北京郵電大學(xué)張杰：雙千兆推動(dòng)雙5G快速發(fā)展

  ICC訊（編輯：Aiur） 在“CCSA下一代光傳送網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)(TC618)成立大會(huì)暨新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇(NGOF)2020年度會(huì)議”上，北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)張杰發(fā)表《F5G面臨的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的演講報(bào)告，指出工信部和國(guó)資委共同部署開(kāi)展“雙G雙提”計(jì)劃，推動(dòng)固定寬帶和移動(dòng)寬帶邁入“雙千兆”時(shí)代，隨著首次寫入政府工作報(bào)告，信息網(wǎng)絡(luò)的“雙千兆”將作為支撐新基建的重要底座。

  雙5G指5G+F5G，其推動(dòng)連接和傳輸一體，推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。中國(guó)5G和F5G網(wǎng)絡(luò)從國(guó)內(nèi)發(fā)展來(lái)看，首先是5G的網(wǎng)絡(luò)加快布局，目前5G的基站數(shù)、用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了全球第一，同時(shí)運(yùn)營(yíng)商建設(shè)開(kāi)通的5G基站數(shù)量規(guī)模增長(zhǎng)迅速，這是我們看到的加速5G。與此同時(shí)，為了支撐這樣的大容量信息的基礎(chǔ)，需要建造一個(gè)有線的底座，千兆加固網(wǎng)的成型，包括光纖接入用戶總量包括光纖寬帶用戶占固定寬帶用戶的總數(shù)的比例增長(zhǎng)了非常迅速，使中國(guó)千兆固網(wǎng)快速發(fā)展。

  F5G存在的關(guān)鍵技術(shù)

  未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為三個(gè)基本的層次，構(gòu)成三個(gè)不同的技術(shù)需求。

  一是數(shù)據(jù)傳輸層。由于通信能力、通信需求不斷的增長(zhǎng)，傳輸容量從當(dāng)前主流的100G發(fā)展到200G、400G以及800G技術(shù)，一系列的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理導(dǎo)致新問(wèn)題，新挑戰(zhàn)。需要通過(guò)對(duì)于單波的通信能力的提升來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的組織。目前不同的傳輸技術(shù)在高密度、大通量的通信，長(zhǎng)距離的傳輸以及各種各樣的運(yùn)用場(chǎng)景都提出了有效的解決方案。其次就是OSU靈活管道以及下一代NG OTN的傳輸技術(shù)發(fā)展，這一代技術(shù)主要體現(xiàn)在我們不僅僅是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，不僅僅是容量規(guī)模在增長(zhǎng)，它的顆粒度也在不斷的變化，不同的傳輸設(shè)備，各種網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備出現(xiàn)了多樣化，大功率和小功率需求在市場(chǎng)中并存。傳統(tǒng)OTN主要面向大率度的管道，難以在多率度的管道下進(jìn)行傳輸和承載，像OSU管道技術(shù)可以對(duì)帶寬顆粒進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通信帶寬進(jìn)行組佳的應(yīng)用，下一代OG OTN同樣可以實(shí)現(xiàn)更低時(shí)延，更高效率，無(wú)損的帶寬能力以及智能能力的提升。

  為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)容量繼續(xù)攀升的瓶頸，以空間復(fù)用為代表多維復(fù)用的技術(shù)成為下一代推動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸能力進(jìn)一步增長(zhǎng)的關(guān)鍵解決方案，為了實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)光電協(xié)同的多維復(fù)用方式，行業(yè)提出多個(gè)角度等等各種新型的維度資源，來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的融合調(diào)度以及與業(yè)務(wù)光電的適合配融合。

  二是管道協(xié)議層。首先是面向海量連接輕量化的路由協(xié)議，未來(lái)5G的發(fā)展，帶寬容量攀升的同時(shí)，業(yè)務(wù)的顆粒度向小顆粒、多樣化發(fā)展，由此將會(huì)出現(xiàn)海量連接超大帶寬的兩個(gè)極端的發(fā)展數(shù)據(jù)，高帶寬、高速的管道同時(shí)還有海量的連接，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度大大提升，路由和快速需求就要求更高，需要引入SDN以及SR思想，結(jié)合分布和集中式協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)F5G網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)。

  管道協(xié)議層面還需要考慮跨層域多力度的傳輸管道適配技術(shù)。由于不同的傳輸設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸力度的多樣性，不同的業(yè)務(wù)也有不同的需求，我們需要得到這樣的一個(gè)技術(shù)。我們把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)現(xiàn)資源的按需分配，來(lái)滿足管道對(duì)于業(yè)務(wù)適配的需求。

  三是端到端虛擬化安全切片技術(shù)。主要是考慮到傳輸切片網(wǎng)絡(luò)不同業(yè)務(wù)之間需要隔離而且獨(dú)立運(yùn)維來(lái)滿足可靠性和安全性的需求。建立應(yīng)用切片端到端的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型、服務(wù)機(jī)制，探索和不同切片安全風(fēng)險(xiǎn)相互作用，實(shí)現(xiàn)切片之間的安全需求。

  在業(yè)務(wù)協(xié)議層，還是需要考慮清涼級(jí)端到端業(yè)務(wù)管理編排技術(shù)，主要就是考慮到為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)的自動(dòng)開(kāi)通，需要調(diào)用控制器網(wǎng)絡(luò)各種設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，如何獲取全網(wǎng)呈現(xiàn)所有裝備，管理業(yè)務(wù)端到端的部署需要研究輕量級(jí)的業(yè)務(wù)管理編排技術(shù)。以上是對(duì)于F5G存在著關(guān)鍵技術(shù)做了一些初步的探索。

  F5G面臨的核心挑戰(zhàn)

  未來(lái)我國(guó)需要從核心芯片、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)四個(gè)方面推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。提升雙5G需要的材料芯片技術(shù)，主要彌補(bǔ)像一些高端的芯片、材料、儀表等領(lǐng)域的不足，補(bǔ)充在原始創(chuàng)新方面的短板，提升在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化主導(dǎo)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)。其次，在深耕操作系統(tǒng)，支撐雙千兆的未來(lái)應(yīng)用。雙千兆的時(shí)代，操作系統(tǒng)將面臨著網(wǎng)絡(luò)終端用戶以及開(kāi)發(fā)者等關(guān)鍵領(lǐng)域，全方位的定位，這是一個(gè)全方位的需求。如何研究這種新型的網(wǎng)操作系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端用戶、開(kāi)發(fā)者不同層面有效的銜接以及資源的充分進(jìn)行相互間的調(diào)動(dòng)和調(diào)配。

  網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)上來(lái)講，在這種大帶寬、靈活的顆粒度的需求情況下，如何實(shí)現(xiàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的平滑演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)我們從過(guò)去固定的帶寬需求向靈活的帶寬需求向智能化、動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，解決局端和終端解耦的等難題，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速部署，把我們網(wǎng)絡(luò)梗塞點(diǎn)消除，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)體系平滑演進(jìn)。挑戰(zhàn)之瓶頸我們認(rèn)為是在應(yīng)用方面，如何找到未來(lái)大容量殺手級(jí)的應(yīng)用，比如信息通信等等推動(dòng)我們網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的發(fā)展。

  雙千兆推動(dòng)了雙5G的發(fā)展，未來(lái)的需求也需要看到，無(wú)論是提高用戶體驗(yàn)，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的信息安全，以及未來(lái)的構(gòu)建天地一體化人、機(jī)、物、靈網(wǎng)絡(luò)都需要雙千兆的支撐才有更大的發(fā)展。