重磅!腾讯5G探索地图揭秘

导语 | 本文中,腾讯未来网络实验室5G技术专家俞一帆老师将对腾讯的5G探索地图进行了详细的讲解,以下是俞一帆老师演讲的整理(编辑:尾尾)。

本文主要分三个部分:

  • 腾讯未来网络实验室简介
  • 腾讯未来网络实验室的具体实践
  • 腾讯在5G产业生态构建方向的规划

一、腾讯未来网络实验室简介

1. 理念:应用驱动网络演进

腾讯未来网实验室于2017年底成立,是中国互联网公司第一支5G技术和应用研究团队

腾讯未来网实验室推崇的理念叫“应用驱动网络演进”,我们认为5G网络最终为应用服务。所以,我们会从腾讯业务的角度看待5G网络,去分析腾讯对5G网络有什么样的需求和下一步演进趋势是什么样的。

目前,我们主要是做技术研究,从底层技术角度提出我们的解决方案,基于前期的研究最终会形成两个能力输出:

  1. 对外,在标准领域(包括5G权威的国际标准组织3GPP和其他相关的IETF等),我们会把能力输出。另外,配合标准,我们会在开源社区做贡献。目前在基金会下面有一个开源社区在做开源项目,除此之外也有很多2B的业务,提供工程化可落地的架构和解决方案。成立将近两年时间,我们这个实验室和业内很多的合作伙伴,主要包括三大运营商,以及英特尔、诺基亚、商飞等,在5G技术和应用领域处于前沿头部的合作伙伴建立了多个5G联合实验室,专注于5G业务和技术创新方面。
  2. 对内,我们把5G技术服务于腾讯业务领域,分别是2B和2C领域。2B领域专注于智能网联汽车、工业互联网领域。在2C领域,会专注于云化多媒体,像游戏、视频类是我们进行能力输出的一个重要方向。上图中的这四个奖项是中国联通及中国移动授予我们的合作伙伴奖项,这也是腾讯未来网络实验室在5G发展初期和外部供应商、合作伙伴一起合作后,大家对我们的认可。

2.定位:打造腾讯业务与5G网络的连接器

刚才提到了腾讯做5G网络的理念是应用驱动网络,回到实验室具体定位,我们将自己看做腾讯业务和5G网络的连接器。

为什么这样说呢?大家之前对移动互联网很熟悉了,在移动互联网时代有一个非常重要的特征,在业界我们叫业务与网络分离

怎么样理解这个特征呢?

目前,智能手机应用是构建在两个非常庞大的基础架构之上:一个是互联网界非常熟悉的云计算、数据中心,就是业务后台运行的一套系统。除此之外,还有一个非常庞大的系统一般叫做蜂窝移动通信网络。

前段时间如果大家在网上看到工信部发放的5G牌照正式文件时,里面提到这样几个词,第五代蜂窝移动通信,这就是经常所说的基站等。这一套系统相对于互联网、云计算来说是一个更为庞大复杂的系统。

在4G时代,业务和网络这两个系统是由两个不同圈子的人来做的,云计算主要是互联网界技术人员、工程师搭起这样的IT平台。像蜂窝移动通信网络是由电信行业大量的工程师和厂商搭建的,这两个系统在4G时代是各自独立运行的,二者之间只是进行简单的数据传输就可以。

到了5G时代,我们认为这两个系统会出现非常强烈的融合趋势,在5G时代很多大量在线服务和应用,不再单纯依赖云计算平台或者蜂窝移动通信网络,它可能会出现一种跨界融合发展的趋势。正是基于这样的判断,我们把腾讯未来网实验室打造成应用和5G网络的连接器。

3.关注方向:网络切片、智能边缘

网络切片和智能边缘是我们关注的方向。

为了给在线业务提供网络能力的调用,以前4G网络只是给应用提供一个数据传输的管道,到了5G网络之后,蜂窝移动通信网络将向上层业务提供这些能力,至少集中在这两个领域。

第一个是网络切片,所谓网络切片,用互联网界比较容易理解的概念是拉专线,现在主要是在数据中心之间拉光纤专线,到了5G时代这个专线会直接进入到移动终端,虽然又往前进了一步,把无线终端变成专线终端,即使是这样一个很小的动作,对整个IT架构和蜂窝移动通信网络影响也是非常大的。

