揭秘5G網(wǎng)絡的背后:SDN將是關鍵技術!

5G時代:提升的不僅是移動上網(wǎng)速度

從2G到3G/4G時代,移動網(wǎng)絡速度的“質變”全面改變了我們的工作和生活,也讓我們對于5G時代有了更多的憧憬。特別是進入2016年后,從標準組織,到設備提供商,再到運營商,都在積極擁抱5G,可以說5G的熱潮已經(jīng)形成。然而必須要強調的是,5G帶來的將不僅是更快的移動網(wǎng)絡速度,更是一個覆蓋更廣泛聯(lián)接的、端到端的下一代移動通信系統(tǒng)!


揭秘5G網(wǎng)絡的背后:SDN將是關鍵技術!

該系統(tǒng)至少在以下三個方面改變我們的移動接入體驗:

高容量,無論是在室內還是室外,移動網(wǎng)絡無處不在,同時可以滿足高密度應用場景下的高帶寬(高性能)接入;

超可靠,通信的穩(wěn)定性相比3G/4G時代顯著提升;

低延遲,可更好地滿足當前及未來各種應用的需求,比如視頻、物聯(lián)網(wǎng)(IOT)、M2M、車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療、超大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡、電網(wǎng)、交通、乃至智慧城市控制等。當然,還包括當前炙手可熱的AR和VR。

除了體驗方面的改變外,5G時代還將改變整個產業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),創(chuàng)造新的商業(yè)模式,帶來新的商業(yè)機會。正如高速互聯(lián)網(wǎng)和智能手機帶來的變革一樣,5G也將在電信、汽車、醫(yī)療、政府(公共事業(yè))、制造業(yè)和交通運輸?shù)刃袠I(yè)引發(fā)變革。

其中在電信行業(yè),首先改變的就是運營商的網(wǎng)絡架構設計,而這背后則離不開虛擬化計算、軟件定義網(wǎng)絡SDN、網(wǎng)絡功能虛擬化NFV的支撐。ONF執(zhí)行總裁Dan Pitt就指出,沒有軟件定義網(wǎng)絡SDN,5G的“承諾”甚至難以實現(xiàn)

5G“承諾”的目標

為了滿足未來更多業(yè)務應用的需求,5G必須在性能(吞吐量和延遲)、可靠性、靈活性、可擴展性、電源效率等方面實現(xiàn)突破。

雖然5G標準尚未確定,但關于5G的一些“硬需求”已經(jīng)提前得到了業(yè)界的廣泛認可。其中在容量方面,5G相比4G將實現(xiàn)單位面積移動數(shù)據(jù)流量增長1000倍;在傳輸速率方面,典型用戶數(shù)據(jù)速率提升10到100倍,峰值傳輸速率將可達10Gbps;在延遲方面,端到端時延將比4G縮短5倍,目標低至10ms,甚至在部分特殊應用場景要低至1ms;而在可擴展性方面,可聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量將比4G時代增加10到100倍;此外,低功率MMC(機器型設備)的電池續(xù)航時間也要增加10倍。

揭秘5G網(wǎng)絡的背后:SDN將是關鍵技術!

5G不只速度快

想要實現(xiàn)上述目標,5G不僅要整合創(chuàng)新的空口技術和已有的無線接入技術,還需要調整、優(yōu)化天線設計,擴展頻譜,并升級基站(實現(xiàn)超密集組網(wǎng)、新型多址等)。此外,5G網(wǎng)絡架構也將有顯著變化,特別是隨著大數(shù)據(jù)應用的落地,5G網(wǎng)絡架構將向著分布式、智能化等方向演進。屆時,SDN將成為關鍵!


     為何說軟件定義網(wǎng)絡SDN是5G關鍵技術
     為何說SDN是5G的關鍵技術

前文已經(jīng)提過,5G帶來的不僅僅是更高的帶寬和更低的延遲,其靈活、敏捷、可管理等特性,還將為運營商打造更多創(chuàng)新服務,以更好地應對OTT的沖擊。而SDN將是實現(xiàn)這一切的基礎,其同時改變了傳統(tǒng)的一個應用一個硬件的“煙囪”架構。


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SDN將控制層面和數(shù)據(jù)層面解耦分離

SDN實現(xiàn)了控制層面和轉發(fā)(數(shù)據(jù))層面的解耦分離,使網(wǎng)絡更開放,可以靈活支撐上層業(yè)務/應用。對運營商而言,SDN實現(xiàn)了動態(tài)控制方面的諸多創(chuàng)新,包括分組數(shù)據(jù)連接、可變QoS、下行鏈路緩沖、在線計費、數(shù)據(jù)包轉換和選擇性鏈接等。而據(jù)了解,目前ONF的移動網(wǎng)絡中工作組正在加快這些創(chuàng)新的落地。

