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

　　從2G到3G/4G時代，移動網(wǎng)絡(luò)速度的“質(zhì)變”全面改變了我們的工作和生活，也讓我們對于5G時代有了更多的憧憬。特別是進入2016年后，從標準組織，到設(shè)備提供商，再到運營商，都在積極擁抱5G，可以說5G的熱潮已經(jīng)形成。然而必須要強調(diào)的是，5G帶來的將不僅是更快的移動網(wǎng)絡(luò)速度，更是一個覆蓋更廣泛聯(lián)接的、端到端的下一代移動通信系統(tǒng)!

　　該系統(tǒng)至少在以下三個方面改變我們的移動接入體驗：

　　高容量，無論是在室內(nèi)還是室外，移動網(wǎng)絡(luò)無處不在，同時可以滿足高密度應(yīng)用場景下的高帶寬(高性能)接入;

　　超可靠，通信的穩(wěn)定性相比3G/4G時代顯著提升;

　　低延遲，可更好地滿足當前及未來各種應(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。當然，還包括當前炙手可熱的AR和VR。

　　除了體驗方面的改變外，5G時代還將改變整個產(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)機會。正如高速互聯(lián)網(wǎng)和智能手機帶來的變革一樣，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)，首先改變的就是運營商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，而這背后則離不開虛擬化計算、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”甚至難以實現(xiàn)。

　　5G“承諾”的目標

　　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、可擴展性、電源效率等方面實現(xiàn)突破。

　　雖然5G標準尚未確定，但關(guān)于5G的一些“硬需求”已經(jīng)提前得到了業(yè)界的廣泛認可。其中在容量方面，5G相比4G將實現(xiàn)單位面積移動數(shù)據(jù)流量增長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10Gbps;在延遲方面，端到端時延將比4G縮短5倍，目標低至10ms，甚至在部分特殊應(yīng)用場景要低至1ms;而在可擴展性方面，可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將比4G時代增加10到100倍;此外，低功率MMC(機器型設(shè)備)的電池續(xù)航時間也要增加10倍?！?

　　5G不只速度快

　　想要實現(xiàn)上述目標，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，擴展頻譜，并升級基站(實現(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。屆時，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，還將為運營商打造更多創(chuàng)新服務(wù)，以更好地應(yīng)對OTT的沖擊。而SDN將是實現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)，其同時改變了傳統(tǒng)的一個應(yīng)用一個硬件的“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。對運營商而言，SDN實現(xiàn)了動態(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、在線計費、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的各個方面，包括設(shè)備、移動/固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)功能等，從而實現(xiàn)5G系統(tǒng)的自動化編排。

　　SDN帶來的敏捷特性，可以更好地滿足5G時代不同應(yīng)用的不同需求，讓每一個應(yīng)用都有特定的帶寬、延遲等。同時IT人員還能借助SDN的可編程性，將網(wǎng)絡(luò)資源變成獨立的、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，運營商真正實現(xiàn)了將網(wǎng)絡(luò)作為一種服務(wù)，并在連續(xù)提供服務(wù)的同時有效地管理網(wǎng)絡(luò)資源。SDN還將為運營商提供最佳數(shù)據(jù)傳輸路徑，進一步優(yōu)化運營商的網(wǎng)絡(luò)。綜合來看，基于SDN構(gòu)建的5G架構(gòu)，將會進一步降低運營商的capex和opex，讓運營商有更多的資金去實現(xiàn)服務(wù)的創(chuàng)新，將網(wǎng)絡(luò)真正轉(zhuǎn)化為價值收益。

　　不一樣的5G生態(tài)圈 開源助創(chuàng)新

　　5G將會對現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生巨大的影響，為眾多的電信運營商和各行業(yè)的云服務(wù)提供商帶來機會。與此同時，5G的生態(tài)圈也將分為多個層次，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)的標準組織定義，但基于5G的增值服務(wù)將基于運營商的軟件能力打造，而借助開源社區(qū)的力量，無疑將加速運營商的軟件創(chuàng)新能力。也就是說，運營商想要在未來的激烈競爭中脫穎而出，擁抱開源或?qū)⑹且粭l捷徑。

　　5G標準或?qū)⒌鹊?020年

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

　　此外，3GPP作為國際移動通信行業(yè)的主要標準組織，將承擔5G國際標準技術(shù)內(nèi)容的制定工作。3GPP R14階段被認為是啟動5G標準研究的最佳時機，R15階段可啟動5G標準工作項目，R16及以后將對5G標準進行完善增強。

　　5G帶來的創(chuàng)新應(yīng)用體驗

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

　　受到“身臨其境”的體驗

　　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會賽場，5G不僅可為賽場內(nèi)的觀眾提供Gbps級體驗速率、數(shù)十Gbps峰值速率，還可實時回看賽場中的精彩瞬間(超高清)。而對于未能親臨現(xiàn)場的觀眾來說，借助賽場中眾多攝像機(各個角度)和虛擬成像技術(shù)的幫助，將讓你不到現(xiàn)場，也能享受到“身臨其境”的體驗。

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

　　5G與物聯(lián)網(wǎng)

　　當然，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、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的應(yīng)用場景，具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點，而5G低功耗、多連接等特性正好可以滿足這些應(yīng)用場景的需求。

　　5G的關(guān)鍵技術(shù)：不止SDN

　　未來的5G網(wǎng)絡(luò)，除了SDN，其實還需要網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV和云計算技術(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則可進一步降低運營商的投入成本(通過標準硬件)，并實現(xiàn)更多功能。相比之下，SDN提供的是更底層的支撐，但絕對關(guān)鍵!