邬贺铨：5G的两大关键技术是网络重构和云化

　　在5G网络中，我们会面临不同的业务需求，而传统的物理设备我们网络物理设施是无法根据这些业务来配置的，网络切片则是关键技术。

　　中国工程院院士：邬贺铨

　　4月17日，在2017全球未来网络发展峰会上，中国工程院院士邬贺铨现场发表了演讲，并讲述了未来网络的展望和5G商用面临的一些问题。

　　邬贺铨强调，从长远来看，5G的网速要达到100M，蜂值速率要到100G，流量密度要提高100倍。而要实现这一目标，需要满足两个条件：

　　一、网络重构，运营商则需要考虑空口和网络的适配，要提供差异性的服务，进一步开放网络能力。

　　二、云化，应根据不同的业务实行因地制宜，需要采用云集中处理，雾计算、霾计算分级处理的方式。

　　他认为，未来网络有超高移动性的业务、超宽带业务、大规模的物联网业务，而这些对带宽、对实验、对资源的需求都是不同的，传统的物理设备我们网络物理设施是无法根据这些业务来配置的，而网络切片就是关键技术。

　　对于未来，邬贺铨还指出到2020年，业界可以争取实现80%的功能软件化，利用云和虚拟化、软件化、切片化来实现整个网络智能化的重构。

　　以下是邬贺铨院士的演讲实录，笔者做了不改变原意的编辑：

　　尊敬的各位领导、各位专家、各位来宾、大家早上好。刚刚休息的时候有记者问我，5G跟未来网络什么关系?我说5G不是未来网络，但是跟未来网络有关。未来网络它的覆盖范围不仅有无线还有有线，未来网络希望更大，应用范围更广。5G在2020年商用，未来网络可能比这个时间还要晚。

　　这是5G的标准化时间表，商用时间应该是2020年。今年12月份3GPP完成非独立标准5G空口化，而且要完成5G网络架构化。对美国、日本、韩国来讲，他们希望把5G用在宽带有线接入上。到明年8月份会有新的标准化，还有正常移动宽带等场景，到2019年9月份全部适应5G要求。这是讲标准化过程，标准化过程是瞄准5G商用时间表。

　　众所周知，我们经历第一代移动通信(1G)，以蜂窝小区，GSM，根据时间不同以区分。目前，中国移动通信占了中国4G市场的60%，而现在5G都开始了。那么，如果说1G面向个人通信，5G则面向产业和社会的管理应用，比如说三维电视、可穿戴设备、产业互联网、机器人、智慧城市等。

　　据国际电信联盟观点，5G业务分别是50M和100M，5G比4G的网速提升了10倍，无线接口从10秒提升到1毫秒，连接密度提高到10倍，能效提高100倍，可以做到20个G。怎么提高移动性能?网络流量有几个因素构成，如增加天线数等等，所以可以看到大规模天线，超密集主网对应上面的网络容量公式，除此之外还有各种各样的无线技术需要支持。

　　我们今天的主题是未来网络的峰会，更多的是关注网络技术。所以我们来看网络技术的5G业务跟现有的固网业务有什么差异?多带宽，连接更复杂，连接大规模物联网，这里需要有足够的复杂性，正常服务的可信性，减少端到端的复杂性。此外，对移动网络需要优化，数据可编程，另外还有保证能效，实现绿色化，增加身份管理，还有多数据接入，扁平化和运行维护。所以目前固网的很多业务需求，还不能满足5G业务的一些需要。

　　5G有两大需求：网络重构、云化

　　5G有两大方面的需求。

　　1、网络重构

　　一方面是支撑指标，要实现网速100M，蜂值100G，流量密度提高100倍。在这样的要求下面，对5G接入网和核心网都需要改造，要有更灵活的网络架构，要实现无线资源优化，另外除了云计算以外，还要有移动边缘计算，控制用户面和控制面分离，要牺牲移动管理。从运营商来看，也有很多需求。一个空口跟网络要结合，就要独立发展，要提供差异化的服务，网络能力要开放，所以归结为要牺牲网络切片和能力开放，当然基础设施会用到SDN(软件定义网络)和大数据。

　　5G网络架构可以分两大方向，首先要模块化功能视图，从两方面来规范。另外主网设计是平台性的，基于NFV和SDN的，实际上网络技术要多种多样，包括网络切片、移动边缘计算、网络功能重构、控制承载分离、新型移动性管理、多梳理接入以及网络能力开放。

　　拿扁平化举例。这里2G、3G左边有一个基站，无线网络控制器，SDN/NFV，另外还有一个分组网关功能，到4G我们已经做了一些减化，再上去是SG，S到SSG，然后到4G在5G再减化，直接到EPC，ECP是增强的核心网，可以看到网络进一步扁平化。现在移动网也想IP化，实际上移动网是独立的，通过隧道，通过网关才能连到互联网，未来网络扁平化直接上到互联网，使网络进一步实现扁平化。扁平化目的是为了减少实验，适应宽大流量。另外传统的移动网络基站控制器，还有MMSC，SNGSN。传统的移动互联网从2G到3G，走的是电路交换，到PSPN，数据走的分组召唤，通过分组网络上到互联网，也就是说不是纯IP。现在到4G发展到EPC(就是说这个没有走电路召唤)，未来5G纯IP化更确定。现在EPC实际上仍然是按设备中上分类，SGW是网关，然后有任务服务器，还有一些跟用户属性、计费有关的单元。在每个垂直里头有用户面和垂直面没有分开，未来5G很可能走到NGC，下一代的核心网是分层。可以看到右图是水平分开，用户面和控制面分开，上面还有应用管理和一些业务管理，未来核心网不但纯IP网络，还要做到控制面和用户面的分离。

　　2、需要云化

　　另一方面，5G网络要云化。过去，云化就是把基站能力做的很强。现在有些能力上到云端去，通过云端来集中处理。5G云化需要有接入的云还有控制的云，从而实现网络资源的集约化管理，能够更好调动网络资源。这里包括将来支持SDN和NFV。5G出来不等于现有的移动网络淘汰。如何实现多个移动网络协同，也需要利用云的能力来处理。

　　除了云化以外，我们刚才说很多东西要集中到云。在移动通讯上，我们发现有些时候不能把所有东西都集中到云。如果所有处理都上到云端，路程比较长，对于工业物联网和车联网，我们希望是一个低毫秒的过程。什么东西都放到云端再处理再回来，这个时间很长。如虚拟现实、增强现实，往往需要20G的带宽才能够有好的体验，而且反应要比较快，如果把VR、AR处理都放到云端，这样处理起来就会占用了核心网络带宽。此外，视频业务要求我们希望节约核心网络的带宽，并做到就近处理。现在IBM提出在云计算上面还有雾计算，也就是说雾比云更靠近地面，更可以靠近处理。但是，按我的想法这还不够，应该要在基站上，到交换网中间处理，目前在其底下处理还没有人起名字，我称它为“霾计算”。

　　所以未来的网络需要云集中处理，同时也需要雾计算、霾计算分级处理，根据业务不同因地制宜。