除此之外,大家听到更多的一个词叫边缘计算、智能边缘。所谓智能边缘,用比较简洁的方式来说,就是我们把互联网公司经常用到的这些数据中心、云计算能力和架构植入到移动通信网络里面去,这是两大系统融合的问题,这当中需要相当多的底层技术来克服障碍。正是专注于这两大领域,我们实验室的具体技术输出首先是提出标准,其次是技术架构,以后渗入到5G内部的数据中心和云计算是什么样的?这是我们所说的技术架构。

两个系统融合完之后,业务在两个融合的系统上运行,必然会带来大量的运营技术。在现在的云计算和数据中心里面有很多专门定制的互联网业务运营体系,同样在蜂窝移动通信网络里面也有非常复杂的运营体系,到了5G时代这两大非常复杂的运营体系怎么样融合?是否有新的技术需要支撑这样的新形态?也是我们关注的重点。

4.澄清一个关于边缘计算的误区

这里给大家做个概念澄清,现在一提5G大家马上会想到一个名词叫边缘计算。今年资本市场也有一波边缘计算热潮,也有很多边缘计算的公司。在这里,我主要做一个技术普及,从我们近两年的研究过程来看,我们感觉边缘计算和5G并不是一个完全一对一等效的关系,下面这张图给出大家一个概念。

我们认为真正的边缘计算在运营商网络里面有两套市面上更多谈的是底下这个,为什么会有不一样的地方?我们作为互联网业者对自己的数据中心很了解,但是对于运营商的网络并不是很了解。

从运营商网络来说,全国任何一家全业务运营商现在基本上维护着两张大网络,一张网络一般叫固定网络,这张网络通常接入到家里面的光宽带小盒子、光猫,这种设备一般接入到运营商固定网络。除此之外,运营商还有一个盈利能力非常强的网络管它叫移动网络,就是刚才所提到的蜂窝移动通信网络,这张网络通常连接智能手机,当我们没有WIFI,把蜂窝数据直接打开的时候,接入的是运营商移动网络。

我们谈到的5G边缘计算是在运营商移动网络里面,而不是固定网络传统的边缘计算。大家可能会觉得这两张离得很近,是不是一体的?——不是。在运营商非常庞大的网络运营团队里面,它们是独立运营的两张网络。国内很多运营商两张网络部署的物理机房、物理位置都是相互隔离的。也就是说我可能在传统的固定网络边缘计算这边具备很强的能力,但是这个能力没有办法被无缝迁移到5G网络里面去。相反,我为了适应5G网络,实际上我的边缘计算要针对蜂窝移动网络的特点,做大量的定制和改造,包括底层技术和运营技术,要跟运营商的网络维护部门大量对接。在这方面我们通过5G标准和开源社区的联合协作,才能打造真正融合在5G网络里面的云计算架构,基于这样才能提供好的服务。

二、腾讯未来网络实验室的具体实践

我们把工作放在三个大的领域:探索,生态及创新

实验室会重点关注技术的探索,但并一定只专注于技术,我们还会关注生态。5G并不是简单的技术进步,不是把不同的技术融合在一起就解决问题,它带来复杂的生态问题相对于4G时代远远复杂得多。原因就是5G时代会把2B业务引入,把2B业务引入的话它整个的需求相对于4G时代有非常大的变化。而最终实现创新不光是技术创新,还包括产品和方案的创新。

下面给大家介绍一下我们在5G方面做的一些具体工作。

1.搭建中国互联网公司第一个5G商用实验室

第一个工作,腾讯在深圳的滨海总部大厦搭建了中国互联网公司第一个5G商用实验室

在实验室里面我们直接把厂商用于商用网络的5G网络设备部署在腾讯滨海大厦的实验室机房里面,同时把腾讯需要在5G时代大力推广的业务,比如说典型的云游戏业务,也把这样一套腾讯自己的业务系统部署进去,和整个的商用5G网络形成了一个闭环端到端的体系。基于这样一套实验系统,主要是面对云游戏业务做了大量测试和技术验证。另外,也相当于从做互联网业务角度重新审视了一遍5G网络,我们感觉这个认知对目前传统媒体了解的5G,呈现的形态至少对于互联网业内来讲会不一样。

2.云游戏领域:通过5G实验网进行探索

实验室成立之初做的第一个服务业务是云游戏,云游戏大家听得非常多,前段时间谷歌也发布了它的云游戏服务。

而我们提到的云游戏专门是针对5G的,5G下的云游戏跟4G有什么不一样?基于5G的云游戏,对于骨灰级的游戏玩家,当玩一些大作级游戏的时候,可能骨灰级的游戏玩家会花大量的钱给自己配一套设备,而5G云游戏的目的就是要把这些重度的游戏在移动终端上跑起来,现在为什么跑不起来呢?一个很直接的原因为了玩这些重度的游戏,通常需要给PC配置非常昂贵的GPU,这种GPU不可能在移动终端上实现

