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中国移动研究院网络与IT技术研究所副所长陆璐:5G行业应用的探索与思考

2019-09-03 16:00

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  各位领导,各位行业合作伙伴,大家下午好,非常荣幸来到ODCC一年一度的盛会。

  前面听了好多专家讲到未来的数据中心、硬件设计方面的一些思考,对于我们运营部署5G甚至是未来网络的部署都有非常重要的作用。我今天想从另外一个角度,从5G网络,从业务和网络的角度来分享一下,我们在面向垂直行业提供行业服务的时候,我们怎么提供行业服务,一些思考和探索,其中也包括了对硬件包括对未来新型的基础设施,我们的想法和要求。

  首先简单看一下5G网络的进展,今年上半年6月6号的时候,这一天可能是三家运营商以及我们通信行业的各位伙伴们很激动的一天,这一天5G牌照发放了。我们在2013年开始就已经启动5G技术的研究,经过了很长时间的研究,5G网络逐渐从标准到现在的落地。5G三大场景大家也比较熟悉了,从时延、用户速率以及连接密度有了非常大的提升,所以能支持各行各业进行产业融合。

  在5G标准的产生过程中,在2013年,中国移动牵头提出5G之花,并且在八个维度提出八项指标,包括连接密度、流量密度、时延、能耗等,这八项指标也成为了ITU目前的标准,并且成为共识。在3GPP和ITU推动了整个5G系统架构标准的进展,在全球运营商部分,我们5G网络的文稿数、贡献项目以及担任的领导职位都处于首位。

  在5G的关键技术研究方面,在端到端也做了很多技术创新。首先从核心网而言,它其实是一个颠覆性的架构,4G网络是软硬一体的网络设备,在5G是完全跑在虚拟化、云化这样一个新型的网络架构上的新的网络。从传输网而言,采用了定制化创新,传输会做SPN的解决方案,里面会有一些定制的高容量、高精度同步,也能支持网络切片。在无线这一侧用开放式创新,有一个O-RAN联盟,希望在基站方面做到更加白盒更加开放,降低运营商的成本。除了端到端的技术创新,5G现在也在和AI技术进行结合,在考虑怎么样能做到智能化、自动化的网络运维,同时也和开源结合,有ONAP和O-RAN,从编排系统和无线系统上怎么考虑做到更加开源。

  刚才讲了标准,再讲到规模试验,整个5G大概进展情况,我们从去年12月份开始启动的规模试验,在5个城市,大概有500个站的规模,涉及到26个场景,也是和很多的合作伙伴一起来推动这个规模试验。在今年第一季度已经有SA/NSA芯片产生了,目前大概的规划,我们接下来会很快进行友好用户的测试,目标是在明年6月份能够实现5G规模商用,当然也是基于5G独立组网的架构,同时面向大众用户和行业客户。

  在5G整体的网络规划之下,中国移动也提出了5G+计划,5G+包含了三个不同的含义,第一是5G和4G要协同发展,第二是5G要和AICED融合创新,第三是生态构建。和4G的协同发展这块,涉及到我们未来5G网络建设的规划,在2019年,今年要实现40个城市的连续覆盖,大概300个城市覆盖,基站数量是3-5万,在明年实现100个城市的连续覆盖,连续覆盖场景包括室内室外,覆盖高铁、乡镇和农村,是独立组网的架构跑在云化虚拟化的基础设施之上,以及我们可以去结合2.6和4.9GHz的频段,去提供面向大众的应用和能力。

  5G+第二个含义,和AICED结合,主要体现在5G和人工智能以及云计算和边缘计算的结合,现在在这几个部分我们也在很多不同的联盟里在推动,希望未来能够构建我们的5G网络是基于一站式的云网融合的平台去搭建。

  一站式的云网融合平台既能在集中的数据中心,也能在未来我们规划的可能面向无数个地市的边缘的数据中心提供云网融合的定制化的服务能力。5G产业的合作,我们有5G终端先行者的产业联盟,推出了初期的终端,多模、多频、多形态。第二,我们有5G联合创新中心,还有产业化数字化联盟等,还有5G多媒体的创新联盟,打造精品内容。

  第三部分,分享一下5G怎么服务各行各业。5G和4G最大的不同是5G能够服务于各行各业,怎么去服务,我们目前的思考是基于我们的授权频段,为我们专有的行业客户提供在专有服务范围内有定制化的能力,场景既可以是开放场景,比如电网、ATG这样的场景,也可以去园区内的封闭场景。

  提供5G专网服务的过程中,最重要的是用到5G网络架构,中国移动推动的在3GPP标准里成为了目前全球都认可的唯一的5G架构,这个架构和4G差别特别大,当时4G就在做虚拟化,4G也建了很多虚拟化的数据中心,4G网络的设备也是跑在虚拟化设备之上,但仅仅是软硬分离,我们软件的设计并没有完全符合底层硬件的一些要求。

  在5G网络做了很大的变化,5G网络是完全参考IT的设计,我们利用了微服务的思想,实际上是把5G的网络功能拆成更小的力度,以微服务的思想去进行重构,能够更加符合我们底层云计算的基础设施。在这样的设计上,我们每个功能都是模块化的,力度很小,是服务的力度,可以做到独立升级、独立发布,不影响其他功能,还可以做到很灵活的定制化,对外提供API的接口,可以对每个服务进行能力的定制。

