揭秘5G承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三大趨勢

隨著5G建設(shè)的日漸加快，5G與云網(wǎng)融合共生互促，推動承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展演進(jìn)，云網(wǎng)融合必將成為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前云網(wǎng)融合面臨著新需求與新挑戰(zhàn)，5G承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在確定性保障、定制化服務(wù)和智能管控運維等技術(shù)方面也面臨著新的發(fā)展趨勢。只有產(chǎn)業(yè)各方加強(qiáng)協(xié)同研究，才能共同推進(jìn)5G承載網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)研發(fā)和試點驗證，助力5G+垂直行業(yè)的應(yīng)用推廣。

云網(wǎng)融合驅(qū)動5G承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展

最新數(shù)據(jù)顯示，我國已累計建設(shè)5G基站79.2萬座，實現(xiàn)了所有地級市的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，建成了全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)不僅為廣大消費者提供高速移動上網(wǎng)和高清視頻業(yè)務(wù)，還為5G+垂直行業(yè)應(yīng)用推廣奠定了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。目前，我國運營商正積極落實“新基建”戰(zhàn)略并推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，深入研究云網(wǎng)融合發(fā)展路徑和6G等新架構(gòu)、新技術(shù)愿景。

中國電信于2020年11月發(fā)布了《云網(wǎng)融合2030技術(shù)白皮書》， 系統(tǒng)地介紹了云網(wǎng)融合的技術(shù)架構(gòu)、三階段發(fā)展路徑和目標(biāo)，提出了近期的關(guān)鍵舉措及六大技術(shù)創(chuàng)新方向；中國移動于2020年11月發(fā)布了三份6G技術(shù)報告，提出了6G愿景需求、“2030+網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”和關(guān)鍵技術(shù)展望等，希望共同打造“數(shù)字孿生、智慧泛在”的美好世界。

2021年3月，中國聯(lián)通發(fā)布了《CUBE-Net 3.0網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系白皮書》，希望在云網(wǎng)融合與算網(wǎng)一體、開放光網(wǎng)絡(luò)與云光一體、5G網(wǎng)絡(luò)與確定性服務(wù)、云網(wǎng)大腦與智能運營、泛在彈性超寬接入等領(lǐng)域，加強(qiáng)與產(chǎn)業(yè)各方的科技創(chuàng)新和研發(fā)合作。

目前，我國5G核心網(wǎng)主要采用分布式云化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，希望以此推動5G與云網(wǎng)融合進(jìn)入共生互促時代，從而催生豐富多彩的5G應(yīng)用創(chuàng)新，促進(jìn)5G及其增強(qiáng)技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能交通、智慧醫(yī)療、智慧教育等千行百業(yè)的應(yīng)用與推廣。對于承載網(wǎng)絡(luò)來說，也應(yīng)不斷適應(yīng)云網(wǎng)融合、人工智能、算力網(wǎng)絡(luò)以及未來的6G發(fā)展需求。

下一步，在承載網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，應(yīng)全面深入研究確定性、智能化、定制化、靈活擴(kuò)展、IP+光協(xié)同以及開放能力等方面的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢，提出適合我國產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展的建議，有效支撐我國“新基建”發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

5G承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三大趨勢

01 實現(xiàn)業(yè)務(wù)分級保障的確定性承載

由于5G+垂直行業(yè)存在多種應(yīng)用場景，且通常是eMBB、uRLLC和mMTC的融合應(yīng)用，同時對SLA的需求也存在較大差異，因此提供性能有界保障的確定性網(wǎng)絡(luò)成為關(guān)鍵使能技術(shù)。就目前現(xiàn)狀來看，3GPP R17和R18標(biāo)準(zhǔn)將重點增強(qiáng)支撐uRLLC、網(wǎng)絡(luò)切片的RAN和SA的定制化服務(wù)能力；

ITU-T、IEEE802.1和IETF等多個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織正分別開展L1-L3的確定性承載技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究和定制；我國CCSA、5G推進(jìn)組下屬5G承載工作組、未來網(wǎng)絡(luò)等多個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也都在積極開展相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究，如5GDNA已發(fā)布了5G確定性網(wǎng)絡(luò)在電力行業(yè)的需求、技術(shù)和實踐等系列白皮書。

此外，支撐云網(wǎng)融合的確定性承載網(wǎng)絡(luò)是由不同層面的技術(shù)協(xié)議和QoS機(jī)制組成，需客觀分析L1層基于時隙復(fù)用的FlexE接口和基于時隙交叉的MTN通道技術(shù)、L2層基于以太網(wǎng)橋接的時延敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）系列技術(shù)以及L3層基于IP的確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）技術(shù)優(yōu)劣勢和適用場景，結(jié)合各類業(yè)務(wù)的差異化需求，研究在安全、隔離、可靠性、帶寬、時延、抖動和時頻同步等維度分別提供有界分級保障的關(guān)鍵技術(shù)。

