十大趋势塑造下一代网络

  ICC讯 五年前，运营商纷纷开启“网络2020” 下一代网络转型规划，以云为中心，网络云化成为这一次转型的核心。五年后，2020年运营商的移动接入从4G到 5G，固定接入从GPON到F5G，逐步构建了面向个人、家庭和企业的泛在千兆接入网。中国三大运营商和海外主流IXP已经构建起了超宽的云互联(DCI)骨干网。得益于“网络2020”的架构转型，在新冠肺炎疫情期间，网络成功支撑了数亿用户宅家的生活和办公需求，实现了互联网从消费视频娱乐到居家视频办公能力的显著提升。面向下一个五年，联接产业还将迎来十个新的发展趋势。(图1)

图1 十大技术趋势对下一代网络将产生影响

  趋势一：从云网协同到算网一体，网络变身价值中心

  过去五年，云网协同主要体现在网络的云与端之间，解决了云与端的连通性，云上丰富的内容可以自上而下，顺畅地呈现在各种智能终端上，即网络通过支持下行流量为主的云端互联，为终端提供内容服务。

  而在未来，随着Cloud VR、机器视觉、自动驾驶等大量实时性业务的出现，终端将产生大量数据需要上传到边、云的计算节点进行处理，并将结果实时回传至终端，因此，需要网络支持上行流量为主的端、边、云互联，为终端提供智能服务。

  边缘计算的出现改变了传统云、网相互的独立性，随着计算进入到了网络内部，使得边缘计算的效率、可信度与网络的带宽、时延、安全性、隔离度等都将发生深度耦合，只有实现算网一体才能提供高效服务。

  综上所述，在云网协同时代，网络是以云为中心，从云的视角看“一云多网”，对网络的主要需求为连通性及开放性，对服务质量的要求是尽力而为，网络是成本中心。

  而在算网一体时代，网络则是以用户为中心，从用户的视角看“一网多云”，网络需要支持低时延及安全可信，对服务质量的要求是确定性，同时，网络转变为价值中心。

  趋势二：DOICT技术走向融合，构建起新通信能力

  回溯过去的十年，联接历经I P化、两次云化、IT与CT技术融合，创造出了IP基站、 IPDSLAM、IP微波、IPRAN/SPN及Cloud EPC、 Cloud IMS、Cloud BRAS等融合产品形态，提升了网络的弹性、敏捷性和开放程度。

  未来五年，各类技术的融合仍将持续发展。其中，以AI为代表的DT与CT技术的融合，将推动自动驾驶网络、智能联接、认知无线、认知光系统等创新产品和解决方案的出现，不断提升网络的智能化水平。同时，随着行业数字化转型的持续深入，以实时性、高可靠为代表的OT技术也将与CT技术融合，在推动TSN、5G URLLC等融合解决方案逐步成熟的同时，提升网络的确定性。

  可以说，一个融合了DT、OT和IT技术，具备弹性、敏捷、智能、实时和开放的全新通信网络才能承担起“承载智能社会发展新一代基础设施”的职责。

  趋势三：后经典架构的出现，支撑网络的可持续发展

  七十年来，摩尔定律和香农定律一直被奉为联接产业的经典理论，但如今二者已无法适应新网络时代的发展。

  在半导体制造进入7nm时代之后，通信网络芯片已无法同时满足降低功耗和提升容量的要求，为此，网络节点需从集中式向分布式演进，通过架构创新以解决网络流量增长的挑战，数据通信网络将开启后摩尔架构时代。

  另一方面，无线及光系统编码效率的可提升空间也已接近极限，通信设备在通过增加新频谱提升容量的同时，开始探索借由语义通信、知识辅助的信号处理等方式来提升系统的传输效率，无线和光网络即将开启后香农架构时代。

  综上所述，通过后摩尔及后香农架构的创新，可实现网络容量的持续增长，以满足智能社会对海量数据传输的需求。

  趋势四：光电技术融合，赋能千行百业

  在联接产业中，无线、光、数通等各专业技术相对独立，但随着网络向高速、高频、高性价比方向的发展，传统电子技术即将遇到距离、功耗等可持续发展的瓶颈。

  在接下来的五年，我们可以看到，为提升电子器件的高速处理能力并降低功耗，光电技术将从各自独立走向光电一体，带来芯片出光、光电合封等新产品形态;为了提升数通设备高速端口的传输距离，将引入光的相干技术;为降低基站的重量和功耗，将出现直接出光纤的新型天线;为实现低轨卫星之间的100Gbps高速数据传输，将采用激光替代微波;为满足水下移动设备的通信需求，将采用穿透力更高的可见光替代无线覆盖;为实现脑电波的准确探测，将采用透过率更高的远红外光技术。

  可以预测，光将作为通信产业的根技术，赋能千行百业的联接需求。

  趋势五：IP增强感知力，实现一网多平面的统一承载

  从IPV4到IPV6，除了地址空间增大之外，还增加了Locator与ID分离的业务灵活定义能力，通过定义不同的ID属性，可以实现对业务的感知，通过理解业务需求，为业务提供更好的服务。

