華為亮出5G新基建最強“大腦”！

  ICCSZ訊 面對COVID-19的傳播、著眼經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多國家開始加大對5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度。甚至有人預計，相關(guān)措施會使數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展提高10年的速度。其中，中國的5G“新基建”無疑已經(jīng)居于并將一直居于全球之首。

  巨變：以前是“5G+千行百業(yè)”，如今是“千行百業(yè)+5G”

  在國內(nèi)，5G不但被列為“新基建”之首，更為重要的是5G也成為了其他“新基建”(如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等)領(lǐng)域的“生產(chǎn)力”或“使能者”。中央政治局、國務院、發(fā)改委、工信部、各地政府對于5G新基建的大力推動，驅(qū)動力其實來自于千行百業(yè)自身主動對于5G系統(tǒng)的迫切需求，大的形勢已經(jīng)從此前的“5G+千行百業(yè)”轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦摹扒邪贅I(yè)+5G”。

  從GSMA剛發(fā)布的“The Mobile Economy China 2020”(《中國移動經(jīng)濟(2020)報告》)可以看出，5G的主要優(yōu)勢(例如網(wǎng)絡切片、邊緣計算和低時延服務)在中國已經(jīng)顯現(xiàn)，這一點在垂直領(lǐng)域企業(yè)“廣泛使用5G的意圖”中得到了證明——制造、電力、航空航天等各個垂直領(lǐng)域的公司正在評估其用于數(shù)字化產(chǎn)品組裝和總體運營管理的技術(shù)選項;預計到2025年，中國的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將新增超過一倍而達到80億個，其中大部分的增長將來自于垂直企業(yè)。

  應對：以終為始，5G網(wǎng)絡架構(gòu)布局最宜應“一步到位”

  千行百業(yè)對5G需求的爆發(fā)，總體戰(zhàn)略方向上，給運營商帶來了空前發(fā)展機遇，亟需打造對于豐富應用場景的高效供給能力，加快5G融合應用向重點垂直行業(yè)滲透，不斷推出成熟解決方案和創(chuàng)新產(chǎn)品，釋放新興消費潛力。

  而在大的戰(zhàn)術(shù)落實上，“千行百業(yè)+5G”還有一大要義是將4G及此前的“應用‘適配’網(wǎng)絡”變革為5G時代的“應用‘定義’網(wǎng)絡”，從而需要5G系統(tǒng)提供“差異化+確定性”的網(wǎng)絡服務能力，這就凸顯了率先建設(shè)高品質(zhì)5G網(wǎng)絡的重要性。既然5G時代將是“應用‘定義’網(wǎng)絡”，那么對于上述網(wǎng)絡難題的解決應就圍繞“應用”的特性進行，所以治本的解決方式是一開始就高度關(guān)注承載5G應用的“關(guān)鍵”、支撐5G網(wǎng)絡的“大腦”——核心網(wǎng)。核心網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)決定網(wǎng)絡競爭力，一旦架構(gòu)確定就很難調(diào)整，因此5G網(wǎng)絡建設(shè)需堅持“以終為始”，網(wǎng)絡架構(gòu)一步到位，減少未來不必要的重復建設(shè)與投資浪費，建設(shè)全新“頭腦聰明且靈活敏捷”的5G時代“新核心網(wǎng)”以強力重塑運營商競爭力。

  治本：打造全云化、全融合、全業(yè)務、全自動5G核心網(wǎng)

  在一步到位地布局好架構(gòu)之后，后期再進行網(wǎng)元功能平滑升級演進、容量流量逐步遷移調(diào)整以滿足千行百業(yè)各種5G新應用的需求。架構(gòu)布局上，全球領(lǐng)先型運營商均傾向于面向應用、以云化技術(shù)為基礎(chǔ)、基于SBA的5G目標網(wǎng)絡架構(gòu)：一是以全云化(如SDN/NFV、SBA和云原生架構(gòu))進行網(wǎng)絡重構(gòu)、實現(xiàn)網(wǎng)絡功能敏捷;二是實現(xiàn)5G核心網(wǎng)與多種接入網(wǎng)技術(shù)的無關(guān)性，即“全融合”核心網(wǎng);三是以端到端網(wǎng)絡切片、多接入邊緣計算垂直行業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)“全業(yè)務”;四是以多種先進手段(如DevOps+AI)解決5G時代極其繁瑣的網(wǎng)絡運維，實現(xiàn)“全自動”。

