

顯然,如今這個時代,我們的話題必然離不開5G,本期繼續。眾所周知,在5G時代移動通信從最初的人與人之間通信,開始轉向人與物的通信,直至機器與機器之間的通信。AR/VR、物聯網、工業自動化、無人駕駛等業務被大量引入。從而帶來了高帶寬、低時延以及大聯接的網絡需求,也就是3GPP定義的5G三大場景。更重要的是,隨著5G正式發牌商用,國內的5G建設也進入了快車道。在之前世界移動大會上海站上,運營商們甚至把它變成了自身5G技術的競技場。不過,對于普通用戶來說,5G所能改變的并非僅僅是個人生活,它有很多值得了解和思考的地方,比我們想象的更廣闊更復雜。
周邊運算的邊緣云概念
與互聯網公司相比,數量眾多、接近用戶的屬地化邊緣DC是電信運營商的核心優勢和重要資產。邊緣數據中心主要覆蓋本地網層面,滿足本地業務接入,關注低時延和用戶體驗提升。因此,針對邊緣數據中心,由于貼近用戶,可以將用戶面網元部分下沉至邊緣數據中心,實現了業務錨點下沉,縮短業務響應時間,同時可以將計算能力下沉到移動邊緣節點,快速利用邊緣節點本地內容和實時信息,網絡業務、服務及應用可以更快地分發和下載,從而有效緩解移動核心網的壓力,改善電信服務環境,讓用戶享有更高質量網絡體驗。
為了滿足5G業務的外延化需求,越來越多的網元開始將控制面和轉發面分離,進行分層部署,控制平面集中部署調度,用戶面網元則分散部署貼近用戶,實現管理成本以及用戶體驗的平衡。同時,為了有效實現業務錨點下沉,縮短業務響應時間,并且將傳統移動網絡的通信能力開放,MEC概念也被充分引入。
實際上,適配網元的分布式部署以及MEC的邊緣部署都是在基礎設施層面,借助云化技術將集中式電信云進行邊緣分布式重構也是必然選擇。分布式云可以由中心云和邊緣云構成,其中邊緣云又可以細分為地市、區縣以及接入。中心云定位為大腦和中樞,主要承載控制/管理以及集中化的媒體面網元;邊緣云主要承載分布式部署的用戶面/媒體面網元以實現流量快速卸載,以及實時性要求較高的網元,優化用戶體驗,例如高清視頻、車聯網、VR/AR等業務。
簡單而言,邊緣云由于其位置、規模以及環境的特殊性,在技術上具備高集成度、低設備能效、管理靈活等特點。因為邊緣云通常在X86處理器基礎上配置FPGA、GPU等協處理器以滿足網絡高轉發的要求,所以最新的ETSI NFV架構也將硬件加速引入到NFV架構之中,增加了加速資源虛擬化能力,將加速器進行抽象,以邏輯加速資源的方式呈現,統一提供全面的加速服務。而且,邊緣云的規模相對較小,管理模塊在其中占用資源需要減少到合適比例,因此可采用輕量級管理模塊部署或者將管理模塊集中部署在上級云,邊緣云中僅部署計算節點,兩種部署方式可根據現場環境靈活選擇。
其實,在邊緣云之上,移動/多接入邊緣計算(Mobile/Multi-Access Edge Computing,MEC)技術主要是指通過在靠近無線接入側部署通用服務器,從而為無線網絡提供IT和云計算的能力,使應用、服務和內容可以實現本地化、近距離、分布式部署成為可能,從而促使無線網絡具備低時延、高帶寬的傳輸能力,并且回傳帶寬需求的降低極大程度地減少了運營成本。同時,MEC定義了完整的網絡和第三方應用的雙向通信的API通信機制,例如無線網絡可以把無線網絡上下文信息(位置、網絡負荷、無線資源利用率等)通過API開放給第三方業務應用,有效提升了移動網絡的智能化水平,促進網絡和業務的深度融合。
MEC應用場景根據不同的業務特征,主要可以分為以下兩種類型:一種是本地化業務,包括本地業務的緩存和融合,典型的場景包括企業園區網絡,或者AR/VR業務擴展;一種是垂直行業的拓展,典型的場景包括車聯網,工業互聯網等。為了更好地支持新的業務,同時發掘現有的網絡能力增值,MEC的場景中也需要考慮更精準的室內導航,平臺開發和應用集成等。
總而言之,基于5G的分布式云基礎設施,在邊緣側云化構建5G用戶面和5GMEC節點,5GMEC節點提供MEC應用平臺使能第三方應用,同時提供公共服務給第三方應用進行調用。MEC節點之間互相協同,支持應用移動時上下文的交換,保證業務的連續性。
