十大趨勢(shì)塑造下一代網(wǎng)絡(luò)

  ICC訊 五年前，運(yùn)營(yíng)商紛紛開(kāi)啟“網(wǎng)絡(luò)2020” 下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型規(guī)劃，以云為中心，網(wǎng)絡(luò)云化成為這一次轉(zhuǎn)型的核心。五年后，2020年運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)接入從4G到 5G，固定接入從GPON到F5G，逐步構(gòu)建了面向個(gè)人、家庭和企業(yè)的泛在千兆接入網(wǎng)。中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商和海外主流IXP已經(jīng)構(gòu)建起了超寬的云互聯(lián)(DCI)骨干網(wǎng)。得益于“網(wǎng)絡(luò)2020”的架構(gòu)轉(zhuǎn)型，在新冠肺炎疫情期間，網(wǎng)絡(luò)成功支撐了數(shù)億用戶(hù)宅家的生活和辦公需求，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)從消費(fèi)視頻娛樂(lè)到居家視頻辦公能力的顯著提升。面向下一個(gè)五年，聯(lián)接產(chǎn)業(yè)還將迎來(lái)十個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。(圖1)

圖1 十大技術(shù)趨勢(shì)對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)生影響

  趨勢(shì)一：從云網(wǎng)協(xié)同到算網(wǎng)一體，網(wǎng)絡(luò)變身價(jià)值中心

  過(guò)去五年，云網(wǎng)協(xié)同主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的云與端之間，解決了云與端的連通性，云上豐富的內(nèi)容可以自上而下，順暢地呈現(xiàn)在各種智能終端上，即網(wǎng)絡(luò)通過(guò)支持下行流量為主的云端互聯(lián)，為終端提供內(nèi)容服務(wù)。

  而在未來(lái)，隨著Cloud VR、機(jī)器視覺(jué)、自動(dòng)駕駛等大量實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，終端將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)需要上傳到邊、云的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，并將結(jié)果實(shí)時(shí)回傳至終端，因此，需要網(wǎng)絡(luò)支持上行流量為主的端、邊、云互聯(lián)，為終端提供智能服務(wù)。

  邊緣計(jì)算的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)云、網(wǎng)相互的獨(dú)立性，隨著計(jì)算進(jìn)入到了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，使得邊緣計(jì)算的效率、可信度與網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、安全性、隔離度等都將發(fā)生深度耦合，只有實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)一體才能提供高效服務(wù)。

  綜上所述，在云網(wǎng)協(xié)同時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)是以云為中心，從云的視角看“一云多網(wǎng)”，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主要需求為連通性及開(kāi)放性，對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求是盡力而為，網(wǎng)絡(luò)是成本中心。

  而在算網(wǎng)一體時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)則是以用戶(hù)為中心，從用戶(hù)的視角看“一網(wǎng)多云”，網(wǎng)絡(luò)需要支持低時(shí)延及安全可信，對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求是確定性，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)值中心。

  趨勢(shì)二：DOICT技術(shù)走向融合，構(gòu)建起新通信能力

  回溯過(guò)去的十年，聯(lián)接歷經(jīng)I P化、兩次云化、IT與CT技術(shù)融合，創(chuàng)造出了IP基站、 IPDSLAM、IP微波、IPRAN/SPN及Cloud EPC、 Cloud IMS、Cloud BRAS等融合產(chǎn)品形態(tài)，提升了網(wǎng)絡(luò)的彈性、敏捷性和開(kāi)放程度。

  未來(lái)五年，各類(lèi)技術(shù)的融合仍將持續(xù)發(fā)展。其中，以AI為代表的DT與CT技術(shù)的融合，將推動(dòng)自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)、智能聯(lián)接、認(rèn)知無(wú)線、認(rèn)知光系統(tǒng)等創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案的出現(xiàn)，不斷提升網(wǎng)絡(luò)的智能化水平。同時(shí)，隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)深入，以實(shí)時(shí)性、高可靠為代表的OT技術(shù)也將與CT技術(shù)融合，在推動(dòng)TSN、5G URLLC等融合解決方案逐步成熟的同時(shí)，提升網(wǎng)絡(luò)的確定性。