5G时代会利用GPU集群将大量数据在云端做处理,把所有游戏的画面渲染出来变成高速的视频码流,利用5G的高速特性把它推送到终端上。这样一个好处以往门槛比较高的重度游戏在5G时代受众的门槛一下降低了。对于很多游戏来说,花好几万块钱配一台只能在家里玩的PC级别游戏平台会困难一些,如果告诉他花两三千块钱配一个比较好的手机,再加上5G网络就可以玩这个游戏,你的受众群一下就扩大了。基于这样的出发点,刚才提到在腾讯滨海大厦的5G试验网里面挑选了几款游戏做了一些试验。

3.多媒体领域:to C高清视频探索

除了游戏之外,我们还做了视频相关的探索。在视频方面,我们主要和腾讯的视频业务部门合作,评估了5G边缘计算对于在线视频业务的影响。在腾讯滨海大厦里面做了一个初步试验。今年下半年,我们和中国联通合作,搭建了一个规模化的基于移动边缘计算的试验站点,这个站点重大的意义在于腾讯已经把大量正在服务的在线用户的视频请求,导入到边缘计算的试验站点里面来做,现在这个站点每天服务用户播放量已超过1万,基于这样的实验,我们有两个发现。

第一个发现:把边缘计算引入到移动网络之后,的确对下载速率有一个很明显的提升;我们感觉对于传统1080P服务来说,整个边缘计算带来的好处还不在用户端,主要在视频提供商一侧,我们觉得利用边缘计算,视频提供商的带宽成本会得到下降,从用户体验来说并不会有非常明显的提升

第二个发现:其实在5G时代我们听到很多的词高清视频也就是所谓的4K视频,我们在实验室里对4K视频做了测试,发现对于4K视频在线系统来讲,在移动网络里面移动边缘计算是一个必选项

我们做了一个对比试验,把一个4K视频放在传统的腾讯云数据中心,同样一个视频放在边缘计算数据中心里,做了之后发现传统的中心化数据中心里4K视频在终端侧来看经常出现卡顿。碰到边缘计算流畅度明显提升,我们得到一个反馈,当在线视频提供的清晰度越高,用户对于卡顿的容忍度越低,你给用户看480P、270P的低清视频,稍微有一些卡顿,用户可能没有太多的不满感,因为本来就很模糊。如果你上来给他一个4K视频,从他的心理预期来说就会对你那个视频播放质量有很高的预期,在这个时候即使卡顿的数量比1080P还少,但只要出现了,用户对你的评价马上降低。

我们最后感觉在5G时代4K视频的在线向用户的推送,对于整个云计算的架构挑战非常大。目前初步的试验保证了单个4K视频情况下移动边缘计算还可以达到比较好的体验,一旦正式上线运营4K视频不只一个,可能是多个。在多个情况下怎么样保证整个视频的稳定性,那是下一步云化多媒体上去关注的,我们感觉这个不能单纯依赖数据中心云计算技术来解决,需要有5G网络的配合。

4. 自动驾驶领域:探索实现单车智能+5G网联的完美融合

接下来是自动驾驶和智能网联部分。

首先跟大家讲一下5G和自动驾驶的关系是什么?目前自动驾驶技术发展分为两个流派:

北美厂商为主,更多是专注于利用单车的智能,单车需要加载非常强大的传感器,才能支持车的上路,比如说L3、L4级别。像国内以工信部、交通部联合提出的技术路线叫智能网联路线,这个路线相当于把单车的传感器配置降低,通过路边这些传感器的配置加强,通过路边的感知能力弥补单车的感知能力不足,这也比较符合国家目前整个汽车产业能力的情况。为什么这样讲?因为目前能够支撑比较好的L3、L4自动驾驶的车载传感器厂商基本都是国外的,这样一辆车做完之后成本会在600万以上,这个时候对国家面临什么问题呢?可能交通市场足够大,但是一旦按照国外路线量产汽车的话,发现大部分的利润还是被国外厂商赚走了。国内目前由于基础工业的限制,没有办法生产高端的车载传感器,相反智能网联,因为国家目前在5G技术上比较领先,可以利用网络能力的强大提升单车技术储备的不足,从国家目前来讲会这样做。

