揭秘5G網(wǎng)絡(luò)的背后：SDN將是關(guān)鍵技術(shù)！

　　從2G到3G/4G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度的“質(zhì)變”全面改變了我們的工作和生活，也讓我們對(duì)于5G時(shí)代有了更多的憧憬。特別是進(jìn)入2016年后，從標(biāo)準(zhǔn)組織，到設(shè)備提供商，再到運(yùn)營(yíng)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(qiáng)調(diào)的是，5G帶來的將不僅是更快的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度，更是一個(gè)覆蓋更廣泛聯(lián)接的、端到端的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)！

　　該系統(tǒng)至少在以下三個(gè)方面改變我們的移動(dòng)接入體驗(yàn)：

　　高容量，無論是在室內(nèi)還是室外，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無處不在，同時(shí)可以滿足高密度應(yīng)用場(chǎng)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(shí)代顯著提升;

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

　　除了體驗(yàn)方面的改變外，5G時(shí)代還將改變整個(gè)產(chǎn)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(jī)會(huì)。正如高速互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)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(yùn)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(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，而這背后則離不開虛擬化計(jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN、網(wǎng)絡(luò)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(luò)SDN，5G的“承諾”甚至難以實(shí)現(xiàn)。

　　5G“承諾”的目標(biāo)

　　為了滿足未來更多業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求，5G必須在性能（吞吐量和延遲）、可靠性、靈活性、可擴(kuò)展性、電源效率等方面實(shí)現(xiàn)突破。

　　雖然5G標(biāo)準(zhǔn)尚未確定，但關(guān)于5G的一些“硬需求”已經(jīng)提前得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。其中在容量方面，5G相比4G將實(shí)現(xiàn)單位面積移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)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(dá)10Gbps;在延遲方面，端到端時(shí)延將比4G縮短5倍，目標(biāo)低至10ms，甚至在部分特殊應(yīng)用場(chǎng)景要低至1ms;而在可擴(kuò)展性方面，可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將比4G時(shí)代增加10到100倍;此外，低功率MMC（機(jī)器型設(shè)備）的電池續(xù)航時(shí)間也要增加10倍。

　　5G不只速度快

　　想要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，5G不僅要整合創(chuàng)新的空口技術(shù)和已有的無線接入技術(shù)，還需要調(diào)整、優(yōu)化天線設(shè)計(jì)，擴(kuò)展頻譜，并升級(jí)基站（實(shí)現(xiàn)超密集組網(wǎng)、新型多址等）。此外，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也將有顯著變化，特別是隨著大數(shù)據(jù)應(yīng)用的落地，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將向著分布式、智能化等方向演進(jìn)。屆時(shí)，SDN將成為關(guān)鍵！

　　為何說SDN是5G的關(guān)鍵技術(shù)

　　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(yùn)營(yíng)商打造更多創(chuàng)新服務(wù)，以更好地應(yīng)對(duì)OTT的沖擊。而SDN將是實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)，其同時(shí)改變了傳統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用一個(gè)硬件的“煙囪”架構(gòu)。

　　SDN將控制層面和數(shù)據(jù)層面解耦分離

　　SDN實(shí)現(xiàn)了控制層面和轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)）層面的解耦分離，使網(wǎng)絡(luò)更開放，可以靈活支撐上層業(yè)務(wù)/應(yīng)用。對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，SDN實(shí)現(xiàn)了動(dòng)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(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換和選擇性鏈接等。而據(jù)了解，目前ONF的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)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(gòu)開始基于SDN理念構(gòu)建，例如移動(dòng)通信網(wǎng)NGMN設(shè)想的架構(gòu)，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(gè)方面，包括設(shè)備、移動(dòng)/固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)功能等，從而實(shí)現(xiàn)5G系統(tǒng)的自動(dòng)化編排。

