无线通算融合,释放5G新潜能

发布时间:2023-10-26 作者:中兴通讯 李攀,唐雪

        5G技术的发展和普及,为各行各业带来前所未有的机遇和挑战。5G不仅提供高速率、低时延、大连接的网络服务,还催生了新的应用场景和商业模式,如云游戏、沉浸式XR、智能制造、远程医疗、自动驾驶等,为社会经济发展带来巨大价值。数据的爆炸式增长和人工智能的广泛应用,对计算能力提出了更高的要求,移动运营商对算力网络的关注焦点,也从云、边侧、IP网络内部的算网融合解决方案,逐步延伸到连接用户“最后一公里”的无线接入网,希望基于无线网络和计算资源,构建具备“连接+计算”一体共生的无线通算融合新架构和新能力,充分利用5G网络的优势,为用户提供更高效、更便捷、更智能的计算服务。

        本文将探讨无线通算融合的关键挑战,期望能为运营商在5G网络中引入通算融合新技术、新服务提供一些思路。

 

资源共生协同,构建5G网络多元化服务能力

 

        面向无线通算融合的新计算服务需求,需要构建局部的无线通算融合新型基础设施,从传统“通信”和“计算”资源隔离、功能独立的模式,向“通”“算”资源共生和协同调度转变,从单一的通信服务能力拓展到多元化服务能力。

        通算融合的优势主要体现在以下几方面:

        - 降低成本。通算融合可以利用海量基站节点的空闲计算资源来满足边缘计算需求,减少对中心云的依赖,节省带宽和存储空间,降低运营商的投资和运维成本。

        - 以算强网。通过按需补充单点算力和多站分布式算力的灵活调度,通算融合可满足不同场景对于计算资源的需求和实时性要求,有效应对话务高峰时段或突发大容量场景下的网络性能和感知体验双重压力,提升5G网络综合保障能力。

        - 以算促用。依托无线连接优势,挖掘利用无线优质算力,充分发挥位置最靠近用户、数据路径短、时延更低更稳定的能力,为各种新兴应用提供优质网络服务的同时,可开放高精度定位、精准SLA服务、切片分流、机器视觉等通算一体化服务,结合云网业协同实现场景化增值业务。

        - 推动产业升级。通算融合可以为各行各业带来新的价值和机会,如智慧城市、智慧医疗、智慧教育、智慧制造等。

 

关键技术

        无线通算融合新型基础设施的引入,对网络架构和关键技术提出了新的要求,需要通过网络连接多点计算资源,突破单点算力的性能极限,通过对连接和计算资源的全局调度优化,促进算力资源的按需“流动”,实现高性能、低功耗、可扩展和可协同的新型基础设施。无线通算融合需要在以下关键技术上持续创新和突破:

        - 无线算力感知。对无线网络中分布式节点的算力资源和服务位置、实时状态、负载信息,以及应用算力需求进行全面感知,是保证网络能够按需、实时调度不同位置计算资源的基础。同时,无线通算融合技术还需要结合通信感知能力,包括无线网络终端用户、空口调度资源、业务负载等,进一步实现通信和计算资源的融合感知。

        - 通算融合调度。通过对终端用户、业务需求、无线算力资源和网络资源的信息感知,动态选择满足业务需求的最优调度策略,同时基于无线物理传输和IP网络拓扑,完成数据传输和路由转发,提供更优网络服务响应,降低数据回传成本,实现无线通算资源效率和服务质量的全局优化。

        - 基础设施安全。在传统无线通信网络中加入算力要素后,对基础设施的安全提出了更高要求,其重要性在于保障算力资源的安全性、可靠性和稳定性,包括多用户网络安全、数据安全、系统安全等。

        - 服务化开放。无线网络的算力能力与通信能力同时存在,与传统算力相比具有部署分散、资源异构、能力波动、碎片化等显著特点,使用复杂度高。基于无线通算融合技术,可将通信和计算能力以服务化形式,开放给跨域跨层业务和外部用户使用,以实现无线通算资源的共享和利用。比如沉浸式XR业务,可以基于通算融合服务化开放,将部分图像渲染、音视频流特征解析、编码、同步定位等任务下沉到基站处理,不仅可以降低传输时延,也有助于简化边缘网络的部署,减少对带宽资源的占用。

 

中兴通讯无线通算融合应用探索

        基于无线通算融合对于无线设备提出的智能化、算力化、服务开放的要求,中兴通讯推出具备无线通算融合能力的新型算力BBU及全系列产品解决方案。如图1所示,无线通算融合技术已在多个领域启动了技术验证和应用探索:面向ToC体验经营,基于智能化手段进行5G业务级体验感知保障,通过实时调整优化,助力无线用户体验和效率双优;面向ToB工业现场网,基于算网一体的能力,一站式构建工业专网和工业云平台,无需新增工控机类硬件设备,提供集中式云化PLC应用,助力5G深入生产域;面向ToV车联低空新经济,基于通感算一体的能力,利用运营商5G覆盖优势、边缘算力和精准感知能力,打造差异化的车路协同和创新的低空物联。

 

通算深度融合,推动无线网络持续创新和演进

 

        当无线通算融合技术体系逐步成熟,资源共生的新型基础设施可作为网络建设和行业拓展的核心要素,通过局域网络和广域网络、无线通信和计算资源的深度融合共享,实现基础设施效率进一步提升。以车路协同应用为例,数据的安全性和保密性,以及超低时延、环境感知、高精融合定位等业务对5G网络及算力都有着强烈诉求。因此,如在5G公路网络覆盖规划时,加入对计算资源的规划和部署建设,实现通信和计算一张网的全新模式,将节省网络建设和运维成本。

        无线通算深度融合实现的多元化服务,可为运营商和企业带来多方面的效益,进一步推动产业升级。一方面,可以提升运营商的竞争力和收入,通过提供更多样化、更高质量、更低成本的服务,吸引更多的用户和客户。另一方面,可以降低企业的运营成本和风险,通过利用无线通算资源和服务,减少对云端资源的依赖,降低数据传输的开销和延迟,提高数据安全性和隐私性。

        同时,随着通算资源和服务的深度融合,无线接入网作为算力网络的神经末梢,可以基于算网大脑全局调度,实现更大规模的云边端协同。如图2所示,无线通算融合新型基础设施,基于无线算网使能层接入算网大脑,实现算力网络纳管;算网大脑根据算网服务类型、质量、成本等指标,选择最优的计算节点和路径,灵活部署业务应用和计算任务,实现最佳的无线算网一体服务,进一步合理优化算力网络资源布局,提升计算效率和投资回报。

        此外,无线通算融合不仅是5G网络演进的重要创新和研究方向,也是未来6G网络计算面的关键技术架构方向。下一代无线网络将是通信、感知和计算高度融合的超大规模信息系统,其终端、边缘和云端节点的能力逐步一体化融合,对无线网络架构、灵活性、适应性都提出了新的挑战,要求无线网络原生集成计算、数据、AI等能力。无线通算深度融合的新型基础设施和多样化服务能力,将为6G网络架构和新技术研究应用提供有力支撑。

 

        无线通算融合基于资源降本增效和多元化服务,将带来更多业务可能,释放5G网络新潜能。中兴通讯将秉持初心,持续努力,携手运营商和企业伙伴共同拓新,打造无线通算融合创新应用示范,共创数智社会新价值。