我们现在做的一个工作是车路协同,既然单车可以在路侧能力补充单车感知,必须要涉及到一个问题,就是路侧的基础设施怎么来建?下个月,我们会向Linux基金会下面的社区提交腾讯第一版车路协同开源平台。其中,我们做的核心工作是什么呢?针对目前中国特色的道路情况来定的,刚才提到车路协同,单车的感知能力不足,依靠路边的设施来补足。我们知道国家目前的公路建设基本是属地化运营,可能北京的这些路包括高速公路是由北京这些运营主体,比如说首发集团和各种各样的高速公路公司。同样这些路一旦进入到河北界的话,由河北公司来做。对于单辆车来说从北京开到上海或者开到深圳,希望获得非常一致的路侧感知能力支撑但是整个路侧设施几千公里下来会涉及到几十个不同的道路运营主体方,怎么样把不同的运营主体方数据感知能力聚合起来,目前基于车路协同开源平台做一个路侧能力聚合再下发。这只是解决路侧能力分散的问题,我们跟很多的路方沟通交流时发现一个很特殊的需求,现在很多企业业务说不上云就不时髦,从路方得到的需求却是我的数据不上云、那么原因是什么?目前大量路侧系统的感知很多是以路边摄像头原始视频数据为主,这些视频数据对于很多路方因为有一定的信息安全制度限制,认为这些数据必须要在自己内部系统处理,这些原始数据不能上传到云端。

另外还有一个问题,这些路侧数据感知信息又需要被车感知到,这又得利用5G公共网络推送给车。这个时候开源平台利用移动边缘计算技术,开源平台是一种混合运营的方式工作,会把一部分私有云的能力部署在路方的内部机房里,对它的原始数据进行处理之后,通过边缘计算的形式和运营商的公网推送给车。在这部分我们觉得5G时代车路协同是非常典型的公网+专网工作形式,这对移动边缘计算会起到非常大的推动作用

5.工业互联网领域:推动5G智慧园区和智能制造落地

下面是关于工业互联网的内容。在去年和很多工厂,尤其是以中国商业飞机制造厂为代表的工厂,也探索过5G智能制造的方向。这张图代表我们探索的情况,我们觉得在工业领域5G能发挥的作用大概有两个场景:

一个是智慧园区,智慧停车,这方面目前市场上有比较成熟的技术可以拿来用,这部分挑战不是很大。

6.生产制造领域:与中国商飞展开基于5G的战略合作

另一部分挑战非常大就是生产制造领域,这方面的挑战非常大,不光是对云计算的挑战,对于5G网络的挑战会更大。这里举一下例子,也就是在商飞这边做的情况。去年商飞找到我们的时候,我们给它设计了一个很完善的智慧工厂架构,当时设想利用5G网络覆盖,可以把各种各样的AI装配设备和智能机器人通过5G网络接入起来,利用腾讯的云计算处理能力,为商飞打造全智能工厂的方案,当时的愿景非常好。

但是具体和飞机制造厂、运营商、网络设备商对接的时候会得出一个结论,理想与现实差距明显。最终很多设想几乎没有落地,原因是什么?原因就是工业制造系统和移动终端系统完全不在一个世界,对于工厂来说可能会告诉你这条生产线有三台设备,三台设备来自于不同的厂商,三台设备通信协议、通信基础功能完全不一样,三台设备能处理的数据也完全不一样,还给我们提出一个很严格的要求,在做改造的时候三台设备不许停。当时做的一个工作先从业务层面、数据层面切入,感觉没有问题,可以处理。但是和运营商和网络设备提供商沟通的时候发现,现在的5G网络很难支持。5G网络是一个电信行业产品,电信行业产品有一个大的特点完全遵照标准来做,电信行业工作模式先有标准再有产品,不同厂商之间的产品差异性不是很大,但是工业领域完全反过来,先有产品再有标准。我们发现一个很痛苦的事情,当做完方案后提交给电信运营商,电信运营商给我们的反馈是,需要按照电信标准去调整工业设备。工业设备厂商告诉我们,这些设备是定型产品,很难改动,最后双方就卡在这个地方,很多方案没有推下去。

和其他工业领域接触的时候发现,其实这是一个共性的现象。工业领域很多系统和产品碎片化程度远远超过我们的想象。按目前5G网络、电信行业先有标准后有产品的思路,这种框架下很难满足需求。怎么做?目前也没有很好的答案,我们也在探索。我觉得难度越大、机会也越大,这给未来创业者来讲,如果能把这样非常基础的矛盾解决好的话,我们的机会是很大的。

