十大趨勢塑造下一代網絡

  ICC訊 五年前，運營商紛紛開啟“網絡2020” 下一代網絡轉型規劃，以云為中心，網絡云化成為這一次轉型的核心。五年后，2020年運營商的移動接入從4G到 5G，固定接入從GPON到F5G，逐步構建了面向個人、家庭和企業的泛在千兆接入網。中國三大運營商和海外主流IXP已經構建起了超寬的云互聯(DCI)骨干網。得益于“網絡2020”的架構轉型，在新冠肺炎疫情期間，網絡成功支撐了數億用戶宅家的生活和辦公需求，實現了互聯網從消費視頻娛樂到居家視頻辦公能力的顯著提升。面向下一個五年，聯接產業還將迎來十個新的發展趨勢。(圖1)

圖1 十大技術趨勢對下一代網絡將產生影響

  趨勢一：從云網協同到算網一體，網絡變身價值中心

  過去五年，云網協同主要體現在網絡的云與端之間，解決了云與端的連通性，云上豐富的內容可以自上而下，順暢地呈現在各種智能終端上，即網絡通過支持下行流量為主的云端互聯，為終端提供內容服務。

  而在未來，隨著Cloud VR、機器視覺、自動駕駛等大量實時性業務的出現，終端將產生大量數據需要上傳到邊、云的計算節點進行處理，并將結果實時回傳至終端，因此，需要網絡支持上行流量為主的端、邊、云互聯，為終端提供智能服務。

  邊緣計算的出現改變了傳統云、網相互的獨立性，隨著計算進入到了網絡內部，使得邊緣計算的效率、可信度與網絡的帶寬、時延、安全性、隔離度等都將發生深度耦合，只有實現算網一體才能提供高效服務。

  綜上所述，在云網協同時代，網絡是以云為中心，從云的視角看“一云多網”，對網絡的主要需求為連通性及開放性，對服務質量的要求是盡力而為，網絡是成本中心。

  而在算網一體時代，網絡則是以用戶為中心，從用戶的視角看“一網多云”，網絡需要支持低時延及安全可信，對服務質量的要求是確定性，同時，網絡轉變為價值中心。

  趨勢二：DOICT技術走向融合，構建起新通信能力

  回溯過去的十年，聯接歷經I P化、兩次云化、IT與CT技術融合，創造出了IP基站、 IPDSLAM、IP微波、IPRAN/SPN及Cloud EPC、 Cloud IMS、Cloud BRAS等融合產品形態，提升了網絡的彈性、敏捷性和開放程度。

  未來五年，各類技術的融合仍將持續發展。其中，以AI為代表的DT與CT技術的融合，將推動自動駕駛網絡、智能聯接、認知無線、認知光系統等創新產品和解決方案的出現，不斷提升網絡的智能化水平。同時，隨著行業數字化轉型的持續深入，以實時性、高可靠為代表的OT技術也將與CT技術融合，在推動TSN、5G URLLC等融合解決方案逐步成熟的同時，提升網絡的確定性。

  可以說，一個融合了DT、OT和IT技術，具備彈性、敏捷、智能、實時和開放的全新通信網絡才能承擔起“承載智能社會發展新一代基礎設施”的職責。

  趨勢三：后經典架構的出現，支撐網絡的可持續發展

  七十年來，摩爾定律和香農定律一直被奉為聯接產業的經典理論，但如今二者已無法適應新網絡時代的發展。

  在半導體制造進入7nm時代之后，通信網絡芯片已無法同時滿足降低功耗和提升容量的要求，為此，網絡節點需從集中式向分布式演進，通過架構創新以解決網絡流量增長的挑戰，數據通信網絡將開啟后摩爾架構時代。

  另一方面，無線及光系統編碼效率的可提升空間也已接近極限，通信設備在通過增加新頻譜提升容量的同時，開始探索借由語義通信、知識輔助的信號處理等方式來提升系統的傳輸效率，無線和光網絡即將開啟后香農架構時代。

  綜上所述，通過后摩爾及后香農架構的創新，可實現網絡容量的持續增長，以滿足智能社會對海量數據傳輸的需求。

  趨勢四：光電技術融合，賦能千行百業

  在聯接產業中，無線、光、數通等各專業技術相對獨立，但隨著網絡向高速、高頻、高性價比方向的發展，傳統電子技術即將遇到距離、功耗等可持續發展的瓶頸。

  在接下來的五年，我們可以看到，為提升電子器件的高速處理能力并降低功耗，光電技術將從各自獨立走向光電一體，帶來芯片出光、光電合封等新產品形態;為了提升數通設備高速端口的傳輸距離，將引入光的相干技術;為降低基站的重量和功耗，將出現直接出光纖的新型天線;為實現低軌衛星之間的100Gbps高速數據傳輸，將采用激光替代微波;為滿足水下移動設備的通信需求，將采用穿透力更高的可見光替代無線覆蓋;為實現腦電波的準確探測，將采用透過率更高的遠紅外光技術。

  可以預測，光將作為通信產業的根技術，賦能千行百業的聯接需求。

  趨勢五：IP增強感知力，實現一網多平面的統一承載

  從IPV4到IPV6，除了地址空間增大之外，還增加了Locator與ID分離的業務靈活定義能力，通過定義不同的ID屬性，可以實現對業務的感知，通過理解業務需求，為業務提供更好的服務。

