另外還有一個(gè)分組網(wǎng)關(guān)功能，到4G我們已經(jīng)做了一些減化，再上去是SG，S到SSG，然后到4G在5G再減化，直接到EPC，ECP是增強(qiáng)的核心網(wǎng)，可以看到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步扁平化?，F(xiàn)在移動(dòng)網(wǎng)也想IP化，實(shí)際上移動(dòng)網(wǎng)是獨(dú)立的，通過(guò)隧道，通過(guò)網(wǎng)關(guān)才能連到互聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)扁平化直接上到互聯(lián)網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)扁平化。扁平化目的是為了減少實(shí)驗(yàn)，適應(yīng)寬大流量。另外傳統(tǒng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站控制器，還有MMSC，SNGSN。傳統(tǒng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)從2G到3G，走的是電路交換，到PSPN，數(shù)據(jù)走的分組召喚，通過(guò)分組網(wǎng)絡(luò)上到互聯(lián)網(wǎng)，也就是說(shuō)不是純IP?，F(xiàn)在到4G發(fā)展到EPC(就是說(shuō)這個(gè)沒(méi)有走電路召喚)，未來(lái)5G純IP化更確定。現(xiàn)在EPC實(shí)際上仍然是按設(shè)備中上分類(lèi)，SGW是網(wǎng)關(guān)，然后有任務(wù)服務(wù)器，還有一些跟用戶(hù)屬性、計(jì)費(fèi)有關(guān)的單元。在每個(gè)垂直里頭有用戶(hù)面和垂直面沒(méi)有分開(kāi)，未來(lái)5G很可能走到NGC，下一代的核心網(wǎng)是分層?？梢钥吹接覉D是水平分開(kāi)，用戶(hù)面和控制面分開(kāi)，上面還有應(yīng)用管理和一些業(yè)務(wù)管理，未來(lái)核心網(wǎng)不但純IP網(wǎng)絡(luò)，還要做到控制面和用戶(hù)面的分離。

　　2、需要云化

　　另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)要云化。過(guò)去，云化就是把基站能力做的很強(qiáng)。現(xiàn)在有些能力上到云端去，通過(guò)云端來(lái)集中處理。5G云化需要有接入的云還有控制的云，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的集約化管理，能夠更好調(diào)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源。這里包括將來(lái)支持SDN和NFV。5G出來(lái)不等于現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)淘汰。如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，也需要利用云的能力來(lái)處理。

　　除了云化以外，我們剛才說(shuō)很多東西要集中到云。在移動(dòng)通訊上，我們發(fā)現(xiàn)有些時(shí)候不能把所有東西都集中到云。如果所有處理都上到云端，路程比較長(zhǎng)，對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)，我們希望是一個(gè)低毫秒的過(guò)程。什么東西都放到云端再處理再回來(lái)，這個(gè)時(shí)間很長(zhǎng)。如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，往往需要20G的帶寬才能夠有好的體驗(yàn)，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(lái)就會(huì)占用了核心網(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?，F(xiàn)在IBM提出在云計(jì)算上面還有霧計(jì)算，也就是說(shuō)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(méi)有人起名字，我稱(chēng)它為“霾計(jì)算”。

　　所以未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)需要云集中處理，同時(shí)也需要霧計(jì)算、霾計(jì)算分級(jí)處理，根據(jù)業(yè)務(wù)不同因地制宜。