侯自强:5G核心网的演进,与ICN-FI融合是大势所趋

大家好,我今天演讲的主题是5G核心网的演进,刚才介绍的基本上还是按照4G网络框架。因为我们5G承诺的非常多,5G核心网非常复杂,关于5G核心网怎么发展演进,现在也有很多不同的看法,我这里只代表自己的看法。

5G的标准,是在3GPP做,有两部分,一部分是无线电测的,另外一部分是网络做的系统体系架构。在SA-2组做网络架构,基本上现在是在24里面,24还不算,25算5G。从24开始,这是第一阶段,从现在开始到2018年,2017年开始会进入第二阶段。

对于5G来讲,需求是非常复杂的,我下面可以简要讲几点。现在出了一个需求报告,500多页,这个网络搞得非常复杂,要求提很多,我讲的第一条,是你只要支持切片。切片每一片网络怎么切,垂直切还是水平切等等,都有重大的影响,整个在第一阶段不可能都完成,所以有一部分是在第一阶段,有一部分就移到了第二阶段,时间关系,我不详细展开说这个事。

这个是在SA-2,对于SA-2的5G网络架构怎么做,一个是演进的方法,一个是隔离的方法。我比较倾向于别做大手术,但是主流还是想演进。对于这个框架,还是把控制平台和数据平台分开,大的框架达到了一致意见,就是这个图上显示的。

为了说明这个问题的复杂性,给了这么一个图,5G的核心网,无线电有4G网络,有新的5G网络,还有一堆WiFi和固网,他们都要互联,你连我、我连你,还要跟核心网互联。所以,这事就搞得非常复杂,参与的实体太多。

讲一个例子,20几条需求中的一条,要支持介入流量的操纵切换,什么意思?我们今天想,5G有一个承诺,以用户为中心,取消蜂窝,我现在移动层级是用户进入到哪一个蜂窝就切到哪一个蜂窝,在5G时代不了,以用户为中心,周围有几个网我都可以接,可能有移动网,还有电信网,还有WiFi,有宏蜂窝、微蜂窝,这些资源都可以根据我的需要调入。而且我访问互联网,我的流量可以通过任意一个甚至任意几个分流,通过几个路线进入互联网,最后合并起来。这当然很理想,但是要做到这件事,太难了,所以这一条是你要支持多链路技术。这条在第一阶段做不了,移到第二条去了。

我再举一个例子,刚才这位讲CORD的时候,他们的系统说,如果我附近有资源,我就不要通过核心网再接入互联网去取,我就近出来拿就行了。看着很美,但是这件事你不能做,现在的无线标准没有,还没开这个后门,现在的办法,这个图跟那个是一样的,必须要通过蓝线转回来,我直接出来,这个口没开,我就要开这个开,就是所谓有效选择用户平面的路径,这件事说起来很容易,但是今天的移动网,而且最优意思的是移动网的核心网EPC无论是电信还是移动,核心网并不是分布在下面,而是集中在省会的。一个省全部基站是通过一个专用的回传电路,连接到省会的EPC核心电路,所以中间没有门,基站上去就上去了,如果开始在基站旁边,你要跑上去再回来拿。现在想想很荒唐,但事实就是如此,这是目前我们网络配置就是这个状态。

上午讲到了虚拟化,这里固网和移动融合是一个非常重要的内容,今天我们固网和移动网完全是两张网,中国电信有强大的CDN分布到甚至用户小区,但是我的移动网用不上,这就是目前的网络架构。所以,这一条虽然在这一次的核心网要能开门的,但是,这个问题还是存在的。

再说一个例子,我们5G有一个很豪迈的许诺,一毫秒时延,一眨眼都不止一毫秒。怎么办?中国移动前部8月份做了一个实验,通过一个准5G的网络去控制模型,怎么可能一毫秒呢?如果传到省会再回来,那就是几十毫秒了,上百毫秒。所以,为了做这个实验,中国移动把核心网搬到基站旁边去了,不能在省会,即便这样做的结果还是15毫秒。所以,我们会看到,目前的网络架构要满足5G如此苛刻的需求,存在着很大的差异。

当然提了很多方案,刚才讲的500页的事,我现在讲一个Qualcomm提的方案,就开始开后门了,绿的接入网,L-GW网关,我在基站附近,我就要开一个。在接入网中间要搞一个用户移动性管理,如果移动性管理都在核心网里面,这事麻烦了,所以必须前面还得用。

在这时候就需要在控制平面和数据层面把网关分开。结果是什么呢?刚才我讲的,要支持多种无线电接入,以用户为中心,取消蜂窝,而且是不同的技术,LTE 5G的WiFi的高配,要有本地的移动性管理。在这个架构下,我们做切片,比如我们做移动宽带、做物联网、低延时,在这个基础上来做。

这种思想概括起来这么看,我画的这些基站都是通过接受器回传电路到EPC,显然问题比较多,所以我希望开一个后门,本地网关,然后接入一个本地的网络,再接入互联网,就近接入互联网,这样就快多了。刚才讲M-CORD的这位实际上就是讲了这么一个思想。

这里有一篇文章,与其这样,我能不能搞一个新的思想?这是我现在的样子,分层的,我接到运营的核心网,通过核心网接入互联网,能不能上来都接入互联网?有一个运营商的核心网来做配合,就是移动性管理和计费、认证,是在这个核心网里通过路由器上去的,这是一个建议。做这个事也不容易,也很复杂。

