確定性網(wǎng)絡面臨諸多挑戰(zhàn) 中國移動將從三方面拓展網(wǎng)絡機制

6月24日消息(九九)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(chǎn)業(yè)發(fā)展,中國移動于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。

在備受關注的6G系列研討會上,中國移動研究院網(wǎng)絡所副所長陸璐介紹,IEEE 、IETF和3GPP等各組織均已開啟固網(wǎng)和移動網(wǎng)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(zhàn),產(chǎn)業(yè)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(wǎng)絡機制。

固定網(wǎng)絡確定性技術研究面臨的挑戰(zhàn)

IEEE TSN在技術上針對局域網(wǎng)絡設計,不適用于較大規(guī)模場景;在需求上,部分垂直行業(yè)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(xiàn)方案,整體實現(xiàn)上比較復雜,無法實現(xiàn)one-system-fits-all;在產(chǎn)業(yè)上,車載領域發(fā)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(yè)領域已開始測試應用,但工業(yè)產(chǎn)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(wǎng)絡中的應用,并且目前聚焦在規(guī)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(guī)模,長距離網(wǎng)絡中的確定性技術,會涉及到對現(xiàn)有的TSN機制的增強和改進,但因為場景更為復雜,大規(guī)模網(wǎng)絡中的流的數(shù)量太多,TSN的一些轉(zhuǎn)發(fā)設備時間同步、逐流調(diào)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(zhuǎn)發(fā)效率和成本,因為傳統(tǒng)路由器按照統(tǒng)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(chǎn)業(yè)界實現(xiàn)思路還不收斂。

移動網(wǎng)絡確定性技術研究面臨的挑戰(zhàn)

無線側成為實現(xiàn)端到端確定性的關鍵,無線傳輸容易受到環(huán)境影響,傳輸質(zhì)量難以保障;無線基站不支持TSN協(xié)議,而是通過定義TSN輔助參數(shù)增雖無線資源預調(diào)度能力,缺乏確定性保障。

現(xiàn)有QoS機制無法完全滿足網(wǎng)絡確定性要求,5G支持IEEE TSN協(xié)議,需要綜合考慮5G原有功能的裁剪,以及融合TSN協(xié)議時的功能增強,網(wǎng)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(wǎng)絡現(xiàn)有QoS指標無法體現(xiàn)工業(yè)場景中對于網(wǎng)絡的確定性需求;5G內(nèi)部定義Delay Critical GBR,但本質(zhì)仍然是Best-effort的流搶占機制。

網(wǎng)絡管理缺乏跨層優(yōu)化機制,難以及時定位及故障修復。當前網(wǎng)管系統(tǒng)缺乏靈活性,網(wǎng)絡故障難以實時定位和修復;網(wǎng)絡資源配置固化,無法根據(jù)確定性需求動態(tài)分配網(wǎng)絡資源;底層承載網(wǎng)絡與上層移動網(wǎng)絡管理尚未拉通,缺乏統(tǒng)一調(diào)度機制。

此外,5G系統(tǒng)雖為廣域覆蓋網(wǎng)絡,但為適配IEEE TSN協(xié)議,5G需要局域組網(wǎng),不支持廣域的確定性。

局域、跨域、廣域三方面拓展確定性網(wǎng)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(wǎng)絡方面,時鐘同步+異步流量整形;移動網(wǎng)絡方面,內(nèi)生確定性+機制簡化。

固網(wǎng)確定性技術發(fā)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。一是

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(wǎng)絡部署;三是確定性機制的統(tǒng)一YANG模型:包括相關的機制的管理配置,監(jiān)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(yè)務需求和組網(wǎng)要求,開展實踐探索,促進技術和產(chǎn)業(yè)進一步成熟。

移動網(wǎng)絡確定性研究處于起步階段,重點關注內(nèi)生確定性及相關機制簡化。一是開展內(nèi)生確定性技術研究,設計內(nèi)生的6G網(wǎng)絡確定性機制及網(wǎng)絡架構;二是實現(xiàn)逐節(jié)點精確時間同步:底層設施、網(wǎng)元網(wǎng)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(shù)據(jù)確定性傳輸需求;四是協(xié)議簡化:可編程技術、靈活的協(xié)議選擇和配置;五是網(wǎng)絡QoS參數(shù)增強:增加網(wǎng)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(wǎng)絡廣泛發(fā)展的時代,將從移動、固定網(wǎng)絡獨立發(fā)展的模式,向跨越融合發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變。移動網(wǎng)絡需要吸收現(xiàn)有固網(wǎng)二層、三層確定性傳輸協(xié)議,實現(xiàn)與固網(wǎng)確定性機制融合,即協(xié)議支持、協(xié)同調(diào)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(wǎng)絡機制研究,構建全場景、跨層跨域的6G確定性網(wǎng)絡。但全場景、長距離確定性網(wǎng)絡面臨著很多的挑戰(zhàn),初步判斷該工作將持續(xù)未來5-10年,需要持續(xù)結合業(yè)界技術發(fā)展趨勢,攻克技術難點。

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2020-06-24
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