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中国科学院声学研究所侯自强教授:br5G与未来网

  由我国IMT-2020(5G)推进组联合欧盟5G PPP、韩国5G论坛、日本5GMF和美国5G Americas共同主办的第一届全球5G大会(Global 5G Event)于2016年5月31日至6月1日在北京举行。本次大会是上述中欧美日韩5G组织2015年10月签署多方合作备忘录(MoU)之后联合主办的第一次全球5G大会。大会以“构建5G技术生态”为主题,全面展示全球5G最新研发进展,探讨5G发展核心关键问题,推动5G领域国际交流与合作,引导全球统一5G技术标准形成,促进全球5G产业及应用发展。

  中国科学院声学研究所侯自强教授在第二天的大会上发表了题为“5G与未来网络(ICN)融合”的主题演讲。

  两天的会议之后,大家都感觉很累了,就讲短一点,尽量捡重点来讲,今天我讲的是5G和未来互联网的融合。

  首先来看一下电信网络演进的趋势,电信运营商的控制力越来越小,20年前还是电话交换,每一件事情都是在电信运营商的控制之下。是互联网出现了,公共互联网的发展改变了很多事情。OTT运营商随之而来,电信运营商失去了很多的控制,把很多控制权交给了OTT运营商,他们有IMS,电信运营商的私营网络可以确保QoS和安全。

  但是OTT的厂商在互联网领域的进展神速。到目前为止,它们可以提供很高质量的视频服务,还可以提供电话呼叫,所有的事情没有不能做的。

  然后移动又进来了,核心网变成了EPC,移动宽带发展迅速,微信什么都能干。那现在问题就来了,ICT是未来最后一搏的事情了吗?答案是的,未来电信运营商的专网像EPC这样的东西将会消失,所有的东西都会去到公用互联网上,就是未来的互联网上。今天的互联网还做不到,但是未来的互联网可以做得到。

  这意味着什么呢?对于5G来讲,我们将会直接连入互联网。今天电信运营商有自己的核心网。通过网关连到互联网。

  在未来,我们可以直接连入互联网,不再需要专网的网关,这样我们可以最小化E2E的时延,减少OPEX的成本,也可以减少回传的需要。

  在过去5到10年,有很多研究工作是关于未来网络方向的,比如说在ITU,在欧洲FI-PPP,所有今天的工作都是关注于信息为中心的网络,就是ICN。很多人认为未来的互联网将会是ICN。

  让我们来看一看ICN的演进。对于互联网来讲,我们不能保证QoS,我们有CDN,内容分发网络。CDN是OCT模式。移动互联网进来了,他们还是用CDN。使用OTT模式,但是今天5G来了,还用CDN吗?还是都去到ICN?这是我们需要解决的问题,需要回答的问题。

  在ITU,5G是由ITU-R来负责的,也就是它的无线部门。在ITU-T,他们的标准化部门,他们也有一个关于未来互联网的研究。

  去年这个时候,他们成立了一个新的焦点组,叫IMT—2020焦点组,他们有这么一个想法,为什么我们不使用ICN作为一个传输协议呢?来模仿EPC。

  有三个选择,一个是OTT方式,我们已经有了。第二个是使用IP做移动管理传输。用ICN做内容交付。这是一个演进的方式,可能对于近期5G的发展是有用的,但是我认为我们还必须看一下第三个选项,使用ICN作为一个移动管理的本地传输和内容交付。整个网络采用ICN路由,这意味着没有EPC,我们使用ICN作为核心节点,ICN是未来的公共互联网。

  在IMT-2020中利用ICN替代IP,是一个很大的挑战,很难完成,因为互联网太大了,如果你想改变TCP/IP协议的话,把它变成另外一个协议,那要解决的问题当然有很多。

  这是TCP/IP和ICN的一个对比,它们都是分组交换路由,但是对于TCP/IP来讲,它是处理主机的,主机找到IP地址,ICN处理的是数据,不管这个数据来源是哪里?如果我们使用ICN作为一个协议,作为5G的传输协议,有很多问题需要解决,第一个问题就是移动性。

  今天,移动性所有东西都是放在EPC下面,现在我们想要除掉EPC,而使用ICN,我们所有的事情都要在ICN里头来做。那我们就一定要解决移动性的问题。移动服务应该是可扩展的,可能会有几十亿的设备,要连到网上。也非常快,50到100毫秒的时延才行。

  另外,我们要能处理断网和带宽的变化,无线链路有时候不是特别得稳定,会出现断网的情况,如果用TCP/IP再连接,再连接,再尝试,再尝试。而对ICN,我们可以找到另外一条路由来解决这个问题。多波成为一个基本的业务。

  另外一个重要的功能,Multi—Homing成为一个标准的功能,今天当用户使用LTE来接入互联网的时候,有另一种方式,那就是wifi,也可以帮你接入互联网,我们必须二选一。我能不能二者一块儿使用呢?那接入互联网呢?如果我们是以用户为中心的,我可以使用所有的无线资源来获得更好的体验,这就是我们Multi—Homing的概念,这个待会儿可以更详细地再来讲一下。

  互联网真的是很大,如果我们想要修改互联网最基本的TCP/IP的协议,非常难。你必须找到一种途径来实现无缝的演进,从现有的TCP/IP到未来的ICN,如何完成呢?ICN切片是最好的选择。

  我们可以设立一个TCP/IP互联网切片,然后另外一个切片交给ICN。ICN会做得越来越大,逐渐成熟,这样最终完成从TCP/IP到ICN的演进。

  5G和未来互联网的融合,将会是一个双赢的结局。5G和ICN的融合将会打破现有IP的僵局,发展到未来的IP网络,充分发挥未来互联网的各项优势。如果你在5G阶段使用未来互联网的话,你将会获得更高的性能,更好的用户体验,以及其他的一些好处。

  对于未来互联网,正如刚才我所提到的,如果互联网想要过渡到未来的互联网很难。但是,如果未来互联网和5G融合了,而5G将会给互联网一个巨大的推动力,改变互联网的状况。因为5G将会提供很可能10倍于4G的功能和能力,所以每件事情都会成为可能。

  这是发展的路线G未来的发展。第一阶段,是15版,我认为ICN不能取代15版,但是还有一种可能性,就是进入16版。如果可以把它放到16版,就可以实现商用,也许2022年。如果不能这样做,我们就有一种5G+的说法。

  首先利用SDN来支持ICN,这是一个问题。目前的SDN大多数是基于开放流,开放流又取决于互联网,也就是IP。ICN并非IP网,所以我们需要可编程的SDN。华为有一个新的协议,叫POFU(谐音)协议独立论坛、PIF、POIF,这是一个互联网的项目,是我们与华为合作进行的。在这个项目中有一个测试床,测试平台,是关于ICN和5G融合的,这是中国的项目,我们与他们进行合作。

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