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泛欧的5G通用型试验平台(二):合理性论证

1、四大泛欧、一致的第五代移动通信系统愿景共识
 
对于一个完全集成/整合式的、可支持未来第五代移动通信系统技术研发与测试的试验平台,最重要的是能够支撑移动通信行业各主流从业主体对于未来第五代移动通信系统的愿景,以在统一的环境中对不同技术组件进行适当的测试与对比。此类试验框架应具有这样的发展蓝图:为欧洲的各公司/企业就第五代移动通信的定义达成一致的愿景共识(不仅从技术发展的角度,还更要从商业可持续性发展的角度)创造基本条件。
 
为此,该白皮书就上述“一致的第五代移动通信系统愿景共识”提出了如下的四大建议:
 
(1)将未来的第五代移动通信系统嵌入到现实社会的方方面面,使其最终成为未来数字化社会与数字经济的“神经系统”;
 
(2)定义一个这样的第五代移动通信系统试验框架:泛欧、为各行各业服务(其中包括各个中小企业与学术机构);
 
(3)研发出这样一种具有“粘合性”的操作系统:可把现有各个分散的、可用的5G试验设施整合起来(在过去,各个测试床组成了一些联盟,但过于分散,不能形成合力);
 
(4)通过解决各行业组织与研究团体(比如:IT/云计算工程师、网络工程师、机器人工程师等)“分崩离析”、缺乏相互合作的现状问题,并培育大量的相关应用场景,来产生实在、具体的影响。
 
此外,在该统一框架应该设计为“服务于欧洲经济发展”的同时,还应加强国际合作,通过与韩国、中国、日本及美国等第五代移动通信系统研究组织相互协作,对第五代移动通信系统进行全球统一的愿景达成共识。
 
另一方面,该统一试验平台的建设应该基于欧洲现有的、此前通过国家资助或欧盟委员会资助(比如FIRE项目)而建成的各个试验设施。为解决这些设施目前所存在的最大问题——分散、形不成合力,下一步就必须要采取一些必要的措施。然而,此前的相关实践结果表明,单纯采取“联盟”的方式,收效甚微。为此,就需要探索对这些分散的平台进行适当整合的方式,以期最终创建出一个具备统一协调能力与管理机制的测试床生态系统。
 
2、相关操作系统应具备两大显著特征
 
很多机构为此技术报告的撰写所提交的贡献文档中,均论述了欧洲现有各个测试床及试验设施的巨大价值及潜在用途。但是,其中尚无一份文档考虑到了涉及第五代移动通信网络技术的各个方面,也没有论述到如何构建出一个对未来第五代移动通信异构多层无线接入现网进行测试的适当环境。
 
该白皮书坚持认为,为了将相关的整合具体落到实处,相关的操作系统应该具有实用性,作为在整个欧洲,整合所有可用第五代移动通信系统测试平台的“粘合剂”。为此,相关操作系统就应该要具备以下的两大显著特征:
 
(1)从探索“在开源操作系统研发及欧洲第五代移动通信网络场测中,什么资源是可用的?”这一问题开始,就进行操作系统的研发部署;
 
(2)对增量方式中的缺口进行补足——其中将不仅覆盖有线-无线网络,同时还应覆盖到各类型终端设备(甚至一些更为高级的终端设备类型,比如智能机器或机器人等)以及“云”。
 
相关操作系统应该是一个可运行大规模第五代移动通信网络基础设施的分布式操作系统。照此,可运用由ON.Lab所研发的ON.OS(Open Network Operating System,开放式网络操作系统)的类比型概念。此外,相关操作系统也可以补充(或者包含)管理功能与控制功能。对于操作系统各元素与用于未来第五代移动通信系统管理控制层的统一平台之间的关系的详细描述,将在下一步进行研究。
 
3、从多个角度看通用试验设施平台的建设
 
考虑到第二代、第三代与第四代移动通信网络的演进历程,未来的第五代移动通信网络需要具备更大程度的灵活性及适应能力(面向各类应急应用及高度差异化的应用需求——比如:毫秒级别的延迟/时延,远高于100 Mbit/s的网络吞吐。这些应用或需求的满足,需要进行独立及可共存的组网,并运用云计算技术)。
 
