5G兩大需求 網絡重構與云化

5G跟未來網絡什么關系？5G不是未來網絡，但是與未來網絡有關。未來網絡的覆蓋范圍不僅有無線還有有線。未來網絡希望更大，應用范圍更廣。5G將在2020年實現商用，而未來網絡要實現商用可能得更晚。

今年年底，3GPP將完成非獨立標準5G空口化，而且要完成5G網絡架構化。預計，明年8月份會有新的標準化，還有正常移動寬帶等場景的發布，到2019年9月份將全部適應5G要求。這是標準化的過程，而標準化過程瞄準的是5G商用時間表。

目前，中國移動通信占了中國4G市場的60%，而現在5G市場的競爭已經開始。那么，如果說1G面向個人通信，5G則是面向產業和社會的管理應用，比如說三維電視、可穿戴設備、產業互聯網、機器人、智慧城市等。

據國際電信聯盟的觀點，5G比4G的網速提升了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？提高網絡流量由幾個因素構成，如增加天線數等，所以可以看到大規模天線，超密集主網對應網絡容量公式，除此之外還有各種各樣的無線技術需要支持。

我們今天的會議主題是“未來網絡”，關注網絡技術。那么，網絡技術的5G業務跟現有的固網業務有什么差異？

答案是多帶寬，連接更復雜。如果要連接大規模物聯網，就要減少端到端的復雜性。此外，對移動網絡需要優化，達到數據可編程，同時要保證能效，實現綠色化，增加身份管理，多數據接入，扁平化和運行維護。所以目前的固網標準還不能滿足5G業務的一些需求。

5G有兩大需求

5G有兩大方面的需求。

1.網絡重構

一方面是支撐指標 ，要實現網速100MB，峰值100GB，流量密度提高100倍。在這樣的要求下，對5G接入網和核心網都需要改造，要有更靈活的網絡架構，要實現無線資源優化。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。從運營商來看，也有很多需求。要提供差異化的服務，網絡能力要開放，基礎設施會用到SDN（軟件定義網絡）和大數據。

5G網絡架構可以分兩大方向。 首先要模塊化功能視圖 ，從兩方面來規范。另外主網設計是平臺性基于NFV和SDN的，實際上網絡技術要多種多樣，包括網絡切片、移動邊緣計算、網絡功能重構、控制承載分離、新型移動性管理、多梳理接入以及網絡能力開放。

拿扁平化來舉例說明，比如2G、3G設備旁邊有一個基站，包含無線網絡控制器、SDN/NFV，另外還有一個分組網關功能。到4G階段已經做了一些減化，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是增強的核心網， 可以看到網絡的進一步扁平化 。現階段，移動網也想IP化，實際上移動網是獨立的，通過隧道和網關連到互聯網。未來網絡扁平化直接連接到互聯網，使網絡進一步實現扁平化。 扁平化的目的是為了減少實驗，適應寬大流量。

另外，傳統的移動網絡基站控制器還有MMSC和SNGSN。傳統的移動互聯網從2G到3G，走的是電路交換；到PSPN，數據走的是分組交換，通過分組網絡連接到互聯網，不是純IP。目前，4G發展到EPC，未來5G純IP化的趨勢就更加確定。

現在，EPC是按設備來分類，SGW是網關，然后有任務服務器，還有一些跟用戶屬性、計費有關的單元。未來5G很可能走到NGC，下一代的核心是分層。未來核心網不但是純IP網絡，還要做到控制面和用戶面的分離。

2.需要云化

另一方面，5G網絡要云化。過去，云化就是把基站能力做得很強。現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，從而實現網絡資源的集約化管理，能夠更好地調動網絡資源。這里包括將來支持SDN和NFV。 5G的實現不等于現有的移動網絡被淘汰。如何實現多個移動網絡協同，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，而對于工業物聯網和車聯網，我們希望達到低毫秒級傳輸。什么東西都放到云端再處理再回來，這個時間很長。

虛擬現實、增強現實，往往需要20GB的帶寬才能夠有好的體驗，而且反應要比較快，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絡帶寬。此外，視頻業務要求我們希望節約核心網絡的帶寬，并做到就近處理。

現在，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，應該要在基站上，到交換網中間處理，目前在其底下處理還沒有人起名字，我稱它為“霾計算”。

所以未來的網絡需要云集中處理，同時也需要“霧計算”、“霾計算”分級處理，根據業務不同因地制宜。

實現智能化重構

另外，網絡要實行智能化重構，網絡彈性部署、快速配置，基礎設施照舊， 網絡資源、存儲資源、帶寬資源，通過云管理平臺、控制器，通過網絡功能虛擬化支撐不同的應用，這就是云化。

在這之上，再通過SDN類似網絡編排實現優化。中國電信提出來希望全國不少于90%的地區能在IP應用SDN，在邊緣運用NFV，并且希望到2020年實現80%的功能軟件化，利用云和虛擬化、軟件化、切片化來實現整個網絡智能化的重構。

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調，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。當然天線之間是互相有干擾的。資源怎么分配、優化？需要集中管理。

我們需要大數據，搜集天線干擾數據，通過聯合的信號處理。當然我們還有高密集主網和其他方案等。現在超密集主網有中央大數據管理和聯合信號處理協調。

另外，移動通信通常都是一個基站服務一部分用戶，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，現在為了讓它協同，我們將其抽出來，這樣一來變成集中的，每個基站都有功能。傳輸網光纖傳輸的不是數字信號。這種方式是集中式，特點是集中、合作、云、綠色，這也是我們未來5G大規模商用會采用的方式。

移動通信要做到高帶寬，現在頻率可能要擴展幾毫米，外國已經規劃要達到70級，內部傳輸很大，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。現在華為提供了方案，是第一層物理層到第二層之間實現以太網的終極，這樣可以做到毫秒級，其好處是基于原生的內核，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，既有獨占，又有以太網統計互用特征，是基于最優路徑、端到端的硬管道。

此外，各種硬管道都可以應用，優化了網絡資源的利用，也可以支持SDN的控制。當然根據不同的需要，有些業務可以走交換機路由器。

物聯網體系現在有很多，有DAN、NDX、CCN、SDN、SON，面向服務網。實現內容交換，在結點上看，5G可能比較看好，但這也并不是確定的發展路徑。

（本文根據鄔賀銓在“2017全球未來網絡發展峰會”上的演講整理而成，未經本人確認。）