  全云化

  為了快速且靈活敏捷滿足“千行百業(yè)+5G”的巨大差異化需求，更好地切合不同業(yè)務場景和垂直行業(yè)，基于云原生技術(shù)(如微服務化的網(wǎng)絡功能)構(gòu)建SBA架構(gòu)的5G核心網(wǎng)是大勢所趨。原生云+微服務設(shè)計使能的新的“全云化”，使得5G真正走向開放化、服務化、軟件化，有利于快速按需落地千行百業(yè)5G融合應用。

  全球運營商在近幾年陸續(xù)進行核心網(wǎng)云化，包括vEPC、vIMS等，進展十分迅速，電信云統(tǒng)一資源池也開始建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)，為后續(xù)5G規(guī)模建設(shè)奠定基礎(chǔ)。比如據(jù)悉，華為全云化核心網(wǎng)解決方案目前已拿下600多個商用合同，而且成為業(yè)界唯一規(guī)模商用的5G核心網(wǎng)。之所以在云化大潮中深受全球運營商高度信賴，是由于其相比業(yè)界的更高質(zhì)量，比如是業(yè)界唯一基于原生云架構(gòu)的核心網(wǎng);又如在關(guān)鍵的可靠性方面，通過獨創(chuàng)的軟件無狀態(tài)設(shè)計在99.9%的IT硬件上實現(xiàn)99.999%的系統(tǒng)可靠性;再如以64倍智能流控技術(shù)保障在瞬時突發(fā)話務沖擊下的系統(tǒng)健康，業(yè)務成功90%以上，高于業(yè)界水平。

  豐富的云化商用部署為向5G“全云化”核心網(wǎng)演進做好了充分準備。為了滿足千行百業(yè)+5G新的服務需求，全云化5G核心網(wǎng)還須采用控制/用戶面分離(CUPS)架構(gòu)、分布式架構(gòu)。CUPS有利于控制面與用戶面各自的按需部署、獨立演進。此外，5G核心網(wǎng)采用分布式架構(gòu)可以克服傳統(tǒng)EPC下流量路徑低效率和單點失敗的缺陷，可以避免數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)低效率、單點失效、RTT時延長、流量超載等，從而提高網(wǎng)絡資源利用率，為MEC提供很好的支持。對于上述兩種不可或缺的架構(gòu)，運營商正在積極部署，據(jù)悉，華為的CUPS分布式組網(wǎng)在業(yè)界唯一獲得規(guī)模商用。

  在實現(xiàn)5G核心網(wǎng)“全云化”之后，運營商還會面臨一些挑戰(zhàn)。比如單比特成本高，通用硬件的單比特成本每年僅下降14%，摩爾定律失效，5G時代10倍流量增長將帶來數(shù)倍硬件和功耗增加。對于這一類挑戰(zhàn)，5G微信公眾平臺(ID：angmobile)觀察到有了最新的解決方案，比如華為的新一代超融合云化硬件“E9000H”有著5倍集成度、2倍性能，具有NP/GPU/AI異構(gòu)加速、內(nèi)置Full Mesh交換極簡組網(wǎng)，比特成本最優(yōu);且由于采用“鯤鵬”架構(gòu)等先進技術(shù)，實現(xiàn)比特功耗大幅降低50%。

  全融合

  要快速且靈活敏捷滿足“千行百業(yè)+5G”的巨大差異化需求，實現(xiàn)5G核心網(wǎng)與多種接入網(wǎng)技術(shù)的無關(guān)性。對于絕大多數(shù)運營商而言，網(wǎng)絡現(xiàn)狀非常復雜，可以預見，同一運營商網(wǎng)絡(包括無線網(wǎng)及核心網(wǎng))內(nèi)，2G、3G、4G、5G NSA/SA將長期共存。所以運營商們亟需解決如何進行高效的架構(gòu)設(shè)計;如何兼顧網(wǎng)絡改造升級的復雜度、對現(xiàn)網(wǎng)的影響;如何高效地運行和維護多張不同制式及模式的網(wǎng)絡等。總之，如何實現(xiàn)多接入網(wǎng)絡的高效動態(tài)管理與協(xié)調(diào)，同時滿足5G的技術(shù)指標及應用場景需求是5G多網(wǎng)絡、多業(yè)務融合的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。

