华为亮出5G新基建最强“大脑”！

  ICCSZ讯 面对COVID-19的传播、着眼经济的发展，越来越多国家开始加大对5G等新型基础设施的投资力度。甚至有人预计，相关措施会使数字经济的发展提高10年的速度。其中，中国的5G“新基建”无疑已经居于并将一直居于全球之首。

  巨变：以前是“5G+千行百业”，如今是“千行百业+5G”

  在国内，5G不但被列为“新基建”之首，更为重要的是5G也成为了其他“新基建”(如工业互联网等)领域的“生产力”或“使能者”。中央政治局、国务院、发改委、工信部、各地政府对于5G新基建的大力推动，驱动力其实来自于千行百业自身主动对于5G系统的迫切需求，大的形势已经从此前的“5G+千行百业”转变为如今的“千行百业+5G”。

  从GSMA刚发布的“The Mobile Economy China 2020”(《中国移动经济(2020)报告》)可以看出，5G的主要优势(例如网络切片、边缘计算和低时延服务)在中国已经显现，这一点在垂直领域企业“广泛使用5G的意图”中得到了证明——制造、电力、航空航天等各个垂直领域的公司正在评估其用于数字化产品组装和总体运营管理的技术选项;预计到2025年，中国的物联网连接数将新增超过一倍而达到80亿个，其中大部分的增长将来自于垂直企业。

  应对：以终为始，5G网络架构布局最宜应“一步到位”

  千行百业对5G需求的爆发，总体战略方向上，给运营商带来了空前发展机遇，亟需打造对于丰富应用场景的高效供给能力，加快5G融合应用向重点垂直行业渗透，不断推出成熟解决方案和创新产品，释放新兴消费潜力。

  而在大的战术落实上，“千行百业+5G”还有一大要义是将4G及此前的“应用‘适配’网络”变革为5G时代的“应用‘定义’网络”，从而需要5G系统提供“差异化+确定性”的网络服务能力，这就凸显了率先建设高品质5G网络的重要性。既然5G时代将是“应用‘定义’网络”，那么对于上述网络难题的解决应就围绕“应用”的特性进行，所以治本的解决方式是一开始就高度关注承载5G应用的“关键”、支撑5G网络的“大脑”——核心网。核心网的网络架构决定网络竞争力，一旦架构确定就很难调整，因此5G网络建设需坚持“以终为始”，网络架构一步到位，减少未来不必要的重复建设与投资浪费，建设全新“头脑聪明且灵活敏捷”的5G时代“新核心网”以强力重塑运营商竞争力。

  治本：打造全云化、全融合、全业务、全自动5G核心网

  在一步到位地布局好架构之后，后期再进行网元功能平滑升级演进、容量流量逐步迁移调整以满足千行百业各种5G新应用的需求。架构布局上，全球领先型运营商均倾向于面向应用、以云化技术为基础、基于SBA的5G目标网络架构：一是以全云化(如SDN/NFV、SBA和云原生架构)进行网络重构、实现网络功能敏捷;二是实现5G核心网与多种接入网技术的无关性，即“全融合”核心网;三是以端到端网络切片、多接入边缘计算垂直行业发展，实现“全业务”;四是以多种先进手段(如DevOps+AI)解决5G时代极其繁琐的网络运维，实现“全自动”。

  全云化

  为了快速且灵活敏捷满足“千行百业+5G”的巨大差异化需求，更好地切合不同业务场景和垂直行业，基于云原生技术(如微服务化的网络功能)构建SBA架构的5G核心网是大势所趋。原生云+微服务设计使能的新的“全云化”，使得5G真正走向开放化、服务化、软件化，有利于快速按需落地千行百业5G融合应用。

  全球运营商在近几年陆续进行核心网云化，包括vEPC、vIMS等，进展十分迅速，电信云统一资源池也开始建设或规划建设，为后续5G规模建设奠定基础。比如据悉，华为全云化核心网解决方案目前已拿下600多个商用合同，而且成为业界唯一规模商用的5G核心网。之所以在云化大潮中深受全球运营商高度信赖，是由于其相比业界的更高质量，比如是业界唯一基于原生云架构的核心网;又如在关键的可靠性方面，通过独创的软件无状态设计在99.9%的IT硬件上实现99.999%的系统可靠性;再如以64倍智能流控技术保障在瞬时突发话务冲击下的系统健康，业务成功90%以上，高于业界水平。

