為加快響應國家5G新基建政策,踐行央企責任,進一步推動信息產業發展,中國移動于6月17日至21日以“共贏、合作、開放、創新”為主題,舉辦“創新2020云上科技周”系列活動。
在備受關注的6G系列研討會上,中國移動研究院網絡所副所長陸璐介紹,IEEE 、IETF和3GPP等各組織均已開啟固網和移動網確定性技術研究并取得階段性成果,但仍面臨多方面的挑戰,產業界需要從局域場景、跨域融合、廣域探索等方面拓展確定性網絡機制。
固定網絡確定性技術研究面臨的挑戰
IEEE TSN在技術上針對局域網絡設計,不適用于較大規模場景;在需求上,部分垂直行業的確定性需求指標還不明確,無法達成準確的共識;在標準上,標準化工作并未完全完成,部分工作還在進行中;在方案實施上,針對不同的確定性場景和需求,會有不同的確定性實現方案,整體實現上比較復雜,無法實現one-system-fits-all;在產業上,車載領域發展相對較快,但芯片換代需要5年左右,目前支持TSN的主要是較新的車載平臺,工業領域已開始測試應用,但工業產品一般生命周期比較長(15年)。
IETF DetNet在技術上主要關注于TSN相關機制在三層網絡中的應用,并且目前聚焦在規模有限的場景,例如單管理域,典型的場景例如TSN孤島互通;底層的時延保障采用TSN相關的技術,并不涉及相關的時延保障機制的制定,因此也繼承TSN的可擴展性不好的問題。在標準上,標準化工作并未完全完成,缺乏相關的部署實踐。
IETF DIP針對大規模,長距離網絡中的確定性技術,會涉及到對現有的TSN機制的增強和改進,但因為場景更為復雜,大規模網絡中的流的數量太多,TSN的一些轉發設備時間同步、逐流調度的假設無法成立;核心路由器中如果使用比較復雜的TSN機制會影響整體的轉發效率和成本,因為傳統路由器按照統計復用來設計,主要在承載BE的流量,面臨著全部替換成本過高的問題;此外,DIP技術成熟度較低,標準化程度最弱,產業界實現思路還不收斂。
移動網絡確定性技術研究面臨的挑戰
無線側成為實現端到端確定性的關鍵,無線傳輸容易受到環境影響,傳輸質量難以保障;無線基站不支持TSN協議,而是通過定義TSN輔助參數增雖無線資源預調度能力,缺乏確定性保障。
現有QoS機制無法完全滿足網絡確定性要求,5G支持IEEE TSN協議,需要綜合考慮5G原有功能的裁剪,以及融合TSN協議時的功能增強,網絡設計較為復雜(Vertical LAN項目是3GPP SA2 R16階段進展最慢的項目);5G網絡現有QoS指標無法體現工業場景中對于網絡的確定性需求;5G內部定義Delay Critical GBR,但本質仍然是Best-effort的流搶占機制。
網絡管理缺乏跨層優化機制,難以及時定位及故障修復。當前網管系統缺乏靈活性,網絡故障難以實時定位和修復;網絡資源配置固化,無法根據確定性需求動態分配網絡資源;底層承載網絡與上層移動網絡管理尚未拉通,缺乏統一調度機制。
此外,5G系統雖為廣域覆蓋網絡,但為適配IEEE TSN協議,5G需要局域組網,不支持廣域的確定性。
局域、跨域、廣域三方面拓展確定性網絡機制
陸璐進一步介紹了在局域場景下不斷完善確定性技術的機制增強:固定網絡方面,時鐘同步+異步流量整形;移動網絡方面,內生確定性+機制簡化。
固網確定性技術發展接近10年,技術研究結合實踐探索,不斷完善確定性機制設計。一開展各種場景下的時鐘同步技術研究,探索高可靠性的時鐘同步機制:在不同的場景中,存在不同的時鐘同步精度需求以及使用條件限制;二是探索異步的流量整形技術:目前TSN機制大多依賴于時間同步,異步的低時延保障機制有利于更廣泛的網絡部署;三是確定性機制的統一YANG模型:包括相關的機制的管理配置,監控等,有利于提升確定性機制的自動化程度;四是針對特定場景下的確定性業務需求和組網要求,開展實踐探索,促進技術和產業進一步成熟。
移動網絡確定性研究處于起步階段,重點關注內生確定性及相關機制簡化。一是開展內生確定性技術研究,設計內生的6G網絡確定性機制及網絡架構;二是實現逐節點精確時間同步:底層設施、網元網關天然支持時間同步機制;三是空口資源預留:解決空口資源短缺問題,滿足數據確定性傳輸需求;四是協議簡化:可編程技術、靈活的協議選擇和配置;五是網絡QoS參數增強:增加網絡性能指標維度,如抖動、周期性、可靠性等。
陸璐表示,6G時代是確定性網絡廣泛發展的時代,將從移動、固定網絡獨立發展的模式,向跨越融合發展的模式轉變。移動網絡需要吸收現有固網二層、三層確定性傳輸協議,實現與固網確定性機制融合,即協議支持、協同調度和部署融合。
陸璐進一步表示,中國移動致力于探索廣域確定性網絡機制研究,構建全場景、跨層跨域的6G確定性網絡。但全場景、長距離確定性網絡面臨著很多的挑戰,初步判斷該工作將持續未來5-10年,需要持續結合業界技術發展趨勢,攻克技術難點。
責任編輯:gt
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