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5G还在构筑“带围墙的花园”?! -5G架构与电信变革

(2017-05-09 12:04:55)
标签:

5g

互联网

电信变革

icn

it

分类: 5G移动宽带

进入5G时代,运营商纷纷出要实现电信转型,运营模式

营商为中心转向用户为中心。但是从3GPP发布的R15的文件给

出的5G架构看,5G仍然在构筑带围墙的花园。目前的电信转型并

不彻底,还需要继续努力。

   在互联网开始商业化以前,电信网络采用的是面向连接,电路

交换,集中控制的架构,和运营商为中心的运营模式。1995

年采用无连接、分组交换、分布、自治架构的互联网开始商业化

并且大获成功,1998年电信业接受IP, 开始了IP化的进程。IP网取

代话音网成为电信的基础网络。电信网接受了IP,并没有接受互联网

分布、自治、扁平的架构,坚持发展IMS/NGN, 建设集中控制,

可管可控的IP-“带围墙的花园。运营商在这个网上提供安全、有

QoS保证的业务与互联网上的OTT业务对抗。结果并不如意反而

OTT业务大获全胜。中国电信的绝大部分数据流量在公共互联网

CN1上,而可管可控IPCN2上的流量与之相比微不足道。目前固

网运营商的接入网就地接入公共互联网,运营商没有自己的专门的核

心网,网络保持扁平的架构。正是这种扁平架构促进了我国互联网经

济的繁荣。

    蜂窝移动通信网络出于移动性的需求长期以来一直拥有自己专

门的核心网,移动性和用户管理在核心网上完成。全部数据流通过核

心网上的网关接入互联网。网关隔离了蜂窝移动通信网和互联网,多

年来各自独立发展演进,互不相干。这种结构一直保持到今天的5G

目前4G的核心网EPC中,用户IP 是通过两个GTP隧道

UE SeGW/PGW 网关来传送的。每次用户移动,GTP隧道都要改变,而且是不能选路的。结果是目前移动蜂窝网的核心网在省会城市,分布在全省各地的无线接入网通过专门的基于PDN的庞大的回传网络连接位于省会城市的核心网。这种两层的架构导致所有数据流都要先汇聚到省会城市的核心网再接入互联网,即增加了时延又带来了诸多的不便和问题。例如在固网中CDN/缓冲存储器已经部署到基站附近,移动网也不能享用。移动与固网不同的拓扑导致出现今天移动和固网融合的问题。

   移动核心网的独立存在助长了运营商继续发展IMS的努力,4G运营商大力发展基于SIP/IMSVoLTE RCS试图以此对抗OTT业务。几年来的努力效果不佳,面对快速发展的即时通讯和微信(微信加QQ注册用户15亿),RCS发展举步维艰。目前移动宽带应用绝大多数以OTT模式运行在公共互联网上,手机用户通过WiFi(2/3)4G/3G(1/3)接入。运行在运营商核心网上的应用是很少的。

   移动互联网和物联网的快速发展催生了5G,三种应用场景对5G提出了很高的要求。5G提出基于SDN/NFV以切片方式提供端到端的服务满足不同场景的需求。R15中对核心网的要求为:移动性管理和漫游;会晤管理和会晤的连续性;QoS和策略框架;异构接入多宿主; 互工作和迁移以及支持IMS/VoLTE。从上述要求可以看出,R15对核心网的要求远不止支持用户和移动性管理,而是要在核心网上运行那些今天在公共互联网上以OTT模式运行的各种应用。问题是各种OTT的应用移到运营商的专网上丧失了开放性有什么好处,应用服务商和用户是否接受?!。历史的教训必须汲取,5G不要再走回头路。

4G蜂窝移动通信网络主要用作接入移动互联网的管道的模式,其性能在5G时代也面临挑战。主要来自两方面一是异构接入和多宿主,二是核心网接入互联网的锚点距离基站很远的问题。解决后一个问题的方法:一是将核心网的控制平面和用户平面分离,用户平面可以灵活部署,按需要可以延伸到接入网附近。二是发展移动边缘计算MEC,就是在无线接入网附近开“后门”,数据流直接连接在固网上部署在附近的计算资源和缓冲存储器,不再绕路核心网。如果能够取消移动核心网,采用像固网一样的扁平架构,这些问题是不存在的。

基站/无线接入网直接接入互联网在互联网上进行用户和移动性管理的困难是目前的TCP/IP互联网解决移动性管理还有问题。目前在ITUIETFETSI和我国(重大科技专项3)都在进行在5G采用ICN协议取代TCP/IP协议的研究,探讨各种演进过渡方法5G。另外一个可能是基于区块链技术发展发展分布式的用户管理系统。这些研究的是技术问题,根本问题是运营商是否真的下决心取消专门的移动核心网,实现彻底的扁平化。

互联网的成得益于其扁平的架构和开放自治的运行模式。用户真正的主人,互联网为大众创业万众创新提供环境5G作为互联网+基础设施必须继承互联网精神,千万不可再筑围墙失去这次难得的历史机遇。运营商要真正转型到用户为中心必须将蜂窝移动网与互联网融合彻底实现扁平化,最终实现5G与未来网络融合。

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