5G確定性網(wǎng)絡(luò)，是不是未來？

5G需要一張?jiān)鯓拥纳逃镁W(wǎng)絡(luò)？

雷鋒網(wǎng)消息，2月23日，在MWCS 2021（世界移動通信大會上海展）上，工信部副部長劉烈宏透露，中國在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的累計(jì)投入已經(jīng)超過2600億元。

2600億元的建設(shè)投入帶來的是建成了71.8萬個5G基站、實(shí)現(xiàn)了2億+5G終端連接量，5G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有地市。

5G的應(yīng)用場景80%是面向行業(yè)（To B）市場。

行業(yè)市場不同于消費(fèi)市場，對網(wǎng)絡(luò)延時和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性都提出了苛刻的要求（例如20ms&99.999%）。手機(jī)偶爾有一兩秒沒信號或許不是什么大問題，但在工廠中，哪怕出現(xiàn)1秒的延時，都可能造成最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)。

這就使得5G在進(jìn)入行業(yè)市場、工業(yè)市場時，需要提供5G專網(wǎng)。

2019年5月，華為在第三屆未來網(wǎng)絡(luò)大會上，提出了5G確定性網(wǎng)絡(luò)，隨后成立了5G確定性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；

2021年2月23日，華為聯(lián)合多方成立了5G確定性網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，并發(fā)布了《5G確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)業(yè)白皮書》。

什么是5G確定性網(wǎng)絡(luò)？

三大運(yùn)營商提供了怎樣的專網(wǎng)部署模式？

5G確定性網(wǎng)絡(luò)又能為產(chǎn)業(yè)帶來怎樣的改變？

1、5G確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，什么是5G確定性網(wǎng)絡(luò)？

對于這一概念，華為聯(lián)合信通院、三大運(yùn)營商在2020年發(fā)布的《5G確定性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)白皮書》中做了如下定義：

5G確定性網(wǎng)絡(luò)（5GDN：5G Deterministic Networking），是指利用5G網(wǎng)絡(luò)資源打造可預(yù)期、可規(guī)劃、可驗(yàn)證，有確定性能力的移動專網(wǎng)，提供差異化的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

其實(shí)，5G確定性網(wǎng)絡(luò)是基于三個維度——能力可編排的差異化（Differentiated）、數(shù)據(jù)安全保障專屬（Dedicated）性、自主管理可自助服務(wù)（DIY）提出的，由此也形成了5G確定性網(wǎng)絡(luò)的3D模型。

華為云核心網(wǎng)產(chǎn)品線總裁劉康稱，“以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的5G行業(yè)場景對5G普遍存在確定性需求，諸如時延確定性、帶寬確定性等差異化網(wǎng)絡(luò)能力，以及安全管理、自助隔離等需求。”

因此，5G確定性網(wǎng)絡(luò)需要構(gòu)建一套完整的技術(shù)體系。

此次，在《5G確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)業(yè)白皮書》中進(jìn)一步明確了5G確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)主要分為服務(wù)管理、控制調(diào)度、測量保障三層，具體架構(gòu)如下圖所示：

其中，5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)構(gòu)建了SLA保障的基礎(chǔ)框架，在各網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，則采用URLLC、MEC、TSN、LAN等技術(shù)來提升網(wǎng)絡(luò)確定性能力。

盡管國內(nèi)廠商已經(jīng)有30年的消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，但在5G確定性網(wǎng)絡(luò)專網(wǎng)建設(shè)中仍有許多不足之處。諸如在管理層需要積累更多的算法和模型，在控制調(diào)度需要增強(qiáng)協(xié)同和調(diào)度控制，在感知和保障上也需要進(jìn)一步強(qiáng)化。

據(jù)華為云核心網(wǎng)產(chǎn)品線戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展部總裁戴繼盛透露，“在過去兩年的實(shí)踐中，物流跟蹤、視頻監(jiān)控、AMR、機(jī)器視覺等在窄帶物聯(lián)、寬帶物聯(lián)、工業(yè)物聯(lián)的各項(xiàng)目中反復(fù)出現(xiàn)，成為應(yīng)用中較為清晰的高價值場景。”

不過，他也指出：

在實(shí)踐中，我們也發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供給能力仍有不足，離行業(yè)期望仍有較大的差距，由此也帶來了5G行業(yè)應(yīng)用的需求抑制和質(zhì)量降低，今年聯(lián)盟的重點(diǎn)是提升供給側(cè)能力。

經(jīng)過過去一年多的摸索，華為提出了5G確定性網(wǎng)絡(luò)的三個發(fā)展階段：

未來1-2年，基于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)局域5G準(zhǔn)確性網(wǎng)絡(luò)，支持第一波5G行業(yè)高價值應(yīng)用場景；

未來2-3年，實(shí)現(xiàn)局域5G確定性網(wǎng)絡(luò)，支持80%-90%目前已知的5G行業(yè)應(yīng)用場景；

結(jié)合協(xié)議演進(jìn)，結(jié)合B5G、6G技術(shù)打通端到端，實(shí)現(xiàn)廣域確定性網(wǎng)絡(luò)，支持廣域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、V2X等更多應(yīng)用場景。