  如果想降低云网协同的复杂度，通过定义 SRV6，就可以同时支持MPLS广域专线和VxLAN云专线的业务需求;要提升网络计算的效率，则可通过定义SFN(计算优先网络)，同时感知业务对计算及联接资源的需求，并将数据流量调度到最适合的算力资源进行处理;未来还可以根据不同行业的需求，定义新的ID属性，不断扩展IP网络对业务的感知能力，并支持任意业务之间的互联。

  基于IPV6的灵活地址，可以在一个体系下构建起具备端口级、租户级和业务级三层平面的新型IP网络，既兼容传统网络，还可向上感知多种业务需求，向下协同光、无线多种网络资源，实现一网多平面的统一承载。

  趋势六：无线网络迈向全连接、全覆盖、全频谱

  覆盖未覆盖，连接未连接是贯穿无线网络始终的发展方向。

  从连接消费者，到连接千行百业，未来五年无线将从支持大带宽、多连接和超可靠的5G网络向兼具实时性、超上行和融合感知的5.5G网络持续演进。

  从覆盖城市、乡村到覆盖矿山、海洋、飞行器，未来十年，无线将构建起空、天、地一体的全覆盖网络体系。

  从Sub-6GHz到毫米波、太赫兹、可见光，未来无线将充分利用全频谱资源，为用户提供百倍的网络容量，满足智能社会的长期发展需求。

  趋势七：安全走向云网芯一体化新架构

  随着云化、移动化，以及2B与2C融合的趋势，传统的安全“边界”正在被颠覆，未来企业无法再通过在核心“禁入禁出”的防御模式来确保安全，网络安全的防御要向边缘、向终端、向芯片延伸。同时，由于攻击者开始大量使用AI技术来提高其攻击效率，因此，防御体系也需要具备更高的智能，通过动态分析其行为来做出更准确的判断。

  面对没有边界，智能化的攻击，需要将云的计算能力和灵活属性，芯片的物理安全属性，网络的隔离度和实时协同属性相结合，构建起零信任、云网芯一体化的新安全架构，以避免出现网络的安全短板。

  趋势八：网络管理将从软件定义走向数字孪生

  近年来，随着SDN及遥测技术的持续发展，软件对物理设备的抽象能力逐步增强。

  未来五年，除了在现有云化网络管理平台引入AI技术，对训练数据进行学习之外，还可以对准备实施的动作进行闭环模拟。在通过对实时指令和操作进行模拟执行后，再反馈给SDN控制器下发网络执行，从而增强系统的健壮性和可预测能力。

  未来十年，随着亚秒/毫秒级强实时网络数据采集、建模、仿真、预测和控制能力的逐步成熟，再结合算网一体的新架构，将可为物理网络构建起一个实时在线的数字孪生网络系统，从而加速网络软件功能的创新。

  趋势九：运营商下一代网络转型蓄势待发

  近年来，随着通信产业对算力网络、智能联接、5.5G/6G、F5G、IPV6+等新联接技术关注度的持续升温，主流运营商已开始展望和规划面向未来五至十年的下一代网络。

  随着5G的快速部署，未来无线宽带的流量将与固定宽带的流量接近，成为同等规模的光纤(FAN)和无线(RAN)两张宽带接入网络。

  而随着行业数字化转型的深化，现在的数据中心互联网(DCI)网络也将向城域、边缘延伸，构建起与面向消费者的骨干网(CBN)同等重要的面向产业的骨干网(IBN)。

  网络边缘将基于算网一体架构，构建起网络智能(ADN)和边缘计算(MEC)新能力，从流量的管道化透传，向具备融合感知的智能边缘演进。

  运营商面向均衡发展、智慧极简的下一代网络转型可谓蓄势待发。

  趋势十：企业宽带网络从办公延伸到生产

  随着行业数字化从IT到OT的转型进入深水区，远程控制、机器视觉、人机协同、边缘计算等新应用需要一个既能支持大带宽，又可以满足实时性要求的新型企业宽带网络来承载。

  下一代企业网络将打破传统IT和OT网络边界，通过5G、TSN等确定性宽带网络和切片技术，实现IT与OT的融合承载，支持企业从传统的以人为中心、金字塔型操作控制架构，向以智能为中心、扁平化操作控制的架构升级，以满足任意人/物(Any-Workforce)之间的联接需求。

  下一代企业网络还将实现数据与传输层的解耦，即基于通用的传输层，可实现不同厂家设备之间数据的灵活分享及工作的无缝协同，以满足任意业务(Any-Workload)之间的联接需求。

  下一代企业网络将更加智能，不仅可满足无边界、移动办公的需求，还可支持基于意图驱动的网络自动化管理和基于AI的主动式安全，满足任意地点(Any-Workplace)之间的联接需求。

  可以预见，在10个技术趋势的共同作用下，未来网络将具4个显著特征，首先是联接(Connection)能力增强，第二个是增加了网络的认知(Cognitive)能力，第三个是增加了网络的计算(Computing)能力，最后是通过架构和光电技术创新具备绿色(Green)高能效特征。

  一个绿色，具备认知和计算能力的网络(GCN)是未来的发展方向!

  (文中作者主要观点已得到产业共识，并被联通CUBE-Net3.0引用和发布)

  文章来源于《华为技术》第88期 作者：杜伟 华为联接与网络首席战略规划专家