目前已經(jīng)有越來越多的5G架構開始基于SDN理念構建,例如移動通信網(wǎng)NGMN設想的架構,借助硬件和軟件分離,以及SDN和NFV提供的可編程能力,全面覆蓋5G的各個方面,包括設備、移動/固網(wǎng)基礎設施、網(wǎng)絡功能等,從而實現(xiàn)5G系統(tǒng)的自動化編排。

SDN帶來的敏捷特性,可以更好地滿足5G時代不同應用的不同需求,讓每一個應用都有特定的帶寬、延遲等。同時IT人員還能借助SDN的可編程性,將網(wǎng)絡資源變成獨立的、端到端的“切片”,包括無線、回程、核心和管理域。

有了SDN架構的支撐,運營商真正實現(xiàn)了將網(wǎng)絡作為一種服務,并在連續(xù)提供服務的同時有效地管理網(wǎng)絡資源。SDN還將為運營商提供最佳數(shù)據(jù)傳輸路徑,進一步優(yōu)化運營商的網(wǎng)絡。綜合來看,基于SDN構建的5G架構,將會進一步降低運營商的capex和opex,讓運營商有更多的資金去實現(xiàn)服務的創(chuàng)新,將網(wǎng)絡真正轉化為價值收益。

不一樣的5G生態(tài)圈 開源助創(chuàng)新

5G將會對現(xiàn)有的產業(yè)格局產生巨大的影響,為眾多的電信運營商和各行業(yè)的云服務提供商帶來機會。與此同時,5G的生態(tài)圈也將分為多個層次,從共享基礎設施,提供特殊的網(wǎng)絡功能,到提供端到端的服務,以及攜手軟件合作伙伴融入5G系統(tǒng)等等。

未來,5G的基礎設施將由傳統(tǒng)的標準組織定義,但基于5G的增值服務將基于運營商的軟件能力打造,而借助開源社區(qū)的力量,無疑將加速運營商的軟件創(chuàng)新能力。也就是說,運營商想要在未來的激烈競爭中脫穎而出,擁抱開源或將是一條捷徑。


    5G標準何時亮相?5G的創(chuàng)新應用體驗
     5G標準或將等到2020年

伴隨著5G熱潮的到來,制定全球統(tǒng)一的5G標準的呼聲越來越高。為此,國際電信聯(lián)盟(ITU)已啟動面向5G標準的研究工作,根據(jù)工作計劃:2015年將完成IMT-2020國際標準前期研究,2016年將開展5G技術性能需求和評估方法研究,2017年年底將啟動5G候選方案征集,2020年年底完成標準制定。

此外,3GPP作為國際移動通信行業(yè)的主要標準組織,將承擔5G國際標準技術內容的制定工作。3GPP R14階段被認為是啟動5G標準研究的最佳時機,R15階段可啟動5G標準工作項目,R16及以后將對5G標準進行完善增強。

5G帶來的創(chuàng)新應用體驗

剛剛已經(jīng)介紹了5G的諸多優(yōu)勢,包括高性能、高容量、低延遲、低功耗、超可靠等等,那么進入5G時代,我們的工作、生活又將會發(fā)生怎樣的變化呢?


揭秘5G網(wǎng)絡的背后:SDN將是關鍵技術!

受到“身臨其境”的體驗

舉例來說,高性能+高容量將為用戶提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率,滿足網(wǎng)絡極高的流量密度需求。即在未來的世界杯和奧運會賽場,5G不僅可為賽場內的觀眾提供Gbps級體驗速率、數(shù)十Gbps峰值速率,還可實時回看賽場中的精彩瞬間(超高清)。而對于未能親臨現(xiàn)場的觀眾來說,借助賽場中眾多攝像機(各個角度)和虛擬成像技術的幫助,將讓你不到現(xiàn)場,也能享受到“身臨其境”的體驗。

低延遲將讓車聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實,徹底解決4G延遲表現(xiàn)不夠理想——無法滿足自動駕駛中的安全需求(即剎車反應時間過長)。而5G時代1ms的低延遲,將使得剎車反應時間內車輛的行駛距離不超過20厘米,真正滿足安全駕駛的需求,真正讓自動駕駛成為可能。

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5G與物聯(lián)網(wǎng)

當然,5G帶來的關鍵改變還在物聯(lián)網(wǎng)領域,比如智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的應用場景,具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點,而5G低功耗、多連接等特性正好可以滿足這些應用場景的需求。

5G的關鍵技術:不止SDN

未來的5G網(wǎng)絡,除了SDN,其實還需要網(wǎng)絡功能虛擬化NFV和云計算技術的支撐,才能構建更加靈活、智能、高效和開放的網(wǎng)絡系統(tǒng)。例如,通過云支持多種無線制式的接入,并融合集中式和分布式兩種無線接入網(wǎng)架構,以適應各種類型的回傳鏈路,實現(xiàn)更靈活的組網(wǎng)部署和更高效的無線資源管理;而借助NFV則可進一步降低運營商的投入成本(通過標準硬件),并實現(xiàn)更多功能。相比之下,SDN提供的是更底層的支撐,但絕對關鍵!


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