構建新一代“互聯(lián)網(wǎng)基礎設施”

劉晶晶

近日，在京舉行的2015中國信息通信業(yè)發(fā)展高層論壇上，中國電信股份有限公司北京研究院副總工程師楊峰義提出：“未來新一代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施是以光纖光通信為骨干，以IP為連接，以大數(shù)據(jù)、云計算和物計算作為網(wǎng)絡功能并同時支持固定接入和移動接入的互聯(lián)網(wǎng)?！蔽覀兿Ｍヂ?lián)網(wǎng)設施或者網(wǎng)絡更加關注什么？這是行業(yè)內(nèi)外普遍關注的熱點話題。

在融合中改變

楊峰義表示，首先應該極力促成蜂窩與互聯(lián)網(wǎng)的融合。自20世紀70年代貝爾實驗室發(fā)明蜂窩概念以來，蜂窩技術就是移動通信的基礎。蜂窩概念中包括幾個重要的部分值得注意，首先是頻率復用：有限的頻率資源可以在一定的范圍內(nèi)被重復使用，頻率資源得到更好地優(yōu)化配置；其次是小區(qū)分裂：當容量不夠時，選擇減小蜂窩范圍，劃分更多蜂窩，進一步提高頻率的利用效率。當前移動網(wǎng)絡通過網(wǎng)關完成接入，呈現(xiàn)比較封閉的狀態(tài)。未來如果網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡層面融合，移動功能就可以運行在路由器上。無論如今的2G還是3G、4G、5G、乃至WiFi都可以運行在同樣的網(wǎng)絡架構上，這是未來新型的網(wǎng)絡架構表現(xiàn)。與此同時，急需改變的還有協(xié)議。當前的協(xié)議非常復雜，必然需要融合網(wǎng)絡。從互聯(lián)網(wǎng)的角度分析，這種融合絕不是將移動網(wǎng)的數(shù)據(jù)扔到互聯(lián)網(wǎng)這么簡單，這需要滿足無線資源管理、用戶管理等在互聯(lián)網(wǎng)上的構建。

眾所周知，網(wǎng)絡融合體現(xiàn)在三個不同層面：第一在接入層面上，通過統(tǒng)一的無線資源管理可能會實現(xiàn)移動網(wǎng)的融合；第二個層面是控制器，控制單元類似于SDN，實際比SDN的功能更多，移動網(wǎng)絡控制功能經(jīng)過重構后，就包括各個不同域的控制器。第三個層面是轉發(fā)層面，將固定的和移動的路由器整合在一起很容易，但這個層面面臨的問題卻是最多的，主要是移動和固定在轉發(fā)層面的需求是完全不同的。

網(wǎng)絡與業(yè)務的解耦

未來網(wǎng)絡的需求多種多樣，不但包括了工作、學習、娛樂各個方面，甚至將第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)全部囊括其中。具體操作中，很多需求之間是彼此發(fā)散的，同時許多企業(yè)需求又是沖突的，這就決定未來網(wǎng)絡到底應該怎么設計，十分重要。

如今，單一網(wǎng)絡很難滿足多種業(yè)務場景的需要。現(xiàn)在涉及更多的是功能模塊化、接口軟件化、控制集中化，主要表現(xiàn)在未來網(wǎng)絡設計與過去傳統(tǒng)網(wǎng)絡的關注點不同。楊峰義表示，過去聚焦網(wǎng)絡功能和結點，中間會通過非常標準的接口把網(wǎng)絡實體互聯(lián)互通；以后在云計算的情況下，對網(wǎng)絡接入關注更多的是功能，需要把過去在網(wǎng)絡中重復分布在每個地方的多種物質實體結點的功能重構起來，軟件化實現(xiàn)，才是最核心的。

實現(xiàn)與業(yè)務的解耦，網(wǎng)絡本身就要適應不同的業(yè)務場景，在不同的場景下分成不同的切片去滿足不同的業(yè)務需要。未來網(wǎng)絡對不同的需求有不同的網(wǎng)絡切片，特定場景下通信需要專用網(wǎng)絡的能力，這些切片可能包括一組或者多組網(wǎng)絡功能的組件，必要時這些網(wǎng)絡切片可以滿足各種終端。楊峰義說：“未來網(wǎng)絡能夠迎合多種業(yè)務和服務，不同的業(yè)務和服務對應不同的角度，這樣就能夠實現(xiàn)我們預期的網(wǎng)絡適配業(yè)務場景以及網(wǎng)絡的可編程。”

