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没有SDN,5G的“承诺”将难以兑现
从2G到3G/4G时代,移动网络速度的"质变"全面改变了我们的工作和生活,也让我们对于5G时代有了更多的憧憬。特别是进入2016年后,从标准组织,到设备提供商,再到运营商,都在积极拥抱5G,可以说5G的热潮已经形成。然而必须要强调的是,5G带来的将不仅是更快的移动网络速度,更是一个覆盖更广泛联接的、端到端的下一代移动通信系统!
该系统至少在以下三个方面改变我们的移动接入体验:
高容量,无论是在室内还是室外,移动网络无处不在,同时可以满足高密度应用场景下的高带宽(高性能)接入;
超可靠,通信的稳定性相比3G/4G时代显著提升;
低延迟,可更好地满足当前及未来各种应用的需求,比如视频、物联网(IOT)、M2M、车联网、远程医疗、超大规模的传感器网络、电网、交通、乃至智慧城市控制等。当然,还包括当前炙手可热的AR和VR。
除了体验方面的改变外,5G时代还将改变整个产业的生态系统,创造新的商业模式,带来新的商业机会。正如高速互联网和智能手机带来的变革一样,5G也将在电信、汽车、医疗、政府(公共事业)、制造业和交通运输等行业引发变革。
其中在电信行业,首先改变的就是运营商的网络架构设计,而这背后则离不开虚拟化计算、软件定义网络SDN、网络功能虚拟化NFV的支撑。ONF执行总裁Dan Pitt就指出,没有软件定义网络SDN,5G的"承诺"甚至难以实现。
5G"承诺"的目标
为了满足未来更多业务应用的需求,5G必须在性能(吞吐量和延迟)、可靠性、灵活性、可扩展性、电源效率等方面实现突破。
虽然5G标准尚未确定,但关于5G的一些"硬需求"已经提前得到了业界的广泛认可。其中在容量方面,5G相比4G将实现单位面积移动数据流量增长1000倍;在传输速率方面,典型用户数据速率提升10到100倍,峰值传输速率将可达10Gbps;在延迟方面,端到端时延将比4G缩短5倍,目标低至10ms,甚至在部分特殊应用场景要低至1ms;而在可扩展性方面,可联网设备的数量将比4G时代增加10到100倍;此外,低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间也要增加10倍。
5G不只速度快
想要实现上述目标,5G不仅要整合创新的空口技术和已有的无线接入技术,还需要调整、优化天线设计,扩展频谱,并升级基站(实现超密集组网、新型多址等)。此外,5G网络架构也将有显著变化,特别是随着大数据应用的落地,5G网络架构将向着分布式、智能化等方向演进。届时,SDN将成为关键!
为何说SDN是5G的关键技术
前文已经提过,5G带来的不仅仅是更高的带宽和更低的延迟,其灵活、敏捷、可管理等特性,还将为运营商打造更多创新服务,以更好地应对OTT的冲击。而SDN将是实现这一切的基础,其同时改变了传统的一个应用一个硬件的"烟囱"架构。
SDN将控制层面和数据层面解耦分离
SDN实现了控制层面和转发(数据)层面的解耦分离,使网络更开放,可以灵活支撑上层业务/应用。对运营商而言,SDN实现了动态控制方面的诸多创新,包括分组数据连接、可变QoS、下行链路缓冲、在线计费、数据包转换和选择性链接等。而据了解,目前ONF的移动网络中工作组正在加快这些创新的落地。
目前已经有越来越多的5G架构开始基于SDN理念构建,例如移动通信网NGMN设想的架构,借助硬件和软件分离,以及SDN和NFV提供的可编程能力,全面覆盖5G的各个方面,包括设备、移动/固网基础设施、网络功能等,从而实现5G系统的自动化编排。
SDN带来的敏捷特性,可以更好地满足5G时代不同应用的不同需求,让每一个应用都有特定的带宽、延迟等。同时IT人员还能借助SDN的可编程性,将网络资源变成独立的、端到端的"切片",包括无线、回程、核心和管理域。
有了SDN架构的支撑,运营商真正实现了将网络作为一种服务,并在连续提供服务的同时有效地管理网络资源。SDN还将为运营商提供最佳数据传输路径,进一步优化运营商的网络。综合来看,基于SDN构建的5G架构,将会进一步降低运营商的capex和opex,让运营商有更多的资金去实现服务的创新,将网络真正转化为价值收益。