邬贺铨:5G的两大关键技术是网络重构和云化

  拿扁平化举例。这里2G、3G左边有一个基站,无线网络控制器,SDN/NFV,另外还有一个分组网关功能,到4G我们已经做了一些减化,再上去是SG,S到SSG,然后到4G在5G再减化,直接到EPC,ECP是增强的核心网,可以看到网络进一步扁平化。现在移动网也想IP化,实际上移动网是独立的,通过隧道,通过网关才能连到互联网,未来网络扁平化直接上到互联网,使网络进一步实现扁平化。扁平化目的是为了减少实验,适应宽大流量。另外传统的移动网络基站控制器,还有MMSC,SNGSN。传统的移动互联网从2G到3G,走的是电路交换,到PSPN,数据走的分组召唤,通过分组网络上到互联网,也就是说不是纯IP。现在到4G发展到EPC(就是说这个没有走电路召唤),未来5G纯IP化更确定。现在EPC实际上仍然是按设备中上分类,SGW是网关,然后有任务服务器,还有一些跟用户属性、计费有关的单元。在每个垂直里头有用户面和垂直面没有分开,未来5G很可能走到NGC,下一代的核心网是分层。可以看到右图是水平分开,用户面和控制面分开,上面还有应用管理和一些业务管理,未来核心网不但纯IP网络,还要做到控制面和用户面的分离。

  2、需要云化

  另一方面,5G网络要云化。过去,云化就是把基站能力做的很强。现在有些能力上到云端去,通过云端来集中处理。5G云化需要有接入的云还有控制的云,从而实现网络资源的集约化管理,能够更好调动网络资源。这里包括将来支持SDN和NFV。5G出来不等于现有的移动网络淘汰。如何实现多个移动网络协同,也需要利用云的能力来处理。

  除了云化以外,我们刚才说很多东西要集中到云。在移动通讯上,我们发现有些时候不能把所有东西都集中到云。如果所有处理都上到云端,路程比较长,对于工业物联网和车联网,我们希望是一个低毫秒的过程。什么东西都放到云端再处理再回来,这个时间很长。如虚拟现实、增强现实,往往需要20G的带宽才能够有好的体验,而且反应要比较快,如果把VR、AR处理都放到云端,这样处理起来就会占用了核心网络带宽。此外,视频业务要求我们希望节约核心网络的带宽,并做到就近处理。现在IBM提出在云计算上面还有雾计算,也就是说雾比云更靠近地面,更可以靠近处理。但是,按我的想法这还不够,应该要在基站上,到交换网中间处理,目前在其底下处理还没有人起名字,我称它为“霾计算”。

  所以未来的网络需要云集中处理,同时也需要雾计算、霾计算分级处理,根据业务不同因地制宜。

  切片也要网络化

  我们既有超高移动性的业务,时速500公里,有超宽带业务,还有大规模的物联网,这些对带宽、对实验、对资源的需求都是不同的。但是我们网络物理设施不可能根据一个业务配备一个物理设施。物理设施是公共资源,只有通过逻辑上的控制来组建逻辑上的专用网络,根据业务的需要针对性地提供符合业务质量需求的应用。所以切片也要网络化。

  一个网络软件化运营平台,数据中心有数据中心的业务,核心网有核心网的业务,5G有5G的业务,机器人还有物联网,他们会在同一个物理网络设施上,但是对网络资源的利用是不一样的,我们需要有调度、有协同,跟这种协同是纯网络优化,需要利用控制面来实现纯网的优化。还有切片并不是全部的,业务来了提供切片,业务没有了这个切片就要收回,所以切片是有寿命管理,这种情况下需要灵活协调。

  在这运用华为的一个例子,我们前面有EMBB正常的移动宽带,有NNTC大规模的机器通信,有超可靠低实验,当然还有其他业务。通过空中接口接进来,给他们分配什么样的带宽,他们对时间有什么敏感要求,这些都需要预先感知。另外核心网络等需要调度不同的资源来实现服务,这里可以看到蓝色和绿色、红色、黄色对应不同切片来实现需求。比如说这是各种各样的业务,用户端有各种业务,通过天线,前端有黄的红的蓝的,每个网络都有基础设施、有核心网。如果所有都是平均分配的话,实际上业务可能都会受到集中,都得不到最佳状态。现在实行切片,比如这个红的就提供支配它所需要的一种业务,实际上对蓝的、黄的业务也可以优化处理,所以切片就能针对业务多样化,实现网络资源的管理。

  怎么切片?我们看每一个切片,都有资源层,有数据和用户面,有控制面,还有服务面,当然还有应用以及管理。实际上数据面和控制面是SDN支撑的范围,数据面和控制面合起来是NFV支持的网络,同一个面要同时同个周期管理,单个切片底层是虚拟化的网络处理,数据要支持数据、支持分组业务,支持内容分配网CDN还有各种业务,控制面当然有服务网关、有路由器、有HSS,用户的服务器等各种各样。他们通过切片边缘控制器来控制,最上面是服务,更重要是切片内部管理,还有在切片之间的管理,那么这都需要动态服务。切片对5G来讲也是新的挑战。