  丰富的云化商用部署为向5G“全云化”核心网演进做好了充分准备。为了满足千行百业+5G新的服务需求，全云化5G核心网还须采用控制/用户面分离(CUPS)架构、分布式架构。CUPS有利于控制面与用户面各自的按需部署、独立演进。此外，5G核心网采用分布式架构可以克服传统EPC下流量路径低效率和单点失败的缺陷，可以避免数据转发低效率、单点失效、RTT时延长、流量超载等，从而提高网络资源利用率，为MEC提供很好的支持。对于上述两种不可或缺的架构，运营商正在积极部署，据悉，华为的CUPS分布式组网在业界唯一获得规模商用。

  在实现5G核心网“全云化”之后，运营商还会面临一些挑战。比如单比特成本高，通用硬件的单比特成本每年仅下降14%，摩尔定律失效，5G时代10倍流量增长将带来数倍硬件和功耗增加。对于这一类挑战，5G微信公众平台(ID：angmobile)观察到有了最新的解决方案，比如华为的新一代超融合云化硬件“E9000H”有着5倍集成度、2倍性能，具有NP/GPU/AI异构加速、内置Full Mesh交换极简组网，比特成本最优;且由于采用“鲲鹏”架构等先进技术，实现比特功耗大幅降低50%。

  全融合

  要快速且灵活敏捷满足“千行百业+5G”的巨大差异化需求，实现5G核心网与多种接入网技术的无关性。对于绝大多数运营商而言，网络现状非常复杂，可以预见，同一运营商网络(包括无线网及核心网)内，2G、3G、4G、5G NSA/SA将长期共存。所以运营商们亟需解决如何进行高效的架构设计;如何兼顾网络改造升级的复杂度、对现网的影响;如何高效地运行和维护多张不同制式及模式的网络等。总之，如何实现多接入网络的高效动态管理与协调，同时满足5G的技术指标及应用场景需求是5G多网络、多业务融合的主要技术挑战。

  5G核心网若能实现上述的“无关性”，将可降低终端接入系统的复杂性、低效性，并将减少功能冗余。令业界惊喜的是，更是实现了“微服务”粒度的2G、3G、4G、5G(含NSA与SA)深度全融合，比如华为的5G“全融合”核心网。相关解决方案可便于运营商通过4G提前进行架构改造，然后一个窗口操作快速完成5G核心网升级，实现5G核心网的极简部署(软件平滑升级)以及用户在2G、3G、4G、5G切换时的零中断、无感知。

  对于现有4G用户向5G的迁转，全球的运营商基本确定了“不换号”这一原则，从而需要5G用户共享4G鉴权/签约数据，HSS/UDM融合部署，存量4G用户的数据快速迁移是5G规模商用的重要前提。而是否需要“不换卡”，则涉及是否启用IMSI隐私保护功能，即终端接入网络的第一条消息中SUCI 是否加密，加密所用公钥证书存储在USIM卡，这是可选功能，取决于运营商。“全融合”的核心网可以实现4G用户“不换卡、不换号”平滑迁移至5G。

  全业务

  4G的EPC采用“one size fits all”架构，随着用户终端数量和种类的迅速增加、流量的大规模增长、用户需求的不断多样化，这种“集中式”设计的网络架构逐渐变得难以处理越来越多样化的服务要求。而基于“全云化”、可实现“全融合”的5G核心网，能够通过“one size per service”实现“全业务”且有着差异化和确定性的体验——为满足5G差异化和确定性体验需求，切片和MEC是关键使能技术。

  预计5G时代的应用场景将会无限丰富，随之而至的需求亦多样化甚至差异化很大，包括移动性、安全性、带宽、时延、抖动、可靠性等。网络切片就有了用武之地，可基于微服务构建切片，根据切片的SLA需求，选择合适的NFS像搭积木一样组合成各种类型切片需要的NF，再把NF组合成对应的网络切片，在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑网络，避免了为每一个服务建设一个专用的物理网络，非常节省成本。其中，运营商与客户之间签署的SLA给5G商业模式灵活创新带来了无限可能。

