為加快響應(yīng)國家5G新基建政策,踐行央企責(zé)任,進(jìn)一步推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展,中國移動(dòng)于6月17日至21日以“共贏、合作、開放、創(chuàng)新”為主題,舉辦“創(chuàng)新2020云上科技周”系列活動(dòng)。
在備受關(guān)注的6G系列研討會(huì)上,中國移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)所副所長陸璐以《確定性技術(shù)促進(jìn)面向6G的極致網(wǎng)絡(luò)研究》為主題,揭示了確定性技術(shù)研究的驅(qū)動(dòng)力,描述了確定性技術(shù)研究的現(xiàn)狀,同時(shí)對(duì)6G確定性技術(shù)進(jìn)行展望。
業(yè)務(wù)需求推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向“確定性”演進(jìn)
陸璐介紹,從網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨勢(shì)來看,隨著5G To B市場(chǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)逐漸從服務(wù)消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型,也逐漸成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。ICT和OT的進(jìn)一步融合促使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)從提供“盡力而為”的剛性管道,向提供“確定性”的按需定制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)演進(jìn)。
另外,時(shí)間敏感類業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能提出極致要求。隨著工業(yè)制造、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在支持超低時(shí)延的同時(shí),需要支持確定性業(yè)務(wù)傳輸。從IEEE、IETF到3GPP,各標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)確定性傳輸有不同的定義,典型業(yè)務(wù)需求主要集中在有界的時(shí)延和低抖動(dòng)、極高的可靠性,以及端到端高精度的時(shí)間同步等四個(gè)方面。
確定性技術(shù)研究取得階段性進(jìn)展
在此背景下,IEEE 、IETF和3GPP等各組織均已開啟在確定性技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域,包括固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)方面的研究。
IEEE 802.1工作組2007年創(chuàng)建音頻視頻橋接(AVB)任務(wù)組,其目標(biāo)是用家庭中的HDML、揚(yáng)聲器和同軸電纜;2012年,IEEE 802.1AVB任務(wù)組更名為時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)任務(wù)組,從時(shí)間同步、流量調(diào)度和整形、可靠性、配置管理四個(gè)方面定義了20多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,具有時(shí)間同步、時(shí)延保障等機(jī)制,成為新一代以太網(wǎng)協(xié)議。
目前,IEEE TSN工作組已經(jīng)發(fā)布基本協(xié)議13個(gè),包括同步、可靠、時(shí)延和管理4個(gè)方面,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蜁r(shí)延、低抖動(dòng)和極低的丟包率,實(shí)現(xiàn)確定性網(wǎng)絡(luò)傳輸。TSN也已完成大部分的時(shí)延控制機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)制定,包括流量排定、流量整形、資源預(yù)留等,能夠?qū)崿F(xiàn)微秒級(jí)的時(shí)延和抖動(dòng),應(yīng)用場(chǎng)景包括音頻、車載、工控等。
IETF2015年成立確定性網(wǎng)絡(luò)(DetNet)工作組,致力于將基于以太網(wǎng)的確定性技術(shù)擴(kuò)展到廣域IP網(wǎng)絡(luò)。DetNet主要關(guān)注單個(gè)網(wǎng)絡(luò)域的場(chǎng)景,或者是緊密關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間的場(chǎng)景,例如園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、專用WAN等。
目前,IETF DetNet已經(jīng)發(fā)布三份RFC標(biāo)準(zhǔn),工作重點(diǎn)集中在數(shù)據(jù)面方案,同時(shí)積極推進(jìn)DetNet安全和YANG模型等項(xiàng)目。但DetNet只做基于IP(3層)的可靠性保障機(jī)制,沒有基于IP(3層)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延控制,所以無法很好地應(yīng)用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。
針對(duì)以上問題,IETF積極開展大規(guī)模確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(DIP)的研究,DIP基于確定性的報(bào)文調(diào)度和端到端時(shí)延保證機(jī)制,實(shí)現(xiàn)IP大網(wǎng)端到端時(shí)延確定性和大規(guī)模可擴(kuò)展性應(yīng)用。2018年IETF DetNet工作組開始研究DIP,目前已經(jīng)形成初步的技術(shù)方案,包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和工作流程,產(chǎn)業(yè)界積極開展仿真驗(yàn)證,國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)5.0聯(lián)盟以及ITU FGNET2030也在積極推進(jìn)DIP技術(shù)。
3GPP在2018年R16階段開始Vertical LAN項(xiàng)目研究,面向工業(yè)制造場(chǎng)景,開展5G支持IEEE TSN協(xié)議研究及標(biāo)準(zhǔn)化;2019年,3GPP R17階段陸續(xù)開展Industrial IOT項(xiàng)目研究,開展5G內(nèi)生確定性機(jī)制研究及標(biāo)準(zhǔn)化。
分階段推動(dòng)6G確定性網(wǎng)絡(luò)機(jī)制
6G時(shí)代是確定性網(wǎng)絡(luò)廣泛發(fā)展的時(shí)代,將從移動(dòng)、固定網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立發(fā)展的模式,向跨越融合發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要吸收現(xiàn)有固網(wǎng)二層、三層確定性傳輸協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與固網(wǎng)確定性機(jī)制融合,即協(xié)議支持、協(xié)同調(diào)度、部署融合。
陸璐表示,真正的網(wǎng)絡(luò)確定性將在6G時(shí)代成熟并實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。中國移動(dòng)將從三個(gè)階段入手,不斷推動(dòng)確定性網(wǎng)絡(luò)機(jī)制成熟。
第一階段:實(shí)現(xiàn)內(nèi)生確定性,6G網(wǎng)絡(luò)需要不斷學(xué)習(xí)固網(wǎng)確定性機(jī)制,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,更新迭代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并結(jié)合移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn),適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行機(jī)制的簡(jiǎn)化;
第二階段:實(shí)現(xiàn)跨域融合的確定性,從協(xié)議支持、協(xié)同調(diào)度、部署融合等方面研究6G網(wǎng)絡(luò)與固網(wǎng)的融合;
第三階段:實(shí)現(xiàn)廣域的確定性,突破移動(dòng)性、空口的確定性、傳統(tǒng)的IP轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)律等技術(shù)難點(diǎn),考慮特定場(chǎng)景的專用方案。
“中國移動(dòng)將與產(chǎn)業(yè)界伙伴共同努力,推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)確定性技術(shù)的研究,使得確定性網(wǎng)絡(luò)真正成為垂直行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心引擎。”陸璐最后表示。
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