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一文看懂5G承载网络技术发展的三大趋势

随着5G建设的日渐加快,5G与云网融合共生互促,推动承载网络技术不断发展演进,云网融合必将成为行业高质量发展的必然趋势。当前云网融合面临着新需求与新挑战,5G承载网络技术在确定性保障、定制化服务和智能管控运维等技术方面也面临着新的发展趋势。只有产业各方加强协同研究,才能共同推进5G承载网络新技术研发和试点验证,助力5G+垂直行业的应用推广。

云网融合驱动5G承载网络技术发展

最新数据显示,我国已累计建设5G基站79.2万座,实现了所有地级市的5G网络覆盖,建成了全球规模最大的5G网络。5G网络不仅为广大消费者提供高速移动上网和高清视频业务,还为5G+垂直行业应用推广奠定了网络基础。目前,我国运营商正积极落实“新基建”战略并推动数字化转型,深入研究云网融合发展路径和6G等新架构、新技术愿景。

中国电信于2020年11月发布了《云网融合2030技术白皮书》, 系统地介绍了云网融合的技术架构、三阶段发展路径和目标,提出了近期的关键举措及六大技术创新方向;中国移动于2020年11月发布了三份6G技术报告,提出了6G愿景需求、“2030+网络架构”和关键技术展望等,希望共同打造“数字孪生、智慧泛在”的美好世界。2021年3月,中国联通发布了《CUBE-Net 3.0网络创新体系白皮书》,希望在云网融合与算网一体、开放光网络与云光一体、5G网络与确定性服务、云网大脑与智能运营、泛在弹性超宽接入等领域,加强与产业各方的科技创新和研发合作。

目前,我国5G核心网主要采用分布式云化数据中心架构,希望以此推动5G与云网融合进入共生互促时代,从而催生丰富多彩的5G应用创新,促进5G及其增强技术在工业互联网、智能电网、智能交通、智慧医疗、智慧教育等千行百业的应用与推广。对于承载网络来说,也应不断适应云网融合、人工智能、算力网络以及未来的6G发展需求。下一步,在承载网络领域,应全面深入研究确定性、智能化、定制化、灵活扩展、IP+光协同以及开放能力等方面的关键技术及发展趋势,提出适合我国产业应用发展的建议,有效支撑我国“新基建”发展和数字化转型。

5G承载网络技术发展的三大趋势

01实现业务分级保障的确定性承载

由于5G+垂直行业存在多种应用场景,且通常是eMBB、uRLLC和mMTC的融合应用,同时对SLA的需求也存在较大差异,因此提供性能有界保障的确定性网络成为关键使能技术。就目前现状来看,3GPP R17和R18标准将重点增强支撑uRLLC、网络切片的RAN和SA的定制化服务能力;ITU-T、IEEE802.1和IETF等多个国际标准化组织正分别开展L1-L3的确定性承载技术标准研究和定制;我国CCSA、5G推进组下属5G承载工作组、未来网络等多个产业联盟也都在积极开展相关技术标准和产业应用研究,如5GDNA已发布了5G确定性网络在电力行业的需求、技术和实践等系列白皮书。

此外,支撑云网融合的确定性承载网络是由不同层面的技术协议和QoS机制组成,需客观分析L1层基于时隙复用的FlexE接口和基于时隙交叉的MTN通道技术、L2层基于以太网桥接的时延敏感网络(TSN)系列技术以及L3层基于IP的确定性网络(DetNet)技术优劣势和适用场景,结合各类业务的差异化需求,研究在安全、隔离、可靠性、带宽、时延、抖动和时频同步等维度分别提供有界分级保障的关键技术。面向运营商广域网和行业专网等应用场景,构建优化的确定性承载网络技术架构和应用方案,实现对工业控制、AR/VR、机器视觉等典型业务有界分级保障的确定性承载。02适应云+AI+算力网络协同发展的定制化服务

在5G与云计算、边缘计算、人工智能、算力网络等新兴技术融合发展的推动下,我国ICT产业正向着“连接+算力+应用+服务”的创新生态模式演进。在AI广泛应用的趋势下,云网融合对算力的要求呈现出指数级的增长,对云计算节点的算力供给也提出了新挑战。

算力网络是实时传递算力等资源信息,实现多方异构的计算、存储、网络等资源的信息关联与高频交易的技术体系,从而解决不同类型云计算节点之间的算力分配与资源共享难题。未来,云网融合将向“算网融合”方向发展,承载网络也应提供无处不在的网络灵活连接能力,为算力网络及其应用提供定制化的服务能力并实现智能优质感知体验。

SRv6是段路由(SR)技术基于IPv6的应用拓展,比SR-MPLS具备更高的灵活扩展性、更强的应用结合能力和更完善的定制化编程能力。目前,我国运营商和设备商已基于SRv6+EVPN实现了Overlay和Underlay的融合应用,同时也正在积极推动SRv6技术标准研制和现网试点应用。想要实现未来构建与业务应用紧密结合的定制化服务网络,SRv6技术标准还需不断完善。

据悉,IETF已发布了SRv6封装(RFC8754)和编程(RFC8986)两项标准,SR-Policy等基础协议正处在工作组草案完善阶段,面向5G和云的网络切片、随流检测和BIERv6组播技术等也处于需求和框架研究阶段。因此,改善传送效率的包头压缩G-SRv6技术有望今年形成工作组草案。此外,解决跨多域业务应用感知的APN6还处于应用探索阶段,仍需结合应用场景和产业链成熟度逐步开展SRV6应用。03构建行业虚拟专网的智能管控运维能力

日前,工业和信息化部发布了5G应用行动计划,计划显示:将重点推动行业虚拟专网,实现终端、无线、承载到核心网的端到端网络切片智能协同编排和全生命周期管理,满足高效运维和业务快速发放需求。

纵观云网融合发展大势,在技术层面上还需打通5G网络切片管控系统和云化数据中心管控系统,构建“云网大脑”,实现云网资源的统一纳管和一体化运营,使其具备智能、敏捷、精准的管控运营能力。除此之外,承载网络的管控系统也应集成承载子切片管控功能,支持根据不同切片业务场景和SLA指标分解来规划承载子切片模板,实现软硬隔离的切片资源编排、配置、监测和分析的全生命周期管控,并通过AI/ML实现多维度性能和故障告警的大数据分析,实现智能管控运维。

合作推动5G承载技术标准和产业协同发展

综上所述,目前我国承载网络技术仍需依靠持续发展来满足云网融合对确定性承载、定制化服务和智能管控运维等方面的能力需求。未来,我国运营商应加强与各类行业客户、科研院所、设备商、芯片/器件商等产业链各方的深入合作,同时将技术标准创新与产业健康发展紧密结合,协同推进面向云网融合的5G承载网络技术发展,大力支撑国家“新基建”发展战略和行业数字化转型。

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