  如果想降低云網協同的復雜度，通過定義 SRV6，就可以同時支持MPLS廣域專線和VxLAN云專線的業務需求;要提升網絡計算的效率，則可通過定義SFN(計算優先網絡)，同時感知業務對計算及聯接資源的需求，并將數據流量調度到最適合的算力資源進行處理;未來還可以根據不同行業的需求，定義新的ID屬性，不斷擴展IP網絡對業務的感知能力，并支持任意業務之間的互聯。

  基于IPV6的靈活地址，可以在一個體系下構建起具備端口級、租戶級和業務級三層平面的新型IP網絡，既兼容傳統網絡，還可向上感知多種業務需求，向下協同光、無線多種網絡資源，實現一網多平面的統一承載。

  趨勢六：無線網絡邁向全連接、全覆蓋、全頻譜

  覆蓋未覆蓋，連接未連接是貫穿無線網絡始終的發展方向。

  從連接消費者，到連接千行百業，未來五年無線將從支持大帶寬、多連接和超可靠的5G網絡向兼具實時性、超上行和融合感知的5.5G網絡持續演進。

  從覆蓋城市、鄉村到覆蓋礦山、海洋、飛行器，未來十年，無線將構建起空、天、地一體的全覆蓋網絡體系。

  從Sub-6GHz到毫米波、太赫茲、可見光，未來無線將充分利用全頻譜資源，為用戶提供百倍的網絡容量，滿足智能社會的長期發展需求。

  趨勢七：安全走向云網芯一體化新架構

  隨著云化、移動化，以及2B與2C融合的趨勢，傳統的安全“邊界”正在被顛覆，未來企業無法再通過在核心“禁入禁出”的防御模式來確保安全，網絡安全的防御要向邊緣、向終端、向芯片延伸。同時，由于攻擊者開始大量使用AI技術來提高其攻擊效率，因此，防御體系也需要具備更高的智能，通過動態分析其行為來做出更準確的判斷。

  面對沒有邊界，智能化的攻擊，需要將云的計算能力和靈活屬性，芯片的物理安全屬性，網絡的隔離度和實時協同屬性相結合，構建起零信任、云網芯一體化的新安全架構，以避免出現網絡的安全短板。

  趨勢八：網絡管理將從軟件定義走向數字孿生

  近年來，隨著SDN及遙測技術的持續發展，軟件對物理設備的抽象能力逐步增強。

  未來五年，除了在現有云化網絡管理平臺引入AI技術，對訓練數據進行學習之外，還可以對準備實施的動作進行閉環模擬。在通過對實時指令和操作進行模擬執行后，再反饋給SDN控制器下發網絡執行，從而增強系統的健壯性和可預測能力。

  未來十年，隨著亞秒/毫秒級強實時網絡數據采集、建模、仿真、預測和控制能力的逐步成熟，再結合算網一體的新架構，將可為物理網絡構建起一個實時在線的數字孿生網絡系統，從而加速網絡軟件功能的創新。

  趨勢九：運營商下一代網絡轉型蓄勢待發

  近年來，隨著通信產業對算力網絡、智能聯接、5.5G/6G、F5G、IPV6+等新聯接技術關注度的持續升溫，主流運營商已開始展望和規劃面向未來五至十年的下一代網絡。

  隨著5G的快速部署，未來無線寬帶的流量將與固定寬帶的流量接近，成為同等規模的光纖(FAN)和無線(RAN)兩張寬帶接入網絡。

  而隨著行業數字化轉型的深化，現在的數據中心互聯網(DCI)網絡也將向城域、邊緣延伸，構建起與面向消費者的骨干網(CBN)同等重要的面向產業的骨干網(IBN)。

  網絡邊緣將基于算網一體架構，構建起網絡智能(ADN)和邊緣計算(MEC)新能力，從流量的管道化透傳，向具備融合感知的智能邊緣演進。

  運營商面向均衡發展、智慧極簡的下一代網絡轉型可謂蓄勢待發。

  趨勢十：企業寬帶網絡從辦公延伸到生產

  隨著行業數字化從IT到OT的轉型進入深水區，遠程控制、機器視覺、人機協同、邊緣計算等新應用需要一個既能支持大帶寬，又可以滿足實時性要求的新型企業寬帶網絡來承載。

  下一代企業網絡將打破傳統IT和OT網絡邊界，通過5G、TSN等確定性寬帶網絡和切片技術，實現IT與OT的融合承載，支持企業從傳統的以人為中心、金字塔型操作控制架構，向以智能為中心、扁平化操作控制的架構升級，以滿足任意人/物(Any-Workforce)之間的聯接需求。

  下一代企業網絡還將實現數據與傳輸層的解耦，即基于通用的傳輸層，可實現不同廠家設備之間數據的靈活分享及工作的無縫協同，以滿足任意業務(Any-Workload)之間的聯接需求。

  下一代企業網絡將更加智能，不僅可滿足無邊界、移動辦公的需求，還可支持基于意圖驅動的網絡自動化管理和基于AI的主動式安全，滿足任意地點(Any-Workplace)之間的聯接需求。

  可以預見，在10個技術趨勢的共同作用下，未來網絡將具4個顯著特征，首先是聯接(Connection)能力增強，第二個是增加了網絡的認知(Cognitive)能力，第三個是增加了網絡的計算(Computing)能力，最后是通過架構和光電技術創新具備綠色(Green)高能效特征。

  一個綠色，具備認知和計算能力的網絡(GCN)是未來的發展方向!

  (文中作者主要觀點已得到產業共識，并被聯通CUBE-Net3.0引用和發布)

  文章來源于《華為技術》第88期 作者：杜偉 華為聯接與網絡首席戰略規劃專家