2022年10月22日04:08:41 熱門 1521

繼 5G商用牌照正式頒發給四家運營商之後,中國移動、中國聯通和中國電信均公開表示將以 SA架構為最終目標,並公布若干應用場景,這些對開發者而言意味著什麼?是否會就此改變開發模式和工具鏈?又會帶來哪些新的應用場景?本文以 5G的發展現狀及未來趨勢為主,展開講述開發者在這之中需要關注哪些因素。

從 3G跟隨、4G並跑到 5G引領,中國在 5G時代的發展步伐已經邁入全球第一梯隊。2019年上半年,全球已有 11款 5G手機上市,入門級價格約為 600美元;預計到 2019年 Q4季度,主流廠家的第二品牌將陸續商用 5G手機,5G手機的入門級價格有望降至 300美元左右,產業鏈將向 300至 400美元靠攏。

隨著 5G頻譜劃分和商用牌照正式確定,中國在標準制定層面的現階段工作已經準備就緒,未來兩年將會迎來5G商用場景的集中落地,技術實力會在這個階段起到至關重要的作用。對開發者而言,5G也會對開發場景和開發模式帶來諸多變化。就此,InfoQ採訪了華為雲 5G+Cloud + X負責人聶頌,了解 5G和雲計算將對開發者帶來哪些影響。

應用場景變化

在近期召開的 2019世界移動大會(MWC)上,中國移動、中國電信和中國聯通均宣布 5G網路將以採用獨立組網為目標架構。在 5G網路的兩種架構獨立組網(Standalone,簡稱 SA)和非獨立組網(Non-Standalone,簡稱 NSA)中,NSA架構的 5G載波僅承載用戶數據,其控制信令仍通過 4G網路傳輸,其部署可被視為在現有 4G網路上增加新型載波進行擴容,而 SA架構是採用全新設計思路的架構,在引入全新網元與介面的同時,大規模採用網路虛擬化、軟體定義網路等新技術,與全新的 5G NR空口技術結合,其協議開發、網路規劃部署及互通互操作所面臨的技術挑戰將超越 3G和 4G系統。三大運營商的表態意味著從 4G到 5G的過渡逐漸進入收尾階段,5G將進入新的發展階段。

標準制定和設備生產主要是運營商和設備供應商的任務,但 5G帶來的新應用場景可能會為開發人員帶來更多新機會。2018年 12月份,韓國宣布開始進行 5G商用。2019年 3月份,開始面向終端用戶。根據韓國三大運營商提供的套餐,5G時代很大的不同在於是流量加內容的形式,如下圖:

這種狀況同樣可能出現在國內,中國移動目前已經孵化了數十個應用場景,尤以重度 5G場景居多。所謂重度 5G場景可以理解為對低延時、高可靠要求較高,只有 5G技術指標下才可能取得突破的場景,比較有代表性的是 VR/AR、雲遊戲、高清視頻、視頻 EI、無人機等,這些場景在 4G時代的體驗並不友好。舉例來說,雖然目前有些 VR設備(比如三星 Gear VR)是完全無線的,但大部分都需要用線材將頭盔連接到計算機上,以便傳輸數據和電能,如果是坐著使用頭盔和遊戲手柄,那沒有什麼問題,但當你在室內走動時,線材確實可能礙手礙腳,長時間佩戴 VR設備也容易讓人產生眩暈感。在 5G和雲計算的幫助下,VR設備可以不通過線材與計算機進行連接,計算能力可以直接傳到雲端計算,類似這樣的應用場景會讓開發者有更多選擇。

聶頌表示,從國際電信聯盟(ITU)的定義來看,5G要達到的基礎技術指標包括:20Gbps的峰值容量,100Mbps的用戶體驗速率,1毫秒的空口時延,高達 100倍的網路能耗效率提升以及每平方公里 100萬連接數等,部分指標比 4G高出十倍以上。ITU定義的 5G三大場景包括 eMBB(增強移動寬頻),mMTC(海量機器類通信)和 uRLLC(超可靠低時延)。

具體來說,eMBB指的是 3D視頻、UHD屏幕、基於雲的辦公等場景;mMTC主要指的是智慧城市、智能家居等場景;uRLLC主要指的是工業自動化、Mission Critical應用和自動駕駛等場景。在這之中,eMBB的相關標準已經制定完成,也就意味著現階段的 5G可以達到低時延、高可靠的目標,因此開發者現階段可以重點關注該場景應用。

此外,有開發者認為,在 4G時代,很多應用並沒有明顯感覺速度受限或者體驗很差,在這種背景下,5G是否有必要。對此,聶頌認為,5G對所有場景的影響並不是一致的,上文提及的重度 5G場景可能是從中受益最多的,而輕度和中度 5G場景,比如電商、社交、傳統遊戲;雲電腦、雲手機和手機視頻等也會有不同程度的改變,比如速度更快、流量成本大幅降低、APP流化(雲化)、端側計算算力雲化等,但受到的影響沒有重度 5G場景大。

綜上,從功能方面看,4G主要是面向個人消費者提供移動寬頻體驗,5G除了提供增強的個人移動寬頻體驗之外,還將驅動移動通信與各行業的結合,這可能會為開發者帶來很多新機會。

開發模式變化

應用場景的變化很自然會帶來開發模式上的變化。回顧過去數年中國互聯網的發展歷程,流量入口逐漸從 PC過渡到手機。如今,聶頌表示,5G時代,雲很可能成為新的流量入口,在傳輸速度得到提升的情況下,大量計算會輕易轉移到雲端,開發模式也會朝著「All in Cloud」的方向演進,對手機終端的要求可能不會很高,手機的作用更多是屏幕顯示,所有存儲計算全部在雲端運行,很多手機無法支持而在 4G時代又無法快速上傳到雲端的任務,比如大型圖像渲染等,都可以通過雲平台解決。