  可以說(shuō)，一個(gè)融合了DT、OT和IT技術(shù)，具備彈性、敏捷、智能、實(shí)時(shí)和開(kāi)放的全新通信網(wǎng)絡(luò)才能承擔(dān)起“承載智能社會(huì)發(fā)展新一代基礎(chǔ)設(shè)施”的職責(zé)。

  趨勢(shì)三：后經(jīng)典架構(gòu)的出現(xiàn)，支撐網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展

  七十年來(lái)，摩爾定律和香農(nóng)定律一直被奉為聯(lián)接產(chǎn)業(yè)的經(jīng)典理論，但如今二者已無(wú)法適應(yīng)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展。

  在半導(dǎo)體制造進(jìn)入7nm時(shí)代之后，通信網(wǎng)絡(luò)芯片已無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足降低功耗和提升容量的要求，為此，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需從集中式向分布式演進(jìn)，通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新以解決網(wǎng)絡(luò)流量增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)將開(kāi)啟后摩爾架構(gòu)時(shí)代。

  另一方面，無(wú)線及光系統(tǒng)編碼效率的可提升空間也已接近極限，通信設(shè)備在通過(guò)增加新頻譜提升容量的同時(shí)，開(kāi)始探索借由語(yǔ)義通信、知識(shí)輔助的信號(hào)處理等方式來(lái)提升系統(tǒng)的傳輸效率，無(wú)線和光網(wǎng)絡(luò)即將開(kāi)啟后香農(nóng)架構(gòu)時(shí)代。

  綜上所述，通過(guò)后摩爾及后香農(nóng)架構(gòu)的創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的持續(xù)增長(zhǎng)，以滿(mǎn)足智能社會(huì)對(duì)海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?

  趨勢(shì)四：光電技術(shù)融合，賦能千行百業(yè)

  在聯(lián)接產(chǎn)業(yè)中，無(wú)線、光、數(shù)通等各專(zhuān)業(yè)技術(shù)相對(duì)獨(dú)立，但隨著網(wǎng)絡(luò)向高速、高頻、高性?xún)r(jià)比方向的發(fā)展，傳統(tǒng)電子技術(shù)即將遇到距離、功耗等可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

  在接下來(lái)的五年，我們可以看到，為提升電子器件的高速處理能力并降低功耗，光電技術(shù)將從各自獨(dú)立走向光電一體，帶來(lái)芯片出光、光電合封等新產(chǎn)品形態(tài);為了提升數(shù)通設(shè)備高速端口的傳輸距離，將引入光的相干技術(shù);為降低基站的重量和功耗，將出現(xiàn)直接出光纖的新型天線;為實(shí)現(xiàn)低軌衛(wèi)星之間的100Gbps高速數(shù)據(jù)傳輸，將采用激光替代微波;為滿(mǎn)足水下移動(dòng)設(shè)備的通信需求，將采用穿透力更高的可見(jiàn)光替代無(wú)線覆蓋;為實(shí)現(xiàn)腦電波的準(zhǔn)確探測(cè)，將采用透過(guò)率更高的遠(yuǎn)紅外光技術(shù)。

  可以預(yù)測(cè)，光將作為通信產(chǎn)業(yè)的根技術(shù)，賦能千行百業(yè)的聯(lián)接需求。

  趨勢(shì)五：IP增強(qiáng)感知力，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多平面的統(tǒng)一承載

  從IPV4到IPV6，除了地址空間增大之外，還增加了Locator與ID分離的業(yè)務(wù)靈活定義能力，通過(guò)定義不同的ID屬性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的感知，通過(guò)理解業(yè)務(wù)需求，為業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)。

