IEEE最新白皮書《軟件定義的5G生態(tài)系統(tǒng)》綜述

IEEE的SDN研究組（IEEE SDN Initiative）于2016年7月15日發(fā)布了其第二份白皮書“Towards 5G Software-Defined Ecosystems：Technical Challenges, Business Sustainability and Policy Issues（《軟件定義的5G生態(tài)系統(tǒng)：技術(shù)挑戰(zhàn)、商業(yè)模式可持續(xù)性、通信政策問題》）”，系統(tǒng)地闡述了其對(duì)于“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”這種電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)變革的研究成果，具有很大參考價(jià)值。下文簡(jiǎn)要介紹該白皮書的內(nèi)容。

目前，多個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力（techno-economic drivers）正在為將來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的范式變革創(chuàng)造條件、奠定基礎(chǔ)。這些驅(qū)動(dòng)力包括：信息技術(shù)（IT）的進(jìn)步、超寬帶（固定及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）接入的“泛在”化、硬件設(shè)備價(jià)格的降低、虛擬化技術(shù)的成熟、開源軟件得到了越來(lái)越廣泛的實(shí)際應(yīng)用、用戶終端的能力越來(lái)越強(qiáng)大等。

為此，IEEE SDN Initiative提出了“電信網(wǎng)絡(luò)的Softwarization（軟件化）”，而且如圖1所示，實(shí)現(xiàn)“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”的四大關(guān)鍵技術(shù)是：SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）、Cloud（云）以及Edge-Fog computing（邊緣霧計(jì)算）。IEEE SDN Initiative還認(rèn)為，“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”將在將來(lái)的5G（第五代移動(dòng)通信）系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

圖1 由IEEE SDN Initiative提出的“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”架構(gòu)

“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與IT系統(tǒng)進(jìn)行深度集成/整合，充分利用軟件（網(wǎng)絡(luò)功能及業(yè)務(wù)的虛擬化）在靈活性、響應(yīng)快速性等方面的“天然”優(yōu)勢(shì)，將從整體上帶來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)變革，將給電信基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)、實(shí)施、部署及運(yùn)營(yíng)帶來(lái)深刻影響。因此，“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”將催生各種新興的電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，使其具備自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)流程（如：自管理），打造開放式、創(chuàng)新型的ICT業(yè)務(wù)范式。

IEEE SDN Initiative認(rèn)為，“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”將首先被應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，這樣一來(lái)，5G就將不僅僅是現(xiàn)有4G LTE網(wǎng)絡(luò)的直接演進(jìn)（即只是提高無(wú)線帶寬、降低延遲/時(shí)延）。IEEE對(duì)5G的發(fā)展目標(biāo)是：5G將是將來(lái)數(shù)字社會(huì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“神經(jīng)系統(tǒng)”、無(wú)線區(qū)域容量是現(xiàn)有4G的1000倍、極大程度減小業(yè)務(wù)配置所花的平均時(shí)間、滿足部分業(yè)務(wù)對(duì)于可靠性（數(shù)據(jù)包出錯(cuò)的可能性）及延遲的超高需求。

此外，5G網(wǎng)絡(luò)也將提供非常廣范圍的新興應(yīng)用及ICT業(yè)務(wù)。可預(yù)見的是，內(nèi)嵌入各類終端、機(jī)器與物體里的傳感器將由低延遲/時(shí)延的固定-無(wú)線連接組成相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，通過云、邊緣霧計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的處理，最終轉(zhuǎn)化為各種ICT服務(wù)。由這些傳感器所收集的“?！绷繑?shù)據(jù)將會(huì)使得5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)建出各種新興的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，諸如：IoT（物聯(lián)網(wǎng)）、觸覺互聯(lián)網(wǎng)（Tactile Internet）、沉浸式通信（Immersive Communications）、X即服務(wù)（X-as-a-Service）——例如，通過將來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)高級(jí)/先進(jìn)的機(jī)器人系統(tǒng)執(zhí)行遠(yuǎn)程控制與編程（通過應(yīng)用編程接口API），這在現(xiàn)代工業(yè)與農(nóng)業(yè)中有著非常好的應(yīng)用前景——如工業(yè)4.0（Industry 4.0）、精細(xì)農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture）。

因此，IEEE SDN Initiative認(rèn)為，5G系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)具有這樣的特性：網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)的“無(wú)縫融合”；5G的部分功能以分布式部署，另一部分功能則集中部署；可支撐泛在的網(wǎng)絡(luò)連接（包括有線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）；具備兩大特性：高容量、極低延遲/時(shí)延（數(shù)毫秒級(jí)別的水平）。

電信網(wǎng)絡(luò)的這種技術(shù)經(jīng)濟(jì)變革，已經(jīng)受到了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的高度關(guān)注。由此，ONF（開放網(wǎng)絡(luò)基金）、IETF（Internet工程任務(wù)組）、ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)局）、ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）等國(guó)際論壇與組織都正在大力研發(fā)SDN、NFV、云、邊緣霧計(jì)算的參考架構(gòu)。

但是，上述的研發(fā)在目前所存在的比較大的問題是：相關(guān)新興技術(shù)的“碎片化”比較嚴(yán)重，各論壇與組織相互之間的溝通、協(xié)調(diào)不力。這就延緩了“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”的進(jìn)行。于是，IEEE Future Directions Committee（IEEE未來(lái)方向委員會(huì)）就啟動(dòng)了IEEE SDN Initiative這個(gè)跨IEEE各相關(guān)子協(xié)會(huì)的SDN研發(fā)計(jì)劃，以期解決上述的“碎片化”問題，提出“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”愿景（不僅僅從技術(shù)角度，還從商業(yè)模式可持續(xù)性、通信政策問題等角度）。

IEEE SDN Initiative于2016年7月15日發(fā)布了其第二份白皮書“Towards 5G Software-Defined Ecosystems：Technical Challenges, Business Sustainability and Policy Issues（《軟件定義的5G生態(tài)系統(tǒng)：技術(shù)挑戰(zhàn)、商業(yè)模式可持續(xù)性、通信政策問題》）”，系統(tǒng)地闡述了其對(duì)于“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”這種電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)變革的研究成果，其中的主要內(nèi)容包括：

（1）對(duì)促進(jìn)“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”的幾大主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力的綜述；

（2）提出這樣的愿景：Open Mobile Edge Cloud（開放式移動(dòng)邊緣云）；

（3）與“軟件化的電信網(wǎng)絡(luò)”的運(yùn)營(yíng)、安全、政策相關(guān)的幾大主要技術(shù)挑戰(zhàn)；

（4）對(duì)開源軟件于“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”中將潛在扮演的角色的分析；

（5）面向概念驗(yàn)證（proof-of-concepts）的一些用例提案；

（6）“電信網(wǎng)絡(luò)軟件化”對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)將帶來(lái)哪些主要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響（socio-economic impacts）？