十大趨勢塑造下一代網(wǎng)絡(luò )

  ICC訊 五年前，運營(yíng)商紛紛開(kāi)啟“網(wǎng)絡(luò )2020” 下一代網(wǎng)絡(luò )轉型規劃，以云為中心，網(wǎng)絡(luò )云化成為這一次轉型的核心。五年后，2020年運營(yíng)商的移動(dòng)接入從4G到 5G，固定接入從GPON到F5G，逐步構建了面向個(gè)人、家庭和企業(yè)的泛在千兆接入網(wǎng)。中國三大運營(yíng)商和海外主流IXP已經(jīng)構建起了超寬的云互聯(lián)(DCI)骨干網(wǎng)。得益于“網(wǎng)絡(luò )2020”的架構轉型，在新冠肺炎疫情期間，網(wǎng)絡(luò )成功支撐了數億用戶(hù)宅家的生活和辦公需求，實(shí)現了互聯(lián)網(wǎng)從消費視頻娛樂(lè )到居家視頻辦公能力的顯著(zhù)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。(圖1)

圖1 十大技術(shù)趨勢對下一代網(wǎng)絡(luò )將產(chǎn)生影響

  趨勢一：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，云上豐富的內容可以自上而下，順暢地呈現在各種智能終端上，即網(wǎng)絡(luò )通過(guò)支持下行流量為主的云端互聯(lián)，為終端提供內容服務(wù)。

  而在未來(lái)，隨著(zhù)Cloud VR、機器視覺(jué)、自動(dòng)駕駛等大量實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的出現，終端將產(chǎn)生大量數據需要上傳到邊、云的計算節點(diǎn)進(jìn)行處理，并將結果實(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)。

  邊緣計算的出現改變了傳統云、網(wǎng)相互的獨立性，隨著(zhù)計算進(jìn)入到了網(wǎng)絡(luò )內部，使得邊緣計算的效率、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)”，對網(wǎng)絡(luò )的主要需求為連通性及開(kāi)放性，對服務(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，對服務(wù)質(zhì)量的要求是確定性，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )轉變?yōu)閮r(jià)值中心。

  趨勢二：DOICT技術(shù)走向融合，構建起新通信能力

  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、認知無(wú)線(xiàn)、認知光系統等創(chuàng )新產(chǎn)品和解決方案的出現，不斷提升網(wǎng)絡(luò )的智能化水平。同時(shí)，隨著(zhù)行業(yè)數字化轉型的持續深入，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 )才能承擔起“承載智能社會(huì )發(fā)展新一代基礎設施”的職責。

  趨勢三：后經(jīng)典架構的出現，支撐網(wǎng)絡(luò )的可持續發(fā)展

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

  在半導體制造進(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 )節點(diǎn)需從集中式向分布式演進(jìn)，通過(guò)架構創(chuàng )新以解決網(wǎng)絡(luò )流量增長(cháng)的挑戰，數據通信網(wǎng)絡(luò )將開(kāi)啟后摩爾架構時(shí)代。

  另一方面，無(wú)線(xiàn)及光系統編碼效率的可提升空間也已接近極限，通信設備在通過(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、知識輔助的信號處理等方式來(lái)提升系統的傳輸效率，無(wú)線(xiàn)和光網(wǎng)絡(luò )即將開(kāi)啟后香農架構時(shí)代。

  綜上所述，通過(guò)后摩爾及后香農架構的創(chuàng )新，可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )容量的持續增長(cháng)，以滿(mǎn)足智能社會(huì )對海量數據傳輸的需求。

  趨勢四：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(xiàn)、光、數通等各專(zhuān)業(yè)技術(shù)相對獨立，但隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )向高速、高頻、高性?xún)r(jià)比方向的發(fā)展，傳統電子技術(shù)即將遇到距離、功耗等可持續發(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);為了提升數通設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，將出現直接出光纖的新型天線(xiàn);為實(shí)現低軌衛星之間的100Gbps高速數據傳輸，將采用激光替代微波;為滿(mǎn)足水下移動(dòng)設備的通信需求，將采用穿透力更高的可見(jiàn)光替代無(wú)線(xiàn)覆蓋;為實(shí)現腦電波的準確探測，將采用透過(guò)率更高的遠紅外光技術(shù)。