以雲遊戲場景為例,聶頌表示,目前大型手機遊戲都需要用戶下載 APP才能使用,更新也得通過應用商店手動下載安裝,而雲遊戲不需要用戶下載應用,所有渲染和計算都在雲端完成,用戶只需要通過 URL就可以進入遊戲界面,這種思想與現在的小程序類似,但小程序依舊存在很多限制,同樣依靠一個具體的 APP並更適合輕量級應用。在這種背景下,開發人員研發應用不需要在開發多終端版本的同時,在伺服器端單獨部署邏輯,雲平台可以承擔很多工作,包括分發,開發者的開發模型會受到影響,開發語言可能沒有太多變化,但工作量應該會降低,因為雲平台可以提供很多通用組件,且不需要糾結終端適配,可能會出現新的工具和框架,但開發邏輯是相通的,這一點不需要過多擔心。

不過,雖然 5G的出現解決了手機到基站之間高帶寬、低延遲的問題,但主幹網上的延遲問題並沒有直接被解決。聶頌談及,雲廠商在這之中承擔了很大責任,如果不能提供性價比和智能化程度更高、延遲更低的雲平台,很可能會成為 5G時代的瓶頸。以邊緣計算為例,當出現需求時,最優的方案肯定是放到最近的節點計算,通過 BGP網路和單線網路的運算成本可能會出現十倍的差距,所以,雖然很多雲廠商目前都提供邊緣計算解決方案,但這背後要解決的問題依舊非常複雜。

技術方案

具體到技術方案層面,眾多雲廠商近兩年都推出了對應的解決方案,尤以雲遊戲和邊緣計算居多。以邊緣計算為例,其面臨的業務挑戰主要有視頻、時序數據量龐大,網路差,數據難以回傳;現有方案開發難度大,且難以進行實時、智能處理;場景化的異構介面和協議多,難以採集和處理;數據涉及企業生產和經營活動安全,安全性要求高。這對邊緣計算提出的技術需求是基於邊緣流計算 /ML預測,在邊緣執行實時處理和決策;基於邊緣容器和函數能力,降低邊緣應用開發難度;基於協議解析框架,實現異構信息的接入和回傳;邊緣計算能力既能獨立部署,也能安全可控與雲協同。總結來看,在 5G場景下,還需要大幅降低中心帶寬成本和延遲,支持輕量部署和多種計算模型。

在華為發布了天罡晶元和 Balong 5000 modem之外,華為雲也對諸多應用場景構建了解決方案。聶頌表示,在邊緣計算層面,華為雲提供從硬體到 OS再到 IEF的全棧能力,實現更快、更智能、異構支持的 ML調度和預測;在 VR層面,華為雲研發 Cloud VR技術架構,由內容、平台、網路和終端構成,平台主要對 CloudVR視頻及 CloudVR強交互業務提供雲渲染、流化、轉碼、儲存、編碼等功能。行業開發者可以基於華為 X Labs提供的 Cloud VR連接服務,租用多台華為雲主機,構造自己的業務平台(管理節點 +資源池),面向多人 /多地域開展 Cloud VR服務;在網路層面,華為雲的 Link Turbo技術可以大幅提升弱網體驗,通過 MP-UDP/TCP協議實現終端「全連接」願景,並且整個鏈路切換過程對用戶無感知;華為 EI雲服務圍繞數據開發流程,構築全生命周期全棧服務。

華為 EI雲服務架構

5G熱議話題

5G與 Wi-Fi之間的關係

5G提供的高帶寬讓用戶對 Wi-Fi的未來生存狀態表示擔憂,因為目前在很多場景下,用戶會傾向於使用 4G網路,比如網速一直被詬病的酒店等公共場所,即便是收發郵件這樣的事情也早可通過移動端完成。採訪中,聶頌表示,5G的出現確實會逐步替代一些功能,比如 Wi-Fi,但是很長一段時間內還會是共存狀態。華為也在提供 Wi-Fi 6,Wi-Fi 6其實是匹配 5G能力出現的,提供更強的帶寬,更低的延遲和更穩定的信號,並逐步向前發展,以便於形成端到端的場景。

5G到來以後,基站數量是不是會更多?

華為 5G產品線相關負責人近日在接受《深網》採訪時對該問題進行了回答,他表示,5G到來,基站會變多是一個誤解。隨著移動通信技術的發展,基站集成多頻段、多制式將是一個趨勢。華為已經研究出 5G極簡產品和解決方案,可以支持多頻段、多制式都高度集成在一個基站產品中,所以運營商只需要將原來的基站進行升級,不僅可以提供超大的容量以及與 4G基站相同的覆蓋,還可以同時兼容 2G、3G、4G和 5G多個制式和多個頻段,無需新增站點和基站。

結束語

通信這二十多年的發展是飛快的,但是也走過很多彎路,直到 4G時代還是有三項標準存在,增大了運營商的成本,也增加了消費者的支出,所以世界才追求統一的標準來降低成本、提高速度,為消費者更好地提供服務。顯然,5G目前已經形成統一標準,這是全球數十萬科學家、工程師通過十多年努力才形成的。

華為投入 5G已經將近十年,一直堅定不移地維護 5G統一標準,並致力於以低成本、高效率的解決方案幫助運營商進行 5G網路部署,累計向 3GPP遞交 18000件提案,在 5G基本專利上,華為總共擁有 2570族 5G基本專利,佔比超過 20%。採訪最後,聶頌表示,華為雲早已經為 5G的到來做好全方位準備,有望率先推出眾多創新解決方案。(文章來源:InfoQ)

來源：中國網科學