三箭齐发,助推5G网络商用

发布时间:2019-09-17  作者:中兴通讯电信云及核心网产品总工 王卫斌  阅读量:

2019年是公认的5G元年。4月5日,韩国三大运营商SK Telecom、KT和LG U+正式开通了面向一般消费者的5G网络商用服务。紧随其后,美国联邦通信委员会在4月16日宣布了举行第三次毫米波频谱拍卖计划,并承诺投资200多亿美元在农村地区部署5G。6月6日,中国工业和信息化部向4家运营商正式发放了5G商用运营牌照,标志着5G在中国正式进入商用规模部署阶段。5G网络商用浪潮已在全球范围逐步开启,需要从产业技术成熟度、业务发展及商业模式、5G网络高效运维三方面完善5G网络的商用能力,逐步扩展5G网络商用场景与规模,推动5G商用的持续深入。

5G网络产业技术成熟度

2018年6月13日,3GPP全会(TSG#80)批准了5G独立组网(SA)功能冻结,标志着国际5G标准正式发布。不同于4G,5G标准呈现场景多维、组网多样以及核心网架构变革性重构的特点。具体而言,5G标准不仅支持移动宽带(eMBB)应用场景,还支持超高可靠性以及超低时延(URLLC)和海量物联网连接(mMTC)场景。5G标准组网架构也被分为非独立组网(NSA)和独立组网(SA)两大类。5GC引入了虚拟化、服务化架构、无状态设计和HTTP协议,用IT技术重构了5G核心网。截止目前,无论NSA还是SA组网的eMMB场景的5G标准已经冻结,URLLC也将在明年3月冻结,NB-IoT和eMTC被定义为5G特性,mMTC定义将在R17完成。

产业链成熟度方面,NSA智能手机已经商用,NSA/SA双模芯片和智能手机预计最早会在2020年初量产。主流系统设备厂商也早已枕戈待旦,NSA/SA双模基站、NSA/SA融合核心网已经在试点验证中,今年底或明年初将具备规模商用能力。

根据GSMA发布的移动趋势报告,目前韩国、美国已推出5G商用服务,中国、阿联酋也将在2019年推出5G商用服务,2019年中国运营商5G基站规模将达到约10万站,5G服务也会覆盖数十城市。2020年,加拿大、墨西哥、澳大利亚、日本及亚太其他(除中日韩外)超过10个国家和地区、欧洲超过20个国家也将推出5G商用服务,至2025年,全球5G用户数预计将达到13.6亿。

整体而言,5G产业eMBB场景已经做好商用准备,URLLC和mMTC仍待完善和加速。

5G业务发展和商业模式

伴随5G的发展,人工智能、物联网、云计算、大数据和边缘计算等技术也在蓬勃发展中,融合了这些技术的5G网络被整个社会寄予了厚望。5G网络可以提供大带宽、低时延、大连接、高可靠性,这些性能和特性要么十倍或数十倍于4G,要么4G无法提供。5G不仅使现有的4G业务得以升级,提升了个人数字化体验,还将催生新的业务。典型的新业务包括Cloud AR/VR、Cloud Gaming、个人视频直播等沉浸式实时视频业务。这些业务只是5G的第一波应用,是4G MBB到5G eMBB的自然演进,以更低比特成本解决大带宽业务容量需求。随着URLLC、mMTC的引入,5G还将带来万物互联的产业变革,提供基于车联网的自动驾驶、基于无人机和工业机器人的智能制造、基于低时延连接的远程医疗、智慧城市、智慧农业等行业应用。5G业务和商业模式展望如图1所示。


虽然在5G阶段移动宽带每比特成本有所降低,但是竞争和政策也使得流量变现难度加大。垂直行业虽然前景美好、空间巨大,但是目前标准和产业成熟度也相对较低。现有的移动网络商业模式无法支撑5G的可持续发展。是否针对不同场景引入按流量、按速率、按连接数、按时延、按切片、按切片+SaaS计费等多种计费模式,支撑流量变现、速率变现、连接变现、时延变现以及切片资源和服务变现等新的商业模式?这些都需要提前探索和长期培育。

