揭秘5G网络的背后：SDN将是关键技术！

（原标题：揭秘5G网络的背后：SDN将是关键技术！）

从2G到3G/4G时代，移动网络速度的“质变”全面改变了我们的工作和生活，也让我们对于5G时代有了更多的憧憬。特别是进入2016年后，从标准组织，到设备提供商，再到运营商，都在积极拥抱5G，可以说5G的热潮已经形成。然而必须要强调的是，5G带来的将不仅是更快的移动网络速度，更是一个覆盖更广泛联接的、端到端的下一代移动通信系统！

该系统至少在以下三个方面改变我们的移动接入体验：

高容量，无论是在室内还是室外，移动网络无处不在，同时可以满足高密度应用场景下的高带宽（高性能）接入；

超可靠，通信的稳定性相比3G/4G时代显著提升；

低延迟，可更好地满足当前及未来各种应用的需求，比如视频、物联网（IOT）、M2M、车联网、远程医疗、超大规模的传感器网络、电网、交通、乃至智慧城市控制等。当然，还包括当前炙手可热的AR和VR。

除了体验方面的改变外，5G时代还将改变整个产业的生态系统，创造新的商业模式，带来新的商业机会。正如高速互联网和智能手机带来的变革一样，5G也将在电信、汽车、医疗、政府（公共事业）、制造业和交通运输等行业引发变革。

其中在电信行业，首先改变的就是运营商的网络架构设计，而这背后则离不开虚拟化计算、软件定义网络SDN、网络功能虚拟化NFV的支撑。ONF执行总裁Dan Pitt就指出，没有软件定义网络SDN，5G的“承诺”甚至难以实现。

5G“承诺”的目标

为了满足未来更多业务应用的需求，5G必须在性能（吞吐量和延迟）、可靠性、灵活性、可扩展性、电源效率等方面实现突破。

虽然5G标准尚未确定，但关于5G的一些“硬需求”已经提前得到了业界的广泛认可。其中在容量方面，5G相比4G将实现单位面积移动数据流量增长1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提升10到100倍，峰值传输速率将可达10Gbps；在延迟方面，端到端时延将比4G缩短5倍，目标低至10ms，甚至在部分特殊应用场景要低至1ms；而在可扩展性方面，可联网设备的数量将比4G时代增加10到100倍；此外，低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间也要增加10倍。

5G不只速度快

想要实现上述目标，5G不仅要整合创新的空口技术和已有的无线接入技术，还需要调整、优化天线设计，扩展频谱，并升级基站（实现超密集组网、新型多址等）。此外，5G网络架构也将有显著变化，特别是随着大数据应用的落地，5G网络架构将向着分布式、智能化等方向演进。届时，SDN将成为关键！

为何说SDN是5G的关键技术

前文已经提过，5G带来的不仅仅是更高的带宽和更低的延迟，其灵活、敏捷、可管理等特性，还将为运营商打造更多创新服务，以更好地应对OTT的冲击。而SDN将是实现这一切的基础，其同时改变了传统的一个应用一个硬件的“烟囱”架构。

SDN将控制层面和数据层面解耦分离

SDN实现了控制层面和转发（数据）层面的解耦分离，使网络更开放，可以灵活支撑上层业务/应用。对运营商而言，SDN实现了动态控制方面的诸多创新，包括分组数据连接、可变QoS、下行链路缓冲、在线计费、数据包转换和选择性链接等。而据了解，目前ONF的移动网络中工作组正在加快这些创新的落地。

目前已经有越来越多的5G架构开始基于SDN理念构建，例如移动通信网NGMN设想的架构，借助硬件和软件分离，以及SDN和NFV提供的可编程能力，全面覆盖5G的各个方面，包括设备、移动/固网基础设施、网络功能等，从而实现5G系统的自动化编排。

SDN带来的敏捷特性，可以更好地满足5G时代不同应用的不同需求，让每一个应用都有特定的带宽、延迟等。同时IT人员还能借助SDN的可编程性，将网络资源变成独立的、端到端的“切片”，包括无线、回程、核心和管理域。

有了SDN架构的支撑，运营商真正实现了将网络作为一种服务，并在连续提供服务的同时有效地管理网络资源。SDN还将为运营商提供最佳数据传输路径，进一步优化运营商的网络。综合来看，基于SDN构建的5G架构，将会进一步降低运营商的capex和opex，让运营商有更多的资金去实现服务的创新，将网络真正转化为价值收益。

不一样的5G生态圈 开源助创新

5G将会对现有的产业格局产生巨大的影响，为众多的电信运营商和各行业的云服务提供商带来机会。与此同时，5G的生态圈也将分为多个层次，从共享基础设施，提供特殊的网络功能，到提供端到端的服务，以及携手软件合作伙伴融入5G系统等等。

未来，5G的基础设施将由传统的标准组织定义，但基于5G的增值服务将基于运营商的软件能力打造，而借助开源社区的力量，无疑将加速运营商的软件创新能力。也就是说，运营商想要在未来的激烈竞争中脱颖而出，拥抱开源或将是一条捷径。

5G标准或将等到2020年

伴随着5G热潮的到来，制定全球统一的5G标准的呼声越来越高。为此，国际电信联盟（ITU）已启动面向5G标准的研究工作，根据工作计划：2015年将完成IMT-2020国际标准前期研究，2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究，2017年年底将启动5G候选方案征集，2020年年底完成标准制定。

此外，3GPP作为国际移动通信行业的主要标准组织，将承担5G国际标准技术内容的制定工作。3GPP R14阶段被认为是启动5G标准研究的最佳时机，R15阶段可启动5G标准工作项目，R16及以后将对5G标准进行完善增强。

5G带来的创新应用体验

刚刚已经介绍了5G的诸多优势，包括高性能、高容量、低延迟、低功耗、超可靠等等，那么进入5G时代，我们的工作、生活又将会发生怎样的变化呢？

受到“身临其境”的体验

举例来说，高性能+高容量将为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。即在未来的世界杯和奥运会赛场，5G不仅可为赛场内的观众提供Gbps级体验速率、数十Gbps峰值速率，还可实时回看赛场中的精彩瞬间（超高清）。而对于未能亲临现场的观众来说，借助赛场中众多摄像机（各个角度）和虚拟成像技术的帮助，将让你不到现场，也能享受到“身临其境”的体验。

低延迟将让车联网成为现实，彻底解决4G延迟表现不够理想——无法满足自动驾驶中的安全需求（即刹车反应时间过长）。而5G时代1ms的低延迟，将使得刹车反应时间内车辆的行驶距离不超过20厘米，真正满足安全驾驶的需求，真正让自动驾驶成为可能。

5G与物联网

当然，5G带来的关键改变还在物联网领域，比如智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点，而5G低功耗、多连接等特性正好可以满足这些应用场景的需求。

5G的关键技术：不止SDN

未来的5G网络，除了SDN，其实还需要网络功能虚拟化NFV和云计算技术的支撑，才能构建更加灵活、智能、高效和开放的网络系统。例如，通过云支持多种无线制式的接入，并融合集中式和分布式两种无线接入网架构，以适应各种类型的回传链路，实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理；而借助NFV则可进一步降低运营商的投入成本（通过标准硬件），并实现更多功能。相比之下，SDN提供的是更底层的支撑，但绝对关键！