  如果想降低云網(wǎng)協(xié)同的復(fù)雜度，通過(guò)定義 SRV6，就可以同時(shí)支持MPLS廣域?qū)＞€和VxLAN云專(zhuān)線的業(yè)務(wù)需求;要提升網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的效率，則可通過(guò)定義SFN(計(jì)算優(yōu)先網(wǎng)絡(luò))，同時(shí)感知業(yè)務(wù)對(duì)計(jì)算及聯(lián)接資源的需求，并將數(shù)據(jù)流量調(diào)度到最適合的算力資源進(jìn)行處理;未來(lái)還可以根據(jù)不同行業(yè)的需求，定義新的ID屬性，不斷擴(kuò)展IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的感知能力，并支持任意業(yè)務(wù)之間的互聯(lián)。

  基于IPV6的靈活地址，可以在一個(gè)體系下構(gòu)建起具備端口級(jí)、租戶(hù)級(jí)和業(yè)務(wù)級(jí)三層平面的新型IP網(wǎng)絡(luò)，既兼容傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，還可向上感知多種業(yè)務(wù)需求，向下協(xié)同光、無(wú)線多種網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多平面的統(tǒng)一承載。

  趨勢(shì)六：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)邁向全連接、全覆蓋、全頻譜

  覆蓋未覆蓋，連接未連接是貫穿無(wú)線網(wǎng)絡(luò)始終的發(fā)展方向。

  從連接消費(fèi)者，到連接千行百業(yè)，未來(lái)五年無(wú)線將從支持大帶寬、多連接和超可靠的5G網(wǎng)絡(luò)向兼具實(shí)時(shí)性、超上行和融合感知的5.5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)演進(jìn)。

  從覆蓋城市、鄉(xiāng)村到覆蓋礦山、海洋、飛行器，未來(lái)十年，無(wú)線將構(gòu)建起空、天、地一體的全覆蓋網(wǎng)絡(luò)體系。

  從Sub-6GHz到毫米波、太赫茲、可見(jiàn)光，未來(lái)無(wú)線將充分利用全頻譜資源，為用戶(hù)提供百倍的網(wǎng)絡(luò)容量，滿(mǎn)足智能社會(huì)的長(zhǎng)期發(fā)展需求。

  趨勢(shì)七：安全走向云網(wǎng)芯一體化新架構(gòu)

  隨著云化、移動(dòng)化，以及2B與2C融合的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的安全“邊界”正在被顛覆，未來(lái)企業(yè)無(wú)法再通過(guò)在核心“禁入禁出”的防御模式來(lái)確保安全，網(wǎng)絡(luò)安全的防御要向邊緣、向終端、向芯片延伸。同時(shí)，由于攻擊者開(kāi)始大量使用AI技術(shù)來(lái)提高其攻擊效率，因此，防御體系也需要具備更高的智能，通過(guò)動(dòng)態(tài)分析其行為來(lái)做出更準(zhǔn)確的判斷。

  面對(duì)沒(méi)有邊界，智能化的攻擊，需要將云的計(jì)算能力和靈活屬性，芯片的物理安全屬性，網(wǎng)絡(luò)的隔離度和實(shí)時(shí)協(xié)同屬性相結(jié)合，構(gòu)建起零信任、云網(wǎng)芯一體化的新安全架構(gòu)，以避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全短板。

  趨勢(shì)八：網(wǎng)絡(luò)管理將從軟件定義走向數(shù)字孿生

  近年來(lái)，隨著SDN及遙測(cè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，軟件對(duì)物理設(shè)備的抽象能力逐步增強(qiáng)。

  未來(lái)五年，除了在現(xiàn)有云化網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)引入AI技術(shù)，對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)之外，還可以對(duì)準(zhǔn)備實(shí)施的動(dòng)作進(jìn)行閉環(huán)模擬。在通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)指令和操作進(jìn)行模擬執(zhí)行后，再反饋給SDN控制器下發(fā)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性和可預(yù)測(cè)能力。

  未來(lái)十年，隨著亞秒/毫秒級(jí)強(qiáng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、建模、仿真、預(yù)測(cè)和控制能力的逐步成熟，再結(jié)合算網(wǎng)一體的新架構(gòu)，將可為物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起一個(gè)實(shí)時(shí)在線的數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而加速網(wǎng)絡(luò)軟件功能的創(chuàng)新。

