带你读《6G重塑世界》第二章5G 加速社会的数字化转型2.2 5G 的全新能力(二)-阿里云开发者社区

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带你读《6G重塑世界》第二章5G 加速社会的数字化转型2.2 5G 的全新能力(二)

简介: 带你读《6G重塑世界》第二章5G 加速社会的数字化转型2.2 5G 的全新能力
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2.2.1         服务化和网络切片[4]

 

传统的 4G网络是一张结构固化的网络,各个功能一应俱全。但是对于差异化的企业级和垂直行业的应用,对网络功能的要求千差万别,采用这种传统的大而全的网络建设方式,必将导致资源的巨大浪费,以及由于固化的网络结构而不能对时延和路由拓扑等进行必要的优化,难以满足个性化的业务拓展需求。


5G的新核心网基于服务化架构(Service-BasedArchitecture,SBA),结合核心网的特点和技术发展趋势,将网络功能划分为可重用的若干个“服务”,“服务”  之间使用轻量化接口通信。服务化架构的目标是实现 5G系统的高效化、软件化、开放化。基于软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)和网络功能虚拟化(NetworkFunctionVirtualization,NFV)的平台,核心网可承载在电信云基础设施上,实现 IT化运维。所以,核心网设备通常分区域地部署在运营商的电信云机房中。


不同于传统 4G网络“一条管道、尽力而为”的工作形式,5G网络切片旨在基于统一的网络基础设施提供不同的、定制化的端到端“逻辑专用网络”,最优适配不同行业用户的不同业务需求。5G天然具备的泛在化、灵活化、经济化接入特征,结合网络切片独有的“同一网络基础设施、多个逻辑专用网络”技术特点、能够很好地匹配行业用户对于通信网络业务可用、安全可靠、可管可控的核心诉求,从而在行业建网成本和业务体验保障上取得有效平衡。“无切片、不2B”,网络切片已经成为5G区别于4G的标志性技术之一。


5G网络通过功能解耦的模块化设计、控制与承载分离、功能间以服务的方式进行调用、底层云化等颠覆性的设计支持端到端切片能力、能力按需位置部署等,实现网络的定制化、开放化、服务化。服务化的架构使得业务和功能的部署非常灵活,基于 SDN/NFV[5-6]平台之上的核心网使得网络功能可以按需灵活部署,容量可以弹性伸缩。


网络切片示意图如图 2-1所示,对于 5G网络来说,可以根据不同场景下的部署需求和业务需求,选择性地部署相关的网络功能,以及灵活地选择网络功能的部署位置,最佳地适应业务和客户的需求,同时做到网络投资的性价比最高。从图 2-1中的不同场景的功能选择可以看出,不同场景所需要部署和配置的功能因需求的不同而不同,在优化性能的同时并不需要对整个网络的功能全集进行部署,从而可以实现差异化的服务保证,也节约了网络投资。同时,在同一个物理区域的多个不同的应用场景重叠的情况下,网络基础设施还可以实现动态共享,通过切片的动态生成和按需编排、部署,满足不同业务的需求,避免硬件资源的浪费。

image.png

 

图 2-1网络切片示意图

 

2.2.2         移动边缘计算

 

移动边缘计算(MobileEdgeComputing,MEC)[7]将计算、存储和路由等能力引入网络的边缘(可以是单独的网元,也可以和无线基站合设),如图 2-2所示,可以为网络带来如下好处。

image.png


图 2-2MEC原理

 

·  将业务和内容部署在尽可能靠近用户的位置,最小化业务访问的时延。

·  将路由功能下放到距离用户尽可能近的位置,实现用户数据的快速路由和本地交换,缩短数据交互时延。

·  将计算能力部署在靠近用户的位置,从而将用户端的计算转移到云端,同时也可以保证数据和处理结果的快速交互,从而简化终端的实现,降低其尺寸、重量、功耗和成本。比如,对于 VR/AR类应用,如果将内容处理和渲染的功能上移到 MEC,则可以大大降低 VR/AR设备开发的门槛,同时也大大降低成本和重量等,使得设备更轻便和易于普及。


·  将核心网的 UPF功能下放到 MEC,支持必要的计费、安全等功能,可以提供用户数据的高度隔离,实现用户数据的隐私性保护。

·  通过标准的 API,可以实现无线网络的能力开放,如位置定位等,将网络能力开放给第三方,进而培育新的业务和新的商业模式。

边缘计算采用分布式计算模型,将计算和存储功能下沉到网络边缘,将应用托管在高度分布的小规模边缘节点,以靠近设备和终端用户,满足高质量服务交付中对低时延、本地处理、海量数据管理的关键要求,也可以作为第三方应用和服务的托管平台。边缘计算网络旨在以高性价比和高效的方式进行实时数据处理和管理、超低时延连接和本地化内容缓存。边缘网络节点或微数据中心自身拥有计算、处理、存储和管理能力,足以为本地的一个或多个应用提供服务。


所以,MEC可以根据实际业务部署的需求而灵活配置,其平台能力和位置都可以灵活地按需选择,以适应差异化的部署和业务需求。边缘计算可结合应用的需求来实现边缘计算功能的下沉,部署位置灵活,如可以部署到园区(甚至基站)、地市和省级机房,形成多级部署。边缘计算设备部署位置越高,覆盖用户面越广,同时单用户成本也会大幅下降。边缘计算设备部署到园区(或基站)可满足园区的生产制造所需的极低时延要求和数据不出园区的安全性要求,提供园区生产制造工业云服务,为柔性生产提供基础条件;边缘计算设备部署到地市可满足 VR/AR业务、园区工业制造生产平台(多厂区互联需求)以及 IoT数据边缘预处理等需求;边缘计算设备部署到省级重要汇聚机房,可满足 CDN、云存储、智慧城市“大脑”等广域应用场景需求。


边缘计算将在 5G应用的落地过程中发挥关键作用,是 5G服务于垂直行业的重要利器之一。边缘计算与 5G碰撞带来商业创新和新的市场机会,企业对企业(B2B)、企业对消费者(B2C)、企业对家庭(B2H)商业模式,都呈现出巨大的潜力,这得益于超低时延连接、数据实时处理和管理以及本地化内容缓存等特性的发展。

 

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