而且,从无线接入网络侧的角度:具有集中式协调与控制机制、分布式部署、高/超高密集度的小基站组网;新兴的、基于多“跳”链路的移动回传组网模式;很多在研的候选物理频段以及物理层技术等需要相关统一测试床在某些情况之下提供大规模的试验设施——其中应将具有成千上万个可进行软件编程的无线网络节点。
 
另外,从光传输网络的角度,这些方面的用户需求有着快速的增长:日益增长的无线连接性、移动性与带宽、光纤系统容量;由新兴的无线频谱资源使用模式、自适应传输、组网模式、管理与控制方式等导致的延迟/时延降低。从而,就需要相关统一测试床部署大规模的试验设施,以使其能进行先进/高级光传输网络组网试验。
 
此外,为了确保未来的第五代移动通信系统基础设施也能为人口稀疏地区(比如:新兴国家市场、偏远地区及某些城郊区域、城乡结合部等)、海事市场及航空市场提供相关服务,全球移动通信业界有这样一个愿景:未来第五代移动通信网络与Satellite Networks(卫星网络)进行“无缝”的集成。这些卫星移动通信网络可提供直接接入服务或者移动回传服务,并可被集成至移动通信无线接入网络段或者城域网络段。为了能使欧洲各地均能接入到试验床(而且要加速相关进程),并创建出一个真正泛欧的平台框架,需要部署多个这样的站点。
 
为了既能使用现有的各种无线接入技术(比如第二、三、四代移动通信网络及Wi-Fi网络),又能使用未来的各类新兴无线接入技术;为了既能采取各类传统及新兴的组网模式,又能采取云计算模式组网:相关生态系统就应该对具有此种生态系统的测试床进行整合。而且所应采取的设计原则为:开放、易于使用、保护知识产权、具备可重复的测试能力、具备可扩展/伸缩的能力。
 
相关统一的试验平台框架应具备服务于行业以及标准制定过程的终极设计能力。从而,相关的设计就需要采取前瞻模式,并对各种用于科研的基本模式及试验模式予以支持。为了达到此目标,就应该考虑学术研究机构的积极参与,以为此类生态系统的设计研发出相关的方法论。
 
4、通用试验设施平台的建设应满足八大条件
 
总之,这种完全集成/整合式的、运行于相关操作系统之上的试验设施的设计与逐步部署,能够在下一个十年(2020年~2030年)服务于欧洲的各行各业,并作为一个“促成者”在欧洲产生重大的相关影响,面向各个大型、中型与小微型行业从业主体与企业提供服务。为此,需要满足以下的八大条件:
 
(1)对相关平台的建设投入巨资,来设计并研发该试验设施的所有软件组件与硬件组件,并把现有各个测试床的资源最大程度地整合、集成在一起。相关投资将来自于两大部分:政府公共财政支持(比如欧盟委员会级别或国家级别)、私有资本。
 
(2)移动通信行业的各个主流从业主体进行具有实质性的承诺,将上述试验设施作为一个通用的平台,在可认证的框架之下,对其各解决方案进行测试。各服务提供商、基础通信网络运营商与设备制造商均应参与其中。这就将可为把相关解决方案正式推向市场部署创造了很好的准备条件。
 
(3)在此过程之中(尤其是在通用试验设施平台的设计阶段),来自科研学术机构的强劲支持是非常重要的,以建设可部署在目前及未来所出现的颠覆式创新性技术的试验设施。
 
(4)需要进行相当力度的工作协调,以使得该通用试验设施平台最终真正成为一个这样的生态系统:其中各个不同组件之间的相互作用,具有平滑且清晰的流程。
 
(5)由于该通用试验设施平台应将公平地对待参与未来第五代移动通信系统研发的各方从业主体,其中的硬件与软件资源就应本着开放与透明的原则来运行。
 
(6)要采取各种可能且适当的传播方式,来对该通用试验设施平台进行大力度宣传,以吸引最大数量的中、小型企业前来对其各种解决方案进行测试。
 
(7)要注重对下一代科研人才的培养,使其精通与未来第五代移动通信系统相关的各类技术,既能精于基础研究,又能精于实验研究。
 
(8)应具有前瞻性的眼光:欧洲需要向前跨越一步,对其未来进行投资。
 
 
参考文献:
 
[1] IEEE. 5G Experimental Facilities in Europe [EB/OL].
http://sdn.ieee.org/images/pdf/5g_experimentation_-_whitepaper_v5.1.pdf, 2015-07-24.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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