展望未來萬物互聯(lián)的5G時代,網(wǎng)絡(luò)覆蓋不僅僅只是用來覆蓋人,車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、遠程機械控制、VR(虛擬現(xiàn)實)等都有望夢想成真。從過去人與人的連接,到人與物的連接,再到物與物的連接,5G網(wǎng)絡(luò)將與各行各業(yè)碰撞出更多創(chuàng)新的火花,助推行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
其中,網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)將成為5G時代的一大趨勢,如何利用虛擬化技術(shù),將網(wǎng)絡(luò)物理基礎(chǔ)設(shè)施資源根據(jù)各行各業(yè)以及不同場景的需求,虛擬化為多個相互獨立的平行“網(wǎng)絡(luò)切片”,將成為5G使能更多行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
攜手中國移動:愛立信利用網(wǎng)絡(luò)切片成功演示5G智能工廠原型
智能制造是5G技術(shù)的重要應(yīng)用場景之一,利用5G網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)設(shè)備無縫連接,并進一步與設(shè)計、采購、倉儲、物流等環(huán)節(jié)打通,將使生產(chǎn)更加扁平化、定制化、智能化,從而構(gòu)造一個面向未來的智能制造網(wǎng)絡(luò),而網(wǎng)絡(luò)切片在其中扮演著重要角色。
作為網(wǎng)絡(luò)切片概念的提出者,在2017年世界移動大會期間,愛立信攜手中國移動利用5G核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)切片,成功演示了5G智能工廠原型。
本次演示模擬智能工廠環(huán)境中的裝配線,通過5G技術(shù)連接可編程邏輯控制器(PLC),實現(xiàn)PLC間的協(xié)同通信,并進一步利用5G技術(shù)將云端指令直接下發(fā)給PLC,從而控制機械臂完成相應(yīng)處理。整個過程展示了5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、本地流量分流及分布式云計算等在未來工業(yè)制造領(lǐng)域的巨大潛力。
愛立信攜手中國移動成功演示的5G智能工廠原型,定義并實現(xiàn)了基于5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的智能工廠原型,一起探索了利用關(guān)鍵事務(wù)切片為工業(yè)生產(chǎn)提供低延遲、高可靠的解決方案。
此外,愛立信智能工廠技術(shù)演示也正在愛立信南京的全球供應(yīng)中心實地進行現(xiàn)場部署。愛立信南京工廠里有大約1000個高精度螺絲刀,需要根據(jù)使用情況進行例行校準和潤滑,之前所有的操作都在紙上手動記錄。而通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)將螺絲刀連接起來,工廠將能夠用自動化解決方案取代對工具使用量的手動追蹤,此外還可以對互聯(lián)數(shù)據(jù)進行智能分析,從而可優(yōu)化維護管理。
按需分配資源:滿足不同場景網(wǎng)絡(luò)要求
為了應(yīng)對智能工廠帶來的挑戰(zhàn),5G網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)切片提供適用于各種制造場景的解決方案,實現(xiàn)實時高效、低能耗,并簡化部署,從而為智能工廠的未來發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
首先,利用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)保證按需分配網(wǎng)絡(luò)資源,以滿足不同制造場景下對網(wǎng)絡(luò)的要求。
不同應(yīng)用對時延、移動性、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、連接密度和連接成本有不同需求,對5G網(wǎng)絡(luò)的靈活配置尤其是對網(wǎng)絡(luò)資源的合理快速分配及再分配提出了更嚴苛的要求。
作為5G網(wǎng)絡(luò)最重要的特性,基于多種新技術(shù)組合的端到端的網(wǎng)絡(luò)切片能力,可以將所需的網(wǎng)絡(luò)資源靈活動態(tài)地在全網(wǎng)中面向不同的需求進行分配及能力釋放;根據(jù)服務(wù)管理提供的藍圖和輸入?yún)?shù),來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)切片,使其提供特定的網(wǎng)絡(luò)特性,比如極低的時延、極高的可靠性、極大的帶寬等,以滿足不同應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)的要求。
例如在智能工廠原型中,為滿足工廠內(nèi)的關(guān)鍵事務(wù)處理要求,創(chuàng)建了關(guān)鍵事務(wù)切片,以提供低時延,高可靠的網(wǎng)絡(luò)。
而在創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)切片的過程中,需要調(diào)度基礎(chǔ)設(shè)施中的資源,包括接入資源、傳輸資源和云資源等,而各個基礎(chǔ)設(shè)施資源也都有各自的管理功能。通過網(wǎng)絡(luò)切片管理,根據(jù)客戶不同的需求,為客戶提供共享的或者隔離的基礎(chǔ)設(shè)施資源。由于各種資源的相互獨立性,網(wǎng)絡(luò)切片管理也在不同資源之間進行協(xié)同管理。在智能工廠原型中,展示了采用多層級的、模塊化的管理模式,使整個網(wǎng)絡(luò)切片的管理和協(xié)同更加的通用、更加的靈活并且易于擴展。
除了關(guān)鍵事務(wù)切片,5G智能工廠原型還另外創(chuàng)建了移動寬帶切片和大連接切片,不同切片在網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)的調(diào)度下,共享同一基礎(chǔ)設(shè)施,但又互不干擾,保持各自業(yè)務(wù)的獨立性。
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接:本地流量分流 實現(xiàn)低延遲、簡化部署
其次,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接,采取本地流量分流,以滿足低延遲的要求。
每個切片針對業(yè)務(wù)需求的優(yōu)化,不僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)功能特性的不同,還體現(xiàn)在靈活的部署方案上。切片內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)功能模塊部署非常靈活,可按照業(yè)務(wù)需求分別部署在多個分布式數(shù)據(jù)中心。原型中的關(guān)鍵事務(wù)切片為保證事務(wù)處理的實時性,對時延要求很高,通過將用戶數(shù)據(jù)面功能模塊部署在靠近終端用戶的本地數(shù)據(jù)中心,從而盡可能地降低時延,保證對生產(chǎn)的實時控制和響應(yīng)。
此外,采用分布式云計算技術(shù),以靈活的方式在本地數(shù)據(jù)中心或集中數(shù)據(jù)中心部署基于NFV技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用和關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低時延特性,使得特定行業(yè)的智能處理能力通過遷移到云端得到大幅提升,為各行業(yè)提升智能化水平鋪平了道路。原型中將圖像識別模塊部署到云端,圖像通過5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端進行智能識別處理,充分利用了云端的強大計算和存儲資源,能夠更快、更準確地完成圖像識別。
作者系 王春萌,技術(shù)經(jīng)理,愛立信東北亞區(qū)