在實現(xiàn)網(wǎng)絡與業(yè)務的解耦過程中，多連接支持就顯得必不可少。多連接是未來網(wǎng)絡的基本屬性，多連接終端可以利用兩個或者多個通用接口來完善，例如可以通過不同的接口發(fā)送，也可以同時在所有的接口上一致發(fā)送，從無線網(wǎng)絡層面出發(fā)，另外一種方式就是接入側融合。多連接方式存在的盲點是宏蜂窩，但不可避免的是，未來各種用戶數(shù)據(jù)將通過小蜂窩來提供多連接的能力，蜂窩可以相同也可以不同，可能是4G、5G，也可能是WiFi。

計算、終端與深度開發(fā)

從計算角度考量，我們知道通信網(wǎng)相對分層級，從C5、C4、C3再到C2、C1?，F(xiàn)在隨著業(yè)務的分散，網(wǎng)絡很多層面根據(jù)業(yè)務，還會呈現(xiàn)本地化的趨勢，尤其是面對很多特殊的業(yè)務需求，往往不可能提升到局域中心來處理。如果通過把這些業(yè)務集中在一起，憑借遠距離的處理方法造成毫秒級的延遲就沒有意義。有效改善這種情況的就是邊緣計算，這是網(wǎng)絡非常重要的形態(tài)之一。

邊緣計算在未來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+應用中是非常重要的場景，尤其是在工業(yè)控制方面。例如在廠房外和廠房內(nèi)兩種場景中，廠房內(nèi)的通信過程不能實時計算，就需要通過這樣特殊的控制手段，通過延遲來實現(xiàn)。另外就是MVC實現(xiàn)接入網(wǎng)側的智能化。楊峰義強調(diào)：“目前，我們的網(wǎng)絡不是智能的，尤其是基站接入側基本上會導致很多東西無法完成，其中有很多信息并不能為網(wǎng)絡所用，必須進入核心網(wǎng)側才能獲得有效的數(shù)據(jù)源，進程復雜到如此就已經(jīng)失去了很多區(qū)域的特點、特性。為了5G應用的上線，能夠很好地將基站基礎設施的服務、無線網(wǎng)絡的信息以及流量等功能有效地納入本地智能功能的提供范疇，為本地業(yè)務和用戶提供服務，才是最可行的提升手段?！?/p>

終端作為網(wǎng)絡重要的延伸，或者作為網(wǎng)絡的一部分也至關重要。未來在物聯(lián)網(wǎng)時代，所有傳感器都需要接入。這種情況下，這些終端不可能每個都接入5G，我們需要有特殊終端來做聚合，然后再通過網(wǎng)絡提供服務，這樣大大降低了實際的連接數(shù)。終端本身有一個網(wǎng)絡，終端層面可以形成一種對等的連接；同時無線終端可以組成專用網(wǎng)絡，在核心的網(wǎng)絡上可以表現(xiàn)為移動網(wǎng)，也可以邊緣對等連接。

過去，很多情況講能力開放。能力開放更多的是增值業(yè)務的開放或者部分管道能力的開放，但多表現(xiàn)能力不足。未來，尤其是當我們的網(wǎng)絡適應不同的業(yè)務需求，不同的業(yè)務需求可能形成差異情況時，基礎性的網(wǎng)絡就需要更多的開放。首先就是基礎設施要開放，其次是切片中的管道能力開放，再深入就是數(shù)據(jù)的開放?！拔覀兿Ｍ磥頂?shù)字信息的開放作為更加有吸引力或者充滿價值的點，這就是未來的網(wǎng)絡深度開放和今天網(wǎng)絡的差異之處，要實現(xiàn)這些網(wǎng)絡的深度開放，必然會依賴SDN、NFV等關鍵技術?！睏罘辶x說。

總體而言，新一代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施能夠更好地支持物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務等，但如此繁瑣與復雜的環(huán)節(jié)并不是朝夕就可以達成，還需要在變革中不斷探索。

相關鏈接

蜂窩網(wǎng)絡或移動網(wǎng)絡（英語：Cellular network）是一種移動通信硬件架構，分為模擬蜂窩網(wǎng)絡和數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡。由于構成網(wǎng)絡覆蓋的各通信基地臺信號呈六邊形，酷似蜂窩而得名。

常見的蜂窩網(wǎng)絡類型有：GSM網(wǎng)絡（有些國家叫pcs-1900）、CDMA網(wǎng)絡、3G網(wǎng)絡、FDMA、TACS等。蜂窩網(wǎng)絡主要分為移動站，基站子系統(tǒng)，網(wǎng)絡子系統(tǒng)。移動站即網(wǎng)絡終端設備，基站子系統(tǒng)包括日常所見的移動基站（大鐵塔）、無線收發(fā)設備、專用網(wǎng)絡（一般是光纖）、無線的數(shù)字設備等。我們通常把基站子系統(tǒng)看作是無線網(wǎng)絡與有線網(wǎng)絡之間的轉換器。