  然而网络切片的数量设置是一个重要的问题——若太少则可能导致一个简单的用例需要用到两个及以上的切片才能满足其需求，会带来网络浪费，且很难满足千行百业的定制化需求;若太多则会使得维护和管理变得困难，会带来定制化成本和运营成本的激增。5G微信公众平台(ID：angmobile)观察到华为唯一实现了全自动多维动态切片;而且由于实现了MAE-CN六合一(包括NSSMF、MEAO、MEPM、EMS、VNFM、NFVO)并采用全自动可编程流水线引擎使能分钟级部署，进而实现业务“天”级发放，领先业界;此外，据悉能通过SLA状态秒级精准感知、基于AI的SLA动态优化闭环实现从“尽力而为”到“确定性保证”。

  当然，为垂直客户提供确定性的带宽、时延、抖动、可靠性等，除了网络切片，还有一大利器是MEC。5G MEC的特性、优势等无需赘言。5G MEC的本质是“联接+计算”，当前主流的5G MEC部署位置已经从省级网络进入地市级甚至园区级网络，运营商拥有联接感知、业务第一入口、整网可控等独特优势，可以面向业务打通端到端的整体体验，关键技术包括感知内容分类进行转发/分流/加速、移动连续性、确定性网络(比如集成时间敏感网络TSN)、虚拟二层网络(比如5G LAN)、视频处理能力、AI处理能力、极简部署和自优化能力、可信安全、定位能力、内容深度处理能力。据悉，在上述5G MEC两大本质方面，华为相关解决方案具有“增强连接”能力(比如基于TSN低于1 ms的确定性时延)和“超强计算”能力(比如基于E9000H的异构计算)。

  另一方面对于5G MEC而言，“生态能力”至关重要。MEC生态可择优容器化迁移云端应用，对应用尽可能平滑;此外，MEC应用生态非常值得产业链共建，国内从2018年起举办MEC开放平台Hackathon开发者大赛，华为是初创者之一。据悉，华为5G MEC通过鲲鹏平台、云边同栈等打造了“开放生态”，且在线cLab可实现把MEC应用集成从月大幅降到天。综上，5G微信公众平台(ID：angmobile)观察到，华为5G MEC具备先进的云化架构、极致转发能力、极致智能化、极简运维、生态构筑、可持续演进能力，其高性能、极简运维、即插即用、可信安全、可持续演进的MEC解决方案已经为规模商用做好了准备。

  全自动

  5G网络的全云化、全融合、全业务，在带来功能灵活性的同时，也带来很多工程难题。

  比如，网络虚拟化使跨层故障定界定位和后期升级过程更加复杂而低效;以网元为单位大颗粒整包交付导致开发周期长、测试工作量大、升级影响大。所以，运营商需要构建极致敏捷5G核心网——基于微服务的软件架构，软件转变为微服务粒度发布、测试和升级，实现业务实时敏捷快速上线，软件发布周期大幅缩短，升级时确保用户无感知、业务无中断。据悉，华为灰度升级作为业界唯一已商用的自动化升级工具，可以实现新版本在线迭代和快速试错，彻底改变传统割接费时费力且风险大的现状，大幅缩减新业务上线时间、大幅降低运维成本。

  又如，MEC使网元数量巨增，建设和维护工作量大幅增加、多网元部署、对接和运维成本高。所以，运营商需要构建极简运营5G核心网——把运维从以网元为中心转变为以网络为中心实现网络自治、一站式用户面大幅降低配套成本，并通过统一运维实现用户面即插即用、加站不加人。华为5G MEC的一站式转发面，一站式集成多种网络应用和业务应用，基于自动化引擎实现一次进站、即插即用，在站点大量增加的情况下，不增人力、节省成本。

  未来已来：四全5G核心网绽放5G之花加速5G改变社会

  作为“新基建”之首，5G也已成为其他“新基建”的关键生产力，千行百业积极主动+5G。我国最先在国际上提出的“5G之花”正含苞待放，未来绚丽绽放、满园花开的关键就是在当下以终为始地一步到位布局5G核心网架构，打造全云化、全融合、全业务、全自动的5G核心网。