多接入边缘计算(MEC)和网络切片是5G领域炙手可热的话题。5G业务的超低时延、高带宽、高速移动特性催生了业务的本地化。需要在网络边缘实现连接能力和计算能力的有机结合,否则难以满足本地业务的确定时延和连续性以及超高算力需求。值得注意的是,只有有效地利用连接能力,才能让分布在一点或者多点的边缘算力有效协同起来,实现数据和能力共享,以较低的成本提升自动化、智能化效率。相应地,边缘计算的商业模式是单纯连接能力变现,还是计算能力变现,还是连接能力与计算能力的综合业务能力变现?这些也需要进一步探索。

网络切片类似逻辑网络或者虚拟专网,但是由于NFV/SDN技术的引入,网络切片可以在一张物理网络上随时随地按需生成数量几乎不受限的端到端逻辑网络,并且能为同一用户提供多个切片来实现不同资源需求下的多种带宽、时延、连接数和安全隔离服务。虽然虚拟化的4G网络也可以通过DeCore/e-DeCore来实现部分类似功能,但是5G网络的切片是Native和端到端的,从终端到网络,切片能力都更灵活和完备。同样,5G切片的商业模式也是模糊的,如何有效地利用5G切片服务垂直行业?是否可以像阿里巴巴,作为众多商家线上销售的电子商务与结算平台那样,成为众多行/企业用户实现数字化、智能化转型的互联业务平台?

5G不仅仅是管道,更是商业模式的创新、服务方式的变革和垂直业务融合创新。5G网络规模商用,需要提前探索可能的新商业模式,通过“量变+质变”推动5G走上可持续发展的良性轨道。

5G网络高效运维

5G网络的目标是达成业务开通时间分钟级,90%的地区实现数十毫秒内的传送时延,为用户提供可视、可选和自服务的网络体验。5G时代,传统的网络运维方式已经显得力不从心。

首先,由于SDN/NFV技术的引入,网络设备被虚拟化,业务功能与连接可以动态加载和编排,网络将不再是简单的分域,而是横向分域、纵向分层的云网协同。网元和业务的自动部署、测试、升级、监控、优化、跨层跨域故障定位难度将大幅增加。

其次,5G网络是一张控制和转发分离的分布式网络,为了提高资源利用和运维效率以及业务投放的速度,控制面大区集中部署将成为趋势。集中部署和集中运维对现有的组织架构、运维流程和网管业务支撑系统必然带来挑战。

第三,现有网络大概率是一个多厂家的设备环境,如何实现包括接入、传输、核心网在内的多厂家设备统一管理和自动化端到端编排,统一网络能力API以实现网络能力开放和端到端切片运营也是亟需解决的问题。

5G网络必须要引入新的技术,实现自动化和智能化的网络运维。全局透视、自动运维和智能运维是5G网络运维的三大关键能力(见图2)。全局透视能力应包括跨层、跨域全方位数据采集与呈现,实时告警管理,网络拓扑管理,网络性能及故障管理,运维操作状态管理能力;自动运维应包括业务设计自动应用预定义规则、一键自动执行测试、一键自动执行业务部署、自动执行运维保障及优化策略;智能运维应包括海量数据智能分析,实现多源告警关联、机器学习技术助力告警RCA根因分析与故障趋势预测等。


当前,5G网络运维的自动化,仍处于单厂家设备的端到端自动化部署和编排阶段,多厂家端到端自动化还在探索。网络运维的智能化则刚刚起步,距离5G网络实现“Zero Touch”全网闭环智能运维和“随愿”网络依然为时尚远。但是,越是迷茫,就越是要向远处看,就越是能看清洪流中的未来。

互联网诞生于1969年,到今年正好是50周年。50年里,互联网以惊人的速度发展并渗透到人类社会的各行各业。今年还是5G元年,在“互联网50周年”遇到“5G元年”之时,让我们从产业技术、业务和商业模式创新以及网络运维三个方面共同推动5G网络商用进程持续深入,开启一个新纪元!

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