  趨勢(shì)九：運(yùn)營(yíng)商下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型蓄勢(shì)待發(fā)

  近年來(lái)，隨著通信產(chǎn)業(yè)對(duì)算力網(wǎng)絡(luò)、智能聯(lián)接、5.5G/6G、F5G、IPV6+等新聯(lián)接技術(shù)關(guān)注度的持續(xù)升溫，主流運(yùn)營(yíng)商已開(kāi)始展望和規(guī)劃面向未來(lái)五至十年的下一代網(wǎng)絡(luò)。

  隨著5G的快速部署，未來(lái)無(wú)線寬帶的流量將與固定寬帶的流量接近，成為同等規(guī)模的光纖(FAN)和無(wú)線(RAN)兩張寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。

  而隨著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深化，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)(DCI)網(wǎng)絡(luò)也將向城域、邊緣延伸，構(gòu)建起與面向消費(fèi)者的骨干網(wǎng)(CBN)同等重要的面向產(chǎn)業(yè)的骨干網(wǎng)(IBN)。

  網(wǎng)絡(luò)邊緣將基于算網(wǎng)一體架構(gòu)，構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)智能(ADN)和邊緣計(jì)算(MEC)新能力，從流量的管道化透?jìng)?，向具備融合感知的智能邊緣演進(jìn)。

  運(yùn)營(yíng)商面向均衡發(fā)展、智慧極簡(jiǎn)的下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型可謂蓄勢(shì)待發(fā)。

  趨勢(shì)十：企業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)從辦公延伸到生產(chǎn)

  隨著行業(yè)數(shù)字化從IT到OT的轉(zhuǎn)型進(jìn)入深水區(qū)，遠(yuǎn)程控制、機(jī)器視覺(jué)、人機(jī)協(xié)同、邊緣計(jì)算等新應(yīng)用需要一個(gè)既能支持大帶寬，又可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求的新型企業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載。

  下一代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將打破傳統(tǒng)IT和OT網(wǎng)絡(luò)邊界，通過(guò)5G、TSN等確定性寬帶網(wǎng)絡(luò)和切片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IT與OT的融合承載，支持企業(yè)從傳統(tǒng)的以人為中心、金字塔型操作控制架構(gòu)，向以智能為中心、扁平化操作控制的架構(gòu)升級(jí)，以滿(mǎn)足任意人/物(Any-Workforce)之間的聯(lián)接需求。

  下一代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與傳輸層的解耦，即基于通用的傳輸層，可實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間數(shù)據(jù)的靈活分享及工作的無(wú)縫協(xié)同，以滿(mǎn)足任意業(yè)務(wù)(Any-Workload)之間的聯(lián)接需求。

  下一代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將更加智能，不僅可滿(mǎn)足無(wú)邊界、移動(dòng)辦公的需求，還可支持基于意圖驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理和基于AI的主動(dòng)式安全，滿(mǎn)足任意地點(diǎn)(Any-Workplace)之間的聯(lián)接需求。

  可以預(yù)見(jiàn)，在10個(gè)技術(shù)趨勢(shì)的共同作用下，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將具4個(gè)顯著特征，首先是聯(lián)接(Connection)能力增強(qiáng)，第二個(gè)是增加了網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知(Cognitive)能力，第三個(gè)是增加了網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算(Computing)能力，最后是通過(guò)架構(gòu)和光電技術(shù)創(chuàng)新具備綠色(Green)高能效特征。

  一個(gè)綠色，具備認(rèn)知和計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)(GCN)是未來(lái)的發(fā)展方向!

  (文中作者主要觀點(diǎn)已得到產(chǎn)業(yè)共識(shí)，并被聯(lián)通CUBE-Net3.0引用和發(fā)布)

  文章來(lái)源于《華為技術(shù)》第88期 作者：杜偉 華為聯(lián)接與網(wǎng)絡(luò)首席戰(zhàn)略規(guī)劃專(zhuān)家