　　SDN帶來的敏捷特性，可以更好地滿足5G時(shí)代不同應(yīng)用的不同需求，讓每一個(gè)應(yīng)用都有特定的帶寬、延遲等。同時(shí)IT人員還能借助SDN的可編程性，將網(wǎng)絡(luò)資源變成獨(dú)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(gòu)的支撐，運(yùn)營(yíng)商真正實(shí)現(xiàn)了將網(wǎng)絡(luò)作為一種服務(wù)，并在連續(xù)提供服務(wù)的同時(shí)有效地管理網(wǎng)絡(luò)資源。SDN還將為運(yùn)營(yíng)商提供最佳數(shù)據(jù)傳輸路徑，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)。綜合來看，基于SDN構(gòu)建的5G架構(gòu)，將會(huì)進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)商的capex和opex，讓運(yùn)營(yíng)商有更多的資金去實(shí)現(xiàn)服務(wù)的創(chuàng)新，將網(wǎng)絡(luò)真正轉(zhuǎn)化為價(jià)值收益。

　　不一樣的5G生態(tài)圈 開源助創(chuàng)新

　　5G將會(huì)對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生巨大的影響，為眾多的電信運(yùn)營(yíng)商和各行業(yè)的云服務(wù)提供商帶來機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，5G的生態(tài)圈也將分為多個(gè)層次，從共享基礎(chǔ)設(shè)施，提供特殊的網(wǎng)絡(luò)功能，到提供端到端的服務(wù)，以及攜手軟件合作伙伴融入5G系統(tǒng)等等。

　　未來，5G的基礎(chǔ)設(shè)施將由傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)組織定義，但基于5G的增值服務(wù)將基于運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)商的軟件創(chuàng)新能力。也就是說，運(yùn)營(yíng)商想要在未來的激烈競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，擁抱開源或?qū)⑹且粭l捷徑。

　　5G標(biāo)準(zhǔn)或?qū)⒌鹊?020年

　　伴隨著5G熱潮的到來，制定全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)的呼聲越來越高。為此，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）已啟動(dòng)面向5G標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，根據(jù)工作計(jì)劃：2015年將完成IMT-2020國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)前期研究，2016年將開展5G技術(shù)性能需求和評(píng)估方法研究，2017年年底將啟動(dòng)5G候選方案征集，2020年年底完成標(biāo)準(zhǔn)制定。

　　此外，3GPP作為國(guó)際移動(dòng)通信行業(yè)的主要標(biāo)準(zhǔn)組織，將承擔(dān)5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的制定工作。3GPP R14階段被認(rèn)為是啟動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)研究的最佳時(shí)機(jī)，R15階段可啟動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)工作項(xiàng)目，R16及以后將對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善增強(qiáng)。

　　5G帶來的創(chuàng)新應(yīng)用體驗(yàn)

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

　　受到“身臨其境”的體驗(yàn)

　　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(luò)極高的流量密度需求。即在未來的世界杯和奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)，5G不僅可為賽場(chǎng)內(nèi)的觀眾提供Gbps級(jí)體驗(yàn)速率、數(shù)十Gbps峰值速率，還可實(shí)時(shí)回看賽場(chǎng)中的精彩瞬間（超高清）。而對(duì)于未能親臨現(xiàn)場(chǎng)的觀眾來說，借助賽場(chǎng)中眾多攝像機(jī)（各個(gè)角度）和虛擬成像技術(shù)的幫助，將讓你不到現(xiàn)場(chǎng)，也能享受到“身臨其境”的體驗(yàn)。

　　低延遲將讓車聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)，徹底解決4G延遲表現(xiàn)不夠理想——無法滿足自動(dòng)駕駛中的安全需求（即剎車反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)）。而5G時(shí)代1ms的低延遲，將使得剎車反應(yīng)時(shí)間內(nèi)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(dòng)駕駛成為可能。

　　5G與物聯(lián)網(wǎng)

　　當(dāng)然，5G帶來的關(guān)鍵改變還在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，比如智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景，具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點(diǎn)，而5G低功耗、多連接等特性正好可以滿足這些應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

　　5G的關(guān)鍵技術(shù)：不止SDN

　　未來的5G網(wǎng)絡(luò)，除了SDN，其實(shí)還需要網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV和云計(jì)算技術(shù)的支撐，才能構(gòu)建更加靈活、智能、高效和開放的網(wǎng)絡(luò)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(gòu)，以適應(yīng)各種類型的回傳鏈路，實(shí)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(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)商的投入成本（通過標(biāo)準(zhǔn)硬件），并實(shí)現(xiàn)更多功能。相比之下，SDN提供的是更底層的支撐，但絕對(duì)關(guān)鍵！