模組化的IoT產業機遇
對于物聯網IoT的話題,我們之前也討論過多次。無論是5G,還是5G驅動下的物聯網大發展,都將驅動各行業的數字化轉型。而在5G商用落地的加持下,人工智能物聯網AIoT將快速爆發增長,未來將有不可想象的新應用出現。可以說,物聯網市場已經進入高速增長風口期。市場研究機構IDC發布的報告預計,到2020年,物聯網的全球市場規模將擴大近兩倍,達到17000億美元。另據Gartner預測,到2020年全球物聯網設備數量將達到260億個,物聯網市場規模將達1.9萬億美元。
在物聯網市場持續爆發的同時,IoT產業也面臨諸多挑戰。由于物聯網是一個十足的長尾市場,產業鏈條很長,涉及網絡、平臺、應用等多個環節,龐大復雜的生態系統導致各環節銜接仍不順暢,行業應用面臨碎片化等挑戰,形成信息孤島。我們認為,雖然眾多公司布局物聯網行業,但缺少整體的規劃。而物聯網飛速發展在對于模組產生巨大需求的同時,也面臨著價格戰等殘酷的市場競爭。每當有物聯網模組項目招標時,模組廠商們往往在價格方面打的血流成河,一般的小廠商很難生存下來。因為物聯網模組是一個規模化的行業,物聯網模組廠商只有形成大的規模才能降低和優化成本,才可能生存下來。因此,如何利用現在中國5G的規模優勢為萬物互聯時代提供低成本、高效率的連接,是許多行業參與者的首要目標。
建網碎片化布局的商業格局
我們多次強調,5G時代的核心網,其作用越來越重要,尤其是5G引入了網絡切片來全面支撐運營商的商業模式轉型,為電信產業鏈的延伸和新的盈利模式提供了肥沃的土壤。面對碎片化5G商用網絡,存在需求多樣性、架構復雜性、演進困難等諸多挑戰,作為網絡控制中心的核心網,如何避免“碎片化”建網,是運營商面臨眾多挑戰和確保競爭優勢的關鍵。
5G初期建設,核心網采用極敏架構可滿足碎片化5G網絡需求。極敏架構的核心網,基于SBA+的獨立服務、獨立配置、獨立升級、獨立彈性,比傳統NFV提供更靈活的網絡服務的即插即用,實現用戶定制網絡的構建基礎。
同時,電信級微服務架構,采用微服務架構實現軟件構建,并對其增強(如通信可靠性、通信效率等關鍵組件特性),使其達到電信級要求;提煉出多種公共微服務,如信令、控制路由、LB等;依托微服務關鍵特性(如ISSU、灰度升級等)大幅度縮減新業務上線時間,大幅度降低運營商OPEX。要知道,依托3GPP定義的服務,做了更細粒度自定義服務劃分,滿足網絡長期演進;基礎設施無關性,可以快捷部署在虛機、容器或裸金屬資源池中。
同樣是5G網絡建設初期,不同部署模式或網絡架構都需要極寬轉發能力。虛擬化轉發面按分布式設計,可線性擴展,按需滿足5G爆炸式流量增長需求。針對不同主流運營商的用戶面大帶寬需求,可以采用硬件加速方案或軟件加速方案來靈活適配。
這其中,硬件加速方案基于標準網卡或通用智能網卡,單計算節點支持單個或多個10GE/25GE標準網卡或40GE/100GE智能加速網卡,配置大規格虛機,充分發揮網卡轉發能力,最大程度利用CPU和網絡資源,后續演進可換網卡不換服務器,最大帶寬可提升4倍,時延可從100微秒級降低到10微秒級,滿足高速、低時延業務需求。而軟件加速方案則基于標準網卡采用DPDK或者SR-IOV加速技術,拉開與傳統硬件成本差距。通過軟件流卸載技術,即采用VPP設計理念,結合OpenFlow思想,細分流,針對流特性執行Action,進而實現報文高速轉發,性能可提升20%,成本可節約10%。
寫在最后:
應該說,關于5G的話題我們還會討論很多,各種寬泛的概念和思路都在我們考慮之內。不同于4G時代的管道提供商角色,運營商在5G時代會有更多的機會拓展增值業務,變身成綜合性的端到端業務提供商。作為ICT融合的新生技術,邊緣計算將高帶寬、低時延、本地化業務下沉到網絡邊緣,為固移融合提供統一的電信基礎設施支撐,對于運營商數字化轉型和產業結構升級至關重要。如此種種,也都只是5G對我們慣性思維改變的一個點而已,需要我們去適應和轉換思路的東西,還有很多。