  5G核心網(wǎng)若能實現(xiàn)上述的“無關(guān)性”，將可降低終端接入系統(tǒng)的復雜性、低效性，并將減少功能冗余。令業(yè)界驚喜的是，更是實現(xiàn)了“微服務”粒度的2G、3G、4G、5G(含NSA與SA)深度全融合，比如華為的5G“全融合”核心網(wǎng)。相關(guān)解決方案可便于運營商通過4G提前進行架構(gòu)改造，然后一個窗口操作快速完成5G核心網(wǎng)升級，實現(xiàn)5G核心網(wǎng)的極簡部署(軟件平滑升級)以及用戶在2G、3G、4G、5G切換時的零中斷、無感知。

  對于現(xiàn)有4G用戶向5G的遷轉(zhuǎn)，全球的運營商基本確定了“不換號”這一原則，從而需要5G用戶共享4G鑒權(quán)/簽約數(shù)據(jù)，HSS/UDM融合部署，存量4G用戶的數(shù)據(jù)快速遷移是5G規(guī)模商用的重要前提。而是否需要“不換卡”，則涉及是否啟用IMSI隱私保護功能，即終端接入網(wǎng)絡的第一條消息中SUCI 是否加密，加密所用公鑰證書存儲在USIM卡，這是可選功能，取決于運營商?！叭诤稀钡暮诵木W(wǎng)可以實現(xiàn)4G用戶“不換卡、不換號”平滑遷移至5G。

  全業(yè)務

  4G的EPC采用“one size fits all”架構(gòu)，隨著用戶終端數(shù)量和種類的迅速增加、流量的大規(guī)模增長、用戶需求的不斷多樣化，這種“集中式”設(shè)計的網(wǎng)絡架構(gòu)逐漸變得難以處理越來越多樣化的服務要求。而基于“全云化”、可實現(xiàn)“全融合”的5G核心網(wǎng)，能夠通過“one size per service”實現(xiàn)“全業(yè)務”且有著差異化和確定性的體驗——為滿足5G差異化和確定性體驗需求，切片和MEC是關(guān)鍵使能技術(shù)。

  預計5G時代的應用場景將會無限豐富，隨之而至的需求亦多樣化甚至差異化很大，包括移動性、安全性、帶寬、時延、抖動、可靠性等。網(wǎng)絡切片就有了用武之地，可基于微服務構(gòu)建切片，根據(jù)切片的SLA需求，選擇合適的NFS像搭積木一樣組合成各種類型切片需要的NF，再把NF組合成對應的網(wǎng)絡切片，在一個獨立的物理網(wǎng)絡上切分出多個邏輯網(wǎng)絡，避免了為每一個服務建設(shè)一個專用的物理網(wǎng)絡，非常節(jié)省成本。其中，運營商與客戶之間簽署的SLA給5G商業(yè)模式靈活創(chuàng)新帶來了無限可能。

  然而網(wǎng)絡切片的數(shù)量設(shè)置是一個重要的問題——若太少則可能導致一個簡單的用例需要用到兩個及以上的切片才能滿足其需求，會帶來網(wǎng)絡浪費，且很難滿足千行百業(yè)的定制化需求;若太多則會使得維護和管理變得困難，會帶來定制化成本和運營成本的激增。5G微信公眾平臺(ID：angmobile)觀察到華為唯一實現(xiàn)了全自動多維動態(tài)切片;而且由于實現(xiàn)了MAE-CN六合一(包括NSSMF、MEAO、MEPM、EMS、VNFM、NFVO)并采用全自動可編程流水線引擎使能分鐘級部署，進而實現(xiàn)業(yè)務“天”級發(fā)放，領(lǐng)先業(yè)界;此外，據(jù)悉能通過SLA狀態(tài)秒級精準感知、基于AI的SLA動態(tài)優(yōu)化閉環(huán)實現(xiàn)從“盡力而為”到“確定性保證”。