2、三大運(yùn)營商的行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)模式

中國聯(lián)通研究院未來網(wǎng)絡(luò)研究中心黃蓉指出：

預(yù)計(jì)到2026年，全球運(yùn)營商收入將會擁有一個6190億規(guī)模的增量市場，其中36%將會是由5G帶來的B端行業(yè)收入。

正因如此，三大運(yùn)營商都在積極推動5G行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)。

根據(jù)行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)差異化、網(wǎng)絡(luò)性能、隔離度三個指標(biāo)的需求程度，三大運(yùn)營商均推出了三類“網(wǎng)絡(luò)差異化能力組合逐漸增多、網(wǎng)絡(luò)性能和隔離度逐步提高”的行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)模式。

中國移動推出的三類行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)模式分別為：

優(yōu)享（切片+QoS）。無線與頻率與大網(wǎng)共享，采用DNN/QoS優(yōu)先調(diào)度或核心網(wǎng)切片滿足高帶寬需求；

專享（切片+邊緣計(jì)算）。在優(yōu)享基礎(chǔ)上，將用戶面部署于區(qū)縣或企業(yè)園區(qū)，滿足數(shù)據(jù)不出場和低時延需求；

尊享（切片+專用+隔離）。無線頻譜或基站設(shè)備專用，或核心網(wǎng)物理專有切片，滿足高安全隔離及定制化需求。

中國聯(lián)通推出的三類行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)模式分別為：

虛擬專網(wǎng)。無線、核心網(wǎng)共享，充分利用切片技術(shù)構(gòu)建企業(yè)專網(wǎng)，企業(yè)數(shù)據(jù)安全取決于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)安全，時延取決于運(yùn)營商的UPF部署位置；

混合專網(wǎng)+MEC。無線、核心網(wǎng)控制面共享，核心網(wǎng)用戶面獨(dú)立，這類網(wǎng)絡(luò)UPF部署在園區(qū)，結(jié)合MEC保障業(yè)務(wù)處理不出園區(qū)，從而降低時延；

獨(dú)立專網(wǎng)+MEC。5G全網(wǎng)物理隔離，保證企業(yè)數(shù)據(jù)安全，網(wǎng)絡(luò)自主可控，這類網(wǎng)絡(luò)部署成本是三者中最高，同時需要5G專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。

中國電信推出的三類行業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)模式分別為致遠(yuǎn)模式、比鄰模式、如翼模式，三類業(yè)務(wù)模式與移動、聯(lián)通基本類似，具體如下圖所示：

3、5G To B繁榮背后的艱難

5G確定性網(wǎng)絡(luò)提出不到兩年，得到了產(chǎn)學(xué)研各界高度關(guān)注。

2019年6月26日，5G確定性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（5GDNA）成立，據(jù)官方公開數(shù)據(jù)顯示，如今已有華為、三大運(yùn)營商、國家電網(wǎng)、廣州公交、中日友好醫(yī)院、海爾、中控、碧桂園等在內(nèi)的100+家企業(yè)單位；

2020年10月，5G確定性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式加入3GPP MRP（注：MRP是代表行業(yè)為3GPP提供移動通信服務(wù)、特性、功能等市場需求和建議的機(jī)構(gòu)組織），成為繼5GAA、5GACIA之后全球第三家加入3GPP MRP的5G垂直行業(yè)組織，并牽頭在3GPP R18中成功立項(xiàng)5G智能電網(wǎng)研究項(xiàng)目。

此次大會上，華為聯(lián)合國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、三大運(yùn)營商、格力成立了5G確定性網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

5G To B如火如荼。

一方面，據(jù)5GDNA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球各類5G行業(yè)項(xiàng)目總數(shù)接近6000個，其中超過20個運(yùn)營商發(fā)布了5G行業(yè)解決方案；據(jù)會上公布數(shù)據(jù)顯示，交通、制造、能源、零售、金融服務(wù)、公共安全、醫(yī)療、媒體娛樂八大類是5G To B主要應(yīng)用領(lǐng)域；目前中國移動5G行業(yè)專網(wǎng)已經(jīng)在智能電網(wǎng)、智慧工廠、智慧鋼鐵、智慧礦山、智慧港口領(lǐng)域應(yīng)用部署，已經(jīng)支撐政企100+龍頭項(xiàng)目，2000+省級示范項(xiàng)目，10+行業(yè)新技術(shù)示范項(xiàng)目。

另一方面，現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)能力仍存在諸多不足、難以滿足行業(yè)需求，這也導(dǎo)致了需求降質(zhì)、需求抑制的問題。以電網(wǎng)項(xiàng)目為例，《5G確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)業(yè)白皮書》指出：

在當(dāng)前的實(shí)踐中，配電自動化DTU（Distribution Terminal Unit配電終端）上內(nèi)置的分布式處理軟件為了適配5G無線接入網(wǎng)絡(luò)時延不確定性，采用了加大消息包接收緩存區(qū)等方式進(jìn)行容錯處理。這在本質(zhì)上是以犧牲業(yè)務(wù)處理性能、增加終端成本為代價，降低對5G網(wǎng)絡(luò)時延抖動的敏感度和依賴性。

由此可見，要想在3年內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)“支持80%-90%目前已知5G行業(yè)應(yīng)用場景”，產(chǎn)業(yè)各界仍需在標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證上加緊腳步，而這些同樣出現(xiàn)在了華為、三大運(yùn)營商、國家電網(wǎng)等企業(yè)的未來計(jì)劃中。