  在5G网络架构的基础上,我们面向行业提供服务的时候,切片是一个最基本的框架。切片当时在标准定义时,我们也推动说切片一定是一个跑在虚拟化、云化这样的一个基础设施之上,方便运营商能够去构建一张端到端虚拟专用的网络的逻辑概念。

  切片我们总结来看,它面向行业用户有三个最大的特征,第一是资源可以隔离,切片可以做到不同程度的隔离,可以做硬隔离、软隔离或者虚级程度的隔离。第二是在切片里可以做到功能可定制,不同的行业用户可能对网络功能的需求是不一样的,以前在4G网络非常难,因为这张网络是面向大众用户的,在5G网络的时候,通过网络切片会很容易实现。目前我们已经结合行业需求发布了六个网络切片样板,其中包括电网、游戏、医疗等,也是基于这样一些样板,我们能够快速把行业客户的需求在网络中做到一键部署,通过自动化的部署能够很快的满足行业用户的需求。

  在专网里,分享两个我们想谈到的定制化能力,第一是边缘计算能力,随着5G到来,边缘计算更火了,4G网络并不天然的支持边缘计算,5G网络的标准里原生就能支持边缘计算,所以为什么到了5G时代大家都在谈边缘计算。我们也是和合作伙伴一起,希望在面向行业客户这块能够提供边缘计算全栈的能力,包括4G/5G以及固网的接入,以及底层的虚机、容器多种版本,在这样的版本下,我们的硬件也是多种形态的,有OTII的服务器或者普通的服务器,或者其他的模块化、交换机等等的不同的硬件,去提供连接+计算的融合的基础设施。目前在边缘计算这个部分我们已经规划和储备了今年在全国有上百个边缘计算机房的节点,后续会基于这些上百个节点,结合我们的5G网络去开展边缘计算相关业务的尝试和试点。

  在面向行业专网提供定制能力的时候,除了边缘计算还有一个是5G虚拟专网,5G LAN的能力,这个能力相对新一点,是3GPP在5G里 R16的能力,专属的广域局域网,大概意思是我们以后的企业客户,基于我们的5G网络,可以很容易搭建自己的局域网,你的用户可以在北京也可以在上海,而且可以定制化的对用户的IP定制和用户流的信息以及用户的管理,5G LAN能力,上半年我们和百度还有华为合作,做了实时图像采集包括做8K展示,这个技术在校园以及办公场景里有很大的作用。讲到行业专网,分享两个我们目前和合作伙伴一块在探索的关于行业专网定制化的产品,这个产品有软件也有硬件。

  第一部分是定制化的UPF,现在UPF我们在网络部署中面临一个问题,目前的UPF还是基于原来的大网设计,比较重,成本也比较高,能支持很多用户的接入。未来在大量的园区应用场景下,我们会发现这个需求特别迫切,我们一定要有一个定制化的低成本的轻量级的UPF,这个设备能够做到简单的用户分流,能够做到简单的会话管理,并且和我们的5G核心网进行连接。我们目前这块的一些工作也是和我们一些行业的合作伙伴一起,包括传统的厂家,还有新兴的厂家一起,目前在做功能裁减,UPF到核心网之间的接口很复杂,传统从4G以来从来没有打开过,都是绑定的,目前我们在做裁减,是希望能做到接口的打开,从而降低成本。我们希望把26个消息参数能够减到4个,从而能够实现快速的部署,很适用于未来的工业和园区里的边缘计算的部署。

  第二个定制化产品是在边缘计算一体化整个规划部分,目前我们在和大量的园区客户交流和探索的过程中,其实会发现园区客户在边缘计算这个部分很多需求,通过一体化的设备去解决,是一种更快更便捷和更低成本的方式,这个一体化设备的意思是集成了硬件,以及再往上PaaS的平台,这是中国移动的边缘计算的平台,定制化的简化的UPF集成在一起,这样的软硬一体放到园区,就能很快速便捷的为园区用户提供服务。边缘计算一体化硬件规划,第一种是多节点的一体机,更加便捷进行部署,第二种类型是一体柜,更适用于在很多边缘地方环境特别差,机房没有地方,需要集成度更高,去实现边缘计算的能力。第三种是一体化数据中心,是非常小型化的,很便捷进行部署。

  除了边缘计算相关的产品之外,ODCC的合作伙伴都很熟了,我们都是在ODCC里面中国移动牵头去推动的,定制化的OTII的服务器,更加适合我们目前边缘计算的场景,我前面讲到的100个今年规划的边缘计算的网络里,我们计划用OTII的服务器进行试点和承载。模块化交换机项目,也是希望通过把交换机做到更小的三模或者四模的形态,能够减少跨机柜,更加便捷去部署,适用于未来边缘的云。

  在面向更加未来,这次大会也会发布意图网络的白皮书,我们认为在5G网络甚至未来网络我们能够提供一个全生命周期的智能化的管理,从网络的设计到实施、配置到运维,都能基于我们的意图去实现这个网络自动化的运维,简单说就是设备即插即用,以后我们的切片能自动创建、自动运维,端到端质量可以自动测量,自动进行网络调整,包括网络拥塞可以自动感知。我们也希望通过ODCC可以和合作伙伴一起继续深入,做更深程度的研究。

  期待与合作伙伴共同探索面向行业客户提供新的网络的定制化软硬件产品,构建敏捷、定制、开放的专网。谢谢大家。

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