面向運營商廣域網(wǎng)和行業(yè)專網(wǎng)等應(yīng)用場景，構(gòu)建優(yōu)化的確定性承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用方案，實現(xiàn)對工業(yè)控制、AR/VR、機(jī)器視覺等典型業(yè)務(wù)有界分級保障的確定性承載。

02 適應(yīng)云+AI+算力網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展的定制化服務(wù)

在5G與云計算、邊緣計算、人工智能、算力網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)融合發(fā)展的推動下，我國ICT產(chǎn)業(yè)正向著“連接+算力+應(yīng)用+服務(wù)”的創(chuàng)新生態(tài)模式演進(jìn)。在AI廣泛應(yīng)用的趨勢下，云網(wǎng)融合對算力的要求呈現(xiàn)出指數(shù)級的增長，對云計算節(jié)點的算力供給也提出了新挑戰(zhàn)。

算力網(wǎng)絡(luò)是實時傳遞算力等資源信息，實現(xiàn)多方異構(gòu)的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源的信息關(guān)聯(lián)與高頻交易的技術(shù)體系，從而解決不同類型云計算節(jié)點之間的算力分配與資源共享難題。未來，云網(wǎng)融合將向“算網(wǎng)融合”方向發(fā)展，承載網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)提供無處不在的網(wǎng)絡(luò)靈活連接能力，為算力網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用提供定制化的服務(wù)能力并實現(xiàn)智能優(yōu)質(zhì)感知體驗。

SRv6是段路由（SR）技術(shù)基于IPv6的應(yīng)用拓展，比SR-MPLS具備更高的靈活擴(kuò)展性、更強(qiáng)的應(yīng)用結(jié)合能力和更完善的定制化編程能力。目前，我國運營商和設(shè)備商已基于SRv6+EVPN實現(xiàn)了Overlay和Underlay的融合應(yīng)用，同時也正在積極推動SRv6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制和現(xiàn)網(wǎng)試點應(yīng)用。想要實現(xiàn)未來構(gòu)建與業(yè)務(wù)應(yīng)用緊密結(jié)合的定制化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，SRv6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還需不斷完善。

據(jù)悉，IETF已發(fā)布了SRv6封裝（RFC8754）和編程（RFC8986）兩項標(biāo)準(zhǔn)，SR-Policy等基礎(chǔ)協(xié)議正處在工作組草案完善階段，面向5G和云的網(wǎng)絡(luò)切片、隨流檢測和BIERv6組播技術(shù)等也處于需求和框架研究階段。因此，改善傳送效率的包頭壓縮G-SRv6技術(shù)有望今年形成工作組草案。此外，解決跨多域業(yè)務(wù)應(yīng)用感知的APN6還處于應(yīng)用探索階段，仍需結(jié)合應(yīng)用場景和產(chǎn)業(yè)鏈成熟度逐步開展SRV6應(yīng)用。

03 構(gòu)建行業(yè)虛擬專網(wǎng)的智能管控運維能力

日前，工業(yè)和信息化部發(fā)布了5G應(yīng)用行動計劃，計劃顯示：將重點推動行業(yè)虛擬專網(wǎng)，實現(xiàn)終端、無線、承載到核心網(wǎng)的端到端網(wǎng)絡(luò)切片智能協(xié)同編排和全生命周期管理，滿足高效運維和業(yè)務(wù)快速發(fā)放需求。

縱觀云網(wǎng)融合發(fā)展大勢，在技術(shù)層面上還需打通5G網(wǎng)絡(luò)切片管控系統(tǒng)和云化數(shù)據(jù)中心管控系統(tǒng)，構(gòu)建“云網(wǎng)大腦”，實現(xiàn)云網(wǎng)資源的統(tǒng)一納管和一體化運營，使其具備智能、敏捷、精準(zhǔn)的管控運營能力。除此之外，承載網(wǎng)絡(luò)的管控系統(tǒng)也應(yīng)集成承載子切片管控功能，支持根據(jù)不同切片業(yè)務(wù)場景和SLA指標(biāo)分解來規(guī)劃承載子切片模板，實現(xiàn)軟硬隔離的切片資源編排、配置、監(jiān)測和分析的全生命周期管控，并通過AI/ML實現(xiàn)多維度性能和故障告警的大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)智能管控運維。

合作推動5G承載技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展

綜上所述，目前我國承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍需依靠持續(xù)發(fā)展來滿足云網(wǎng)融合對確定性承載、定制化服務(wù)和智能管控運維等方面的能力需求。未來，我國運營商應(yīng)加強(qiáng)與各類行業(yè)客戶、科研院所、設(shè)備商、芯片/器件商等產(chǎn)業(yè)鏈各方的深入合作，同時將技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展緊密結(jié)合，協(xié)同推進(jìn)面向云網(wǎng)融合的5G承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，大力支撐國家“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略和行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

作者：中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所

李芳 趙文玉 張海懿

編輯：jq