  可以預測，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。

  趨勢五：IP增強感知力，實(shí)現一網(wǎng)多平面的統一承載

  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)現對業(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)同的復雜度，通過(guò)定義 SRV6，就可以同時(shí)支持MPLS廣域專(zhuān)線(xiàn)和VxLAN云專(zhuān)線(xiàn)的業(yè)務(wù)需求;要提升網(wǎng)絡(luò )計算的效率，則可通過(guò)定義SFN(計算優(yōu)先網(wǎng)絡(luò ))，同時(shí)感知業(yè)務(wù)對計算及聯(lián)接資源的需求，并將數據流量調度到最適合的算力資源進(jìn)行處理;未來(lái)還可以根據不同行業(yè)的需求，定義新的ID屬性，不斷擴展IP網(wǎng)絡(luò )對業(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)體系下構建起具備端口級、租戶(hù)級和業(yè)務(wù)級三層平面的新型IP網(wǎng)絡(luò )，既兼容傳統網(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(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò )資源，實(shí)現一網(wǎng)多平面的統一承載。

  趨勢六：無(wú)線(xiàn)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )始終的發(fā)展方向。

  從連接消費者，到連接千行百業(yè)，未來(lái)五年無(wú)線(xiàn)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 )持續演進(jìn)。

  從覆蓋城市、鄉村到覆蓋礦山、海洋、飛行器，未來(lái)十年，無(wú)線(xiàn)將構建起空、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(xiàn)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(cháng)期發(fā)展需求。

  趨勢七：安全走向云網(wǎng)芯一體化新架構

  隨著(zhù)云化、移動(dòng)化，以及2B與2C融合的趨勢，傳統的安全“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)做出更準確的判斷。

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

  趨勢八：網(wǎng)絡(luò )管理將從軟件定義走向數字孿生

  近年來(lái)，隨著(zhù)SDN及遙測技術(shù)的持續發(fā)展，軟件對物理設備的抽象能力逐步增強。

  未來(lái)五年，除了在現有云化網(wǎng)絡(luò )管理平臺引入AI技術(shù)，對訓練數據進(jìn)行學(xué)習之外，還可以對準備實(shí)施的動(dòng)作進(jìn)行閉環(huán)模擬。在通過(guò)對實(shí)時(shí)指令和操作進(jìn)行模擬執行后，再反饋給SDN控制器下發(fā)網(wǎng)絡(luò )執行，從而增強系統的健壯性和可預測能力。

  未來(lái)十年，隨著(zhù)亞秒/毫秒級強實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )數據采集、建模、仿真、預測和控制能力的逐步成熟，再結合算網(wǎng)一體的新架構，將可為物理網(wǎng)絡(luò )構建起一個(gè)實(shí)時(shí)在線(xiàn)的數字孿生網(wǎng)絡(luò )系統，從而加速網(wǎng)絡(luò )軟件功能的創(chuàng )新。

  趨勢九：運營(yíng)商下一代網(wǎng)絡(luò )轉型蓄勢待發(fā)

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

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

  而隨著(zhù)行業(yè)數字化轉型的深化，現在的數據中心互聯(lián)網(wǎng)(DCI)網(wǎng)絡(luò )也將向城域、邊緣延伸，構建起與面向消費者的骨干網(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，構建起網(wǎng)絡(luò )智能(ADN)和邊緣計算(MEC)新能力，從流量的管道化透傳，向具備融合感知的智能邊緣演進(jìn)。

  運營(yíng)商面向均衡發(fā)展、智慧極簡(jiǎn)的下一代網(wǎng)絡(luò )轉型可謂蓄勢待發(fā)。

  趨勢十：企業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò )從辦公延伸到生產(chǎn)

  隨著(zhù)行業(yè)數字化從IT到OT的轉型進(jìn)入深水區，遠程控制、機器視覺(jué)、人機協(xié)同、邊緣計算等新應用需要一個(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IT與OT的融合承載，支持企業(yè)從傳統的以人為中心、金字塔型操作控制架構，向以智能為中心、扁平化操作控制的架構升級，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)現數據與傳輸層的解耦，即基于通用的傳輸層，可實(shí)現不同廠(chǎng)家設備之間數據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動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化管理和基于A(yíng)I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。

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

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

  (文中作者主要觀(guān)點(diǎn)已得到產(chǎn)業(yè)共識，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 )首席戰略規劃專(zhuān)家