  當然，為垂直客戶提供確定性的帶寬、時延、抖動、可靠性等，除了網(wǎng)絡切片，還有一大利器是MEC。5G MEC的特性、優(yōu)勢等無需贅言。5G MEC的本質(zhì)是“聯(lián)接+計算”，當前主流的5G MEC部署位置已經(jīng)從省級網(wǎng)絡進入地市級甚至園區(qū)級網(wǎng)絡，運營商擁有聯(lián)接感知、業(yè)務第一入口、整網(wǎng)可控等獨特優(yōu)勢，可以面向業(yè)務打通端到端的整體體驗，關(guān)鍵技術(shù)包括感知內(nèi)容分類進行轉(zhuǎn)發(fā)/分流/加速、移動連續(xù)性、確定性網(wǎng)絡(比如集成時間敏感網(wǎng)絡TSN)、虛擬二層網(wǎng)絡(比如5G LAN)、視頻處理能力、AI處理能力、極簡部署和自優(yōu)化能力、可信安全、定位能力、內(nèi)容深度處理能力。據(jù)悉，在上述5G MEC兩大本質(zhì)方面，華為相關(guān)解決方案具有“增強連接”能力(比如基于TSN低于1 ms的確定性時延)和“超強計算”能力(比如基于E9000H的異構(gòu)計算)。

  另一方面對于5G MEC而言，“生態(tài)能力”至關(guān)重要。MEC生態(tài)可擇優(yōu)容器化遷移云端應用，對應用盡可能平滑;此外，MEC應用生態(tài)非常值得產(chǎn)業(yè)鏈共建，國內(nèi)從2018年起舉辦MEC開放平臺Hackathon開發(fā)者大賽，華為是初創(chuàng)者之一。據(jù)悉，華為5G MEC通過鯤鵬平臺、云邊同棧等打造了“開放生態(tài)”，且在線cLab可實現(xiàn)把MEC應用集成從月大幅降到天。綜上，5G微信公眾平臺(ID：angmobile)觀察到，華為5G MEC具備先進的云化架構(gòu)、極致轉(zhuǎn)發(fā)能力、極致智能化、極簡運維、生態(tài)構(gòu)筑、可持續(xù)演進能力，其高性能、極簡運維、即插即用、可信安全、可持續(xù)演進的MEC解決方案已經(jīng)為規(guī)模商用做好了準備。

  全自動

  5G網(wǎng)絡的全云化、全融合、全業(yè)務，在帶來功能靈活性的同時，也帶來很多工程難題。

  比如，網(wǎng)絡虛擬化使跨層故障定界定位和后期升級過程更加復雜而低效;以網(wǎng)元為單位大顆粒整包交付導致開發(fā)周期長、測試工作量大、升級影響大。所以，運營商需要構(gòu)建極致敏捷5G核心網(wǎng)——基于微服務的軟件架構(gòu)，軟件轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒎樟６劝l(fā)布、測試和升級，實現(xiàn)業(yè)務實時敏捷快速上線，軟件發(fā)布周期大幅縮短，升級時確保用戶無感知、業(yè)務無中斷。據(jù)悉，華為灰度升級作為業(yè)界唯一已商用的自動化升級工具，可以實現(xiàn)新版本在線迭代和快速試錯，徹底改變傳統(tǒng)割接費時費力且風險大的現(xiàn)狀，大幅縮減新業(yè)務上線時間、大幅降低運維成本。

  又如，MEC使網(wǎng)元數(shù)量巨增，建設(shè)和維護工作量大幅增加、多網(wǎng)元部署、對接和運維成本高。所以，運營商需要構(gòu)建極簡運營5G核心網(wǎng)——把運維從以網(wǎng)元為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃W(wǎng)絡為中心實現(xiàn)網(wǎng)絡自治、一站式用戶面大幅降低配套成本，并通過統(tǒng)一運維實現(xiàn)用戶面即插即用、加站不加人。華為5G MEC的一站式轉(zhuǎn)發(fā)面，一站式集成多種網(wǎng)絡應用和業(yè)務應用，基于自動化引擎實現(xiàn)一次進站、即插即用，在站點大量增加的情況下，不增人力、節(jié)省成本。

  未來已來：四全5G核心網(wǎng)綻放5G之花加速5G改變社會

  作為“新基建”之首，5G也已成為其他“新基建”的關(guān)鍵生產(chǎn)力，千行百業(yè)積極主動+5G。我國最先在國際上提出的“5G之花”正含苞待放，未來絢麗綻放、滿園花開的關(guān)鍵就是在當下以終為始地一步到位布局5G核心網(wǎng)架構(gòu)，打造全云化、全融合、全業(yè)務、全自動的5G核心網(wǎng)。