所以,我刚才讲了这么多,总结起来费这么大劲,目前的思路做5G的核心网,是不是能够有效的满足5G的需求,代价会不会太大?而且性能是不是足够好?问题在哪?越来越复杂,而且你现在切片,每一个切片将来都是一个垂直的烟筒,我不能把它分解成水平的,这样的话,在接入网和核心网中间的接口现在搞得非常复杂。另外,还有隧道,现在的选路方法是按地址选路,这时候人们就开始想,我能不能革命一下,我不再用IP地址选路,我用名称选路,所以ISN是信息为中心的网络,是靠名称选址。能不能大迈一步,按名称选址,上面的这些困难就迎刃而解,而且在安全问题上带来很大的改进。IP地址靠地址是危险的,前不久美国的不是被人攻破了吗?如果名称选址这个问题就能解决,在互联网多点接入、就近接入是小菜一碟,所以从这么看,人们就开始考虑问题,我不能吊死在一颗树上,我能不能活动活动。现在物联网有八种可选的架构,来回倒,麻烦得不得了。下一代IP核心网还得有,中间是虚拟的EPC,这边还是TCPIP,那边是NGP,就是下一代的协议,他希望这么改来解决,这事刚开始,没几个月,还不知道出什么结果。我觉得与其费这么大劲,还不是革一下命,能不能就不要核心网了,我基站直接接入互联网,迈一大步,这样的话,用ICN来解决这个问题。这件事ITU开始介入,以前在ITU,全部的5G是ITUR来做。无线电方面,一个4G的演进,再加上新的无线电。

去年成立了一个组,这个组分析了目前5G所存在的矛盾,他的建议是什么呢?彻底扁平化网络平台,白盒子、虚拟化、切片、软件化,网络边缘计算再加上ICN。

IMT2020这个组在今年提了一个标准差距分析报告,最后他提出来有没有可能把TCPIP协议用ICN替代,这样彻底解决移动性管理和内容分发的问题。有可能有三种形式,能不能做到?革命的事总是难的,第一个,老方式用CPN,现在已经有了。第二种方式,这件事要赶上5G的节奏比较难。时间关系我就不展开讲了。

这个组有一个项目叫DAN,数据意识网络,实际上就是按名称来选路,它跟ICN基本上一样,在2012年开始正式提出了一个新的标识,不再用地址做标识,而用名称做标识,这样他就开始制定一系列的建议,到今天IMT2020把最后这个东西准备提高到5G来。

ITU-T里面的DNA活动2017开始基本上围绕着满足5G需求所需要的内容,包括七种服务场景,主要是物联网的。DNA和ICN有什么关系呢?实际上是差不多的,所以现在ICN的研究已经全面进入DNA,DNA主要是做应用,标准的建立是IRTF来做。现在通过回传接到核心网,通过网关输出接到互联网,所有移动性管理、用户管理、计费统统都在核心网里完成。

刚才大家讲,在5G时代带来了一堆问题,我们能不能把这些都跳过去直接进来,多点接入,不成问题,问题是今天的互联网要解决移动性管理还有很大的困难。所以,我们今天用IP的互联网,做不到,要用未来网络。我们这个会议把下一代互联网定义为IPv6的互联网,所以,我们这个就叫做未来互联网,未来互联网就不用IP了,什么是标识服务?改成名称,我通过名称的解析来寻址,这时候安全性、移动性都可以解决。扁平化基站直接接进来进入未来互联网,什么是未来互联网ICN。取消EPC核心网,彻底扁平化,移动管理和用户管理计费在ICN上完成。名称和网络地址分离,全局统一名称和GUID和网络地址,混合名称选路,在每一个交换节点同时有存储功能,这样它可以解决内容分发的问题,不再需要今天的以重叠网形式的CDN就不需要了,解决路径的优化问题、掉线、质量不佳等等。

这是美国在做的,这一项现在进入了第二阶段,开始跟移动网络结合,包括全局的解析系统,按照内容的ICN的核心网等等,这个国内是中科院有一个团队在做。要把TCP/IP去掉太难了,我们做了十几年到现在换不动,还是IP,只不过v4变v6,但是5G是一个绝好时机,所以我们现在可以有ICN,逐渐完成过渡。

全局改不了,我可以一项应用的改,刚才讲了,ICN的好处就是名称选后的安全性非常好,我能不能把物联网用这个呢?我做ICN的物联网,通过切片,这是华为现在做的,安全性和内容捆绑,而不是和连接捆绑,你信的是内容而不是连接,所以用内容寻址,可以从根本上解决地址选址的毛病。我能不能有IP做移动性管理,但是内容的分发用ICN行不行?作为过渡阶段。

这是思科现在做的,刚才讲了,回传到省会,损失太大了,我能不能在回传网里做CDN不就解决这个问题呢,值不值还得研究,但是这是思科在做的实验。另外把ICN用在云化的无线接入网里,这是一个SDN的信息为中心的网络。

最后小结一下,5G和未来网络融合是一个双赢的事情,对于5G来讲,多迈一半步,ICN融合,你完成历史性过渡,性能有了大幅度提升,网络能够简化,这个5G是好的。而对于未来网络,互联网要向下一代演进,要把TCPIP去掉,太难了,IPv4、v6就这么费劲,这个事太难了。但是5G体量很大,所以,我觉得我今天听报告有一个感想,很多的报告都把5G当做网络的一个应用,我说眼光得倒过来,5G将来是统领一切的,某种程度上说固网是5G的一部分,这很简单。你看运营商现在靠谁赚钱不就明白了,5G是什么?5G就是互联网+,它绝对不是4G的下一代,它是ICN融合的文艺复兴。

商业化进程,如果我们能够进到25,就2020年商业化,如果能进到26,就是2022年商业化。根据我的估计,25大概是没戏了,如果我们能够把这件事承认我要做,而且把一部分融进26,那么就是一大成功。只要进了,它就长大,长大之后,2025年不行,2030年一定能达到成功。

谢谢大家!


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SDNLAB君 发表于16-12-08
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