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实现5G核心网全面云化 中国移动正在全力推进

时间:2019-07-12 09:17:26

来源:通信世界全媒体

作者:蒋雅丽

【慧聪通信网】在5G时代,如何为各行各业数字化转型升级注入5G新动能,助力社会高质量发展是运营商极为重视的问题。打造一张精品5G网络即是基础。同时,万物互联所带来的需求量急剧增多,使得在5G网络建设中,5G核心网必将发生巨大变革。

在“MWC19上海”期间,工信部通信科学技术委员会常务副主任、中国电信科技委主任韦乐平指出,面对多样化的垂直行业应用,封闭的网络架构必须要转向IT化、服务化、互联网化的云原生架构SBA。因此,构建以云为核心的新型网络架构迫在眉睫。作为拥有全球的规模第一大的4G网络,4G基站数量占全国一半以上的中国移动,如何在5G时代快速打造全球规模第一大5G网络,成为业界关注的焦点。

全球的规模第一大的网络云化变革将启动

在“MWC19上海”上,三大运营商纷纷在云计算领域开展了各自的计划。不难发现,云网融合、云边协同已经成为运营商更为侧重的方向。

在打造覆盖全国、技术先进、品质优良的5G精品网络方面,中国移动副总裁李正茂在中国移动“5G+”发布会上公布了中国移动的最新策略。李正茂表示,中国移动将打造网络即服务(NaaS,Network as a Service)能力体系,打造核心基石和六大创新能力,实现开放化的网络即服务。

值得注意的是,六大创新能力是在构建5G精品网络的基础上,推动5G与“AICDE”(人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算)紧密融合,向各行各业提供开放化的网络即服务。

未来,通过构建以云为核心的新型网络架构,中国移动将启动全球的规模第一大的网络云化变革,力争2020年云化水平达到75%,2025年云化水平实现100%。并且,中国移动还将依托BigCloud(中国移动云计算平台),联合产业丰富产品种类,2020年提供超过200款云产品。中国移动还推出云互联、云专线和云宽带,实现云服务和5G网络能力深度融合,打造面向社会生产、生活的一站式服务。

那么,缘何中国移动要如此大力推进网络云化变革?

云与5G相辅相成

可以说,云计算是5G的基础技术,是5G必要的云基础设施。5G是第一个云原生的移动通信网络技术,从标准制定之初,5G就是基于云和服务化的理念进行架构设计和协议设计的。中国移动研究院新网络总体室技术经理刘景磊表示,云计算将有利于5G快速规模化和集中化组网。同时云计算又为5G提供了更多的弹性和对外开放服务的能力,而这些又是面向未来广泛的垂直行业应用必不可少的能力。

云计算在5G时代会有一些新的发展。通信行业充分借鉴和引入了云计算技术,结合自身的特点做了延伸。

首先,边缘计算是5G一大特性,面向客户本地化服务,需要边缘节点/边缘云。边缘云相对传统云计算,由集中化走向了分布化,机房环境差异更大,硬件更加异构,平台要求更加轻量化。其次是NFV(网络功能虚拟化),NFV的MANO体系更好地适配了通信网元在云上的加载运行和灵活调度。再次是多云模式的管理,5G时代行业应用需求多样,可能存在运营商的网络云、公有云、私有云甚至是合作伙伴的云等多云协同的情况,多云的管理是比较突出的新要求。最后是更加注重云网联动,通过一站式的开通和服务,实现客户云上业务与网络专线的打通。

5G结合ONAP将成热门

刘景磊表示,在此前实验的基础上,中国移动一直在做扩大性验证。在5G牌照发放当天,中国移动表示2019年将在40个以上城市实现5G覆盖,其中部分城市的5G网络已基于5G SA架构推进。目前,全国已有5个城市进行了基于5G SA架构的规模试验,12个示范城市开展了垂直行业的示范应用,共有17个城市在进行5G网络的试验与应用示范。

中国移动将基于集中化方式建设5G SA架构。在初期,中国移动会在全国范围内选取一个区进行核心网云化相关的商用验证,采用主设备厂商提供云化资源池和5GC软件的方式运行,之后再陆续扩大范围。例如面向大视频等垂直行业客户,中国移动今年将采用此种相对而言较简单、可以快速上线的方式。

但由于这是网络建设第一次面向垂直行业客户,虽然5GC的网络中已提供了网络切片和边缘计算等能力,但这些能力还有待现网实际商用验证,因此中国移动下一步的网络建设计划制定以及架构中,会不会出现多厂商相互融合的资源池形态仍需视今年验证情况而定。如果一切顺利并且客户反馈较良好,那么5GC将逐步开始全面的核心网云化。

从技术上来看,5GC网络本身是一套独立的网络,它具有NFV的编排能力,也有SDN云网协同的能力,支持NFV和SDN协同也是它和此前云网络的最大区别。云原生主要有3个要素:容器化、微服务化、自动化。5G刚上线时,5GC网元未强制要求容器化,仍基于虚机的方式来实现,之后待容器验证相对成熟时,可能将在部分网元层面考虑容器化。

在边缘计算层面,待场景较确定、技术相对较成熟后,5GC云化网络将叠加边缘上的需求,逐渐从大区集中的网络不断往边缘节点、边缘云广泛分布。而跟5GC相关的转发面UPF(用户面功能)将逐渐靠近用户侧。当前控制面网元的虚拟化相对容易,转发面网元虚拟化还有一些技术难点待攻克,数据面本身对硬件要求较高,网卡需更多的吞吐量和加速能力,当前厂商设备实现差异较大,需要加大产业推进力度,形成通用标准后,再考虑转发面的虚拟化。

后续也可能会存在自动化的可能性,中国移动现在也在做相应的尝试。此前,中国移动一直在开源界联合美国、欧洲等国家做以ONAP为主的开源编排器,而网络编排器是未来推动自动化和智能化的重要网络使能部件,ONAP也正在推动开源成熟,5G结合ONAP编排的方式将会推动整个网络的自动化部署和未来智能化的调度和运营。

云化复杂度超预期

当然,目前的5G网络云化仍存在较多挑战。刘景磊认为,5G网络云化面临的挑战可分为技术与商业运营两个方面。

在技术方面,虽然5G是基于云和服务化的理念进行架构设计和协议设计的,但其本身仍存在一些新的特性,而这个特性与以往的核心网不同,对于核心网而言是相当大的革新。运营商从熟悉此技术到此技术走向成熟,最终实现现网真正可用,实际上需要花费比较长的时间。目前,中国移动正联合产业界全力推进SA架构的建设。对此,刘景磊表示信心很足。

同时,由于云化本身涉及网络的NFV化,甚至是NFV+SDN化,其复杂度与5GC自身SA架构的成熟度叠加在一起,当前业界尚没有像中国移动这样体量的企业准备大规模部署NFV,很多难题有待中国移动自己去探索和突破。

在运营方面,第一,由于云化网络会有更大的集中化能力,所以中国移动会采用大区制的方式来进行部署。而集中化打破了原先运营商的分级组织管理模式,这将给运营商带来如何协调大区运营和本地化属地运营之间的管理问题。

第二点,当NFV化后,通信网络是否还具备以往对外承诺的可靠性、可用性,甚至是“五个九”的标准,仍有待验证。因此,此方面的运营经验摸索很关键。在虚拟化网络发生故障之后,自动化的手段是优解,由于故障点较以前增多,设备故障报警后再通过以往的人工维护流程修复故障的方式将不可行。未来,必须要在可靠性以及故障恢复自动化治愈方面进行增强。

来源:《通信世界》杂志2019年7月15日刊

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