為加快響應國家5G新基建政策,踐行央企責任,進一步推動信息產業發展,中國移動于6月17日至21日以“共贏、合作、開放、創新”為主題,舉辦“創新2020云上科技周”系列活動。
在備受關注的6G系列研討會上,中國移動研究院網絡所副所長陸璐以《確定性技術促進面向6G的極致網絡研究》為主題,揭示了確定性技術研究的驅動力,描述了確定性技術研究的現狀,同時對6G確定性技術進行展望。
業務需求推動網絡向“確定性”演進
陸璐介紹,從網絡的演進趨勢來看,隨著5G To B市場業務的發展,移動通信網絡逐漸從服務消費互聯網向服務產業互聯網轉型,也逐漸成為工業互聯網、車聯網的技術基礎。ICT和OT的進一步融合促使移動通信網絡從提供“盡力而為”的剛性管道,向提供“確定性”的按需定制網絡服務演進。
另外,時間敏感類業務對網絡性能提出極致要求。隨著工業制造、車聯網、智能電網業務的發展,移動通信網絡在支持超低時延的同時,需要支持確定性業務傳輸。從IEEE、IETF到3GPP,各標準組織對確定性傳輸有不同的定義,典型業務需求主要集中在有界的時延和低抖動、極高的可靠性,以及端到端高精度的時間同步等四個方面。
確定性技術研究取得階段性進展
在此背景下,IEEE 、IETF和3GPP等各組織均已開啟在確定性技術各個領域,包括固網和移動網方面的研究。
IEEE 802.1工作組2007年創建音頻視頻橋接(AVB)任務組,其目標是用家庭中的HDML、揚聲器和同軸電纜;2012年,IEEE 802.1AVB任務組更名為時間敏感網絡(TSN)任務組,從時間同步、流量調度和整形、可靠性、配置管理四個方面定義了20多個網絡協議,具有時間同步、時延保障等機制,成為新一代以太網協議。
目前,IEEE TSN工作組已經發布基本協議13個,包括同步、可靠、時延和管理4個方面,保證數據傳輸的低時延、低抖動和極低的丟包率,實現確定性網絡傳輸。TSN也已完成大部分的時延控制機制標準制定,包括流量排定、流量整形、資源預留等,能夠實現微秒級的時延和抖動,應用場景包括音頻、車載、工控等。
IETF2015年成立確定性網絡(DetNet)工作組,致力于將基于以太網的確定性技術擴展到廣域IP網絡。DetNet主要關注單個網絡域的場景,或者是緊密關聯的網絡之間的場景,例如園區網絡、專用WAN等。
目前,IETF DetNet已經發布三份RFC標準,工作重點集中在數據面方案,同時積極推進DetNet安全和YANG模型等項目。但DetNet只做基于IP(3層)的可靠性保障機制,沒有基于IP(3層)的轉發時延控制,所以無法很好地應用于大規模網絡。
針對以上問題,IETF積極開展大規模確定性網絡技術(DIP)的研究,DIP基于確定性的報文調度和端到端時延保證機制,實現IP大網端到端時延確定性和大規模可擴展性應用。2018年IETF DetNet工作組開始研究DIP,目前已經形成初步的技術方案,包括網絡架構和工作流程,產業界積極開展仿真驗證,國內網絡5.0聯盟以及ITU FGNET2030也在積極推進DIP技術。
3GPP在2018年R16階段開始Vertical LAN項目研究,面向工業制造場景,開展5G支持IEEE TSN協議研究及標準化;2019年,3GPP R17階段陸續開展Industrial IOT項目研究,開展5G內生確定性機制研究及標準化。
分階段推動6G確定性網絡機制
6G時代是確定性網絡廣泛發展的時代,將從移動、固定網絡獨立發展的模式,向跨越融合發展的模式轉變。移動網絡需要吸收現有固網二層、三層確定性傳輸協議,實現與固網確定性機制融合,即協議支持、協同調度、部署融合。
陸璐表示,真正的網絡確定性將在6G時代成熟并實現廣泛應用。中國移動將從三個階段入手,不斷推動確定性網絡機制成熟。
第一階段:實現內生確定性,6G網絡需要不斷學習固網確定性機制,優化網絡性能,更新迭代網絡技術,并結合移動網絡自身的特點,適當的進行機制的簡化;
第二階段:實現跨域融合的確定性,從協議支持、協同調度、部署融合等方面研究6G網絡與固網的融合;
第三階段:實現廣域的確定性,突破移動性、空口的確定性、傳統的IP轉發規律等技術難點,考慮特定場景的專用方案。
“中國移動將與產業界伙伴共同努力,推動6G網絡確定性技術的研究,使得確定性網絡真正成為垂直行業產業升級的核心引擎。”陸璐最后表示。
責任編輯:gt
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