同时,我们可以看到富士康已经走的比较靠前,也许大家理解富士康就是个代工企业,代工生产苹果手机的。其实不是,富士康已经具备研发生产5G网络设备的能力,它是针对代工行业打造了一个代工行业的5G解决方案,这对于创业者来讲是一个很大的机会,因为工业领域的网联化程度弱于2C领域,能解决其中一个点的话,发展空间是非常大的。

7.开源+标准双轮驱动

前面提的都是具体的技术案例、客户案例,后面是基于前面做的大量Case提炼、总结之后,形成向标准、开源领域进行输出的方式。腾讯已经参与了3GPP及5GAA相关的国际标准工作以及IMT-2020 5G推进组和CCSA等国内标准组织工作。与标准工作相配合,我们做了一些开源工作。

这是目前在开源领域刚才提到的一个最大工作,在今年11月份下个月会向Linux基金会提交一版车路协同的平台,腾讯内部本身就有一个先在数据中心运行的框架叫Tars,我们对它做了裁剪优化之后,让它具备可以在边缘部署轻量级的能力,基于这个打造了一个专门面向车联网、车路协同的开源平台,今年11月份就会对外发布。在这上面也得到像英特尔、诺基亚、Linux基金会和ARM的大力支持。

三、腾讯5G产业生态构建

1.侧重点:生态、开源

最后给大家介绍一下基于前面的工作,腾讯在打造5G生态上的考虑。这是目前打造的生态情况,从具体项目来说包括合作运营,和目前国内拿到5G牌照的4个运营商有合作运营的范畴。剩下是在标准开源,主要和业界领先的厂商和标准组织,另外是合作研发,这是国内主流的厂商,另外是基础研究,细节不谈了,最终从生态上来说我们的侧重点可以归纳为两个大的方向:

一个方向是生态。在生态方面,我们觉得标准开源是两个非常重要的领域,而且把它作为一个体系化的方式建立生态。为什么这样说?刚才提到5G网络主要是一个电信行业的产出,电信行业所有产品和系统围绕着标准来做。在5G时代我们的业务后台会和蜂窝网络深度融合,从腾讯做生态角度来说,必然离不开互联网行业和电信行业做一次跨界的整合。整合过程中间,我们觉得和电信行业合作伙伴,以对方能够理解的语言表达出我们的需求,在这部分主要是通过标准的形式,把腾讯对于互联网业务的需求以标准方式向电信行业进行输出,这样能够降低双方交流整合的难度,这是一个方面。

另外一个方向是开源。我们认为开源是一个辅助的作用,为什么这样说?因为电信标准的特点是专注最小功能集,追求功能越少越好,架构越精简越好。这必然会导致在实际很多业务推进部署时,会发现需求没有办法在某些领域支持,那怎么办?通过开源进行辅助。基于最小集需求的框架下,怎么样来支持业务需求?通过发布开源的功能最终促成业务的落地,这是生态领域。

2.技术关注点:网络架构、异构计算

技术领域是对外构建合作生态的另外一个方面,这也是非常基础性的一点。

我们在技术领域主要关注两个方向一个网络架构,这个网络架构不单限于数据中心网络也包括5G网络,我们认为以后业务后台构建网络的基础必然是蜂窝网络和数据中心网络整合在一起的一种形式。目前来看业界还没有找到非常好的办法来做整合,我们之前在和腾讯视频合作过程中就发现,5G网络的确存在一些问题,不能很好的支持互联网业务的运营和管理,怎么做?也是我们未来探索的。

除此之外,我们认为异构计算技术会在5G时代发挥非常大的作用。异构技术今年听的比较多,前一段时间英特尔就发布了对异构计算的分类,认为异构计算分为标量计算、矢量计算、矩阵计算、空间计算。从业务的角度我们对异步计算也做了划分,划分为传统的计算有CPU的计算,还有基于GPU的计算,像媒体处理、AI等。另外两个部分,目前大家还没有关注到,一个叫网络计算,支撑整个的系统网络数据转化功能,还有一个叫信号处理的计算。为什么会把这两个加进来?我们知道在5G时代2B业务是非常大的一个蓝海,在2B业务领域我们认为这种形态的异构计算会不断的出现,最终变成我某个工厂,某个2B客户领域里部署系统时,现在需要专门买一批云计算的服务器放在这儿,还要招标采购一批基站和配套的交换机、路由器、网关,整个系统成本落下来成本非常高,而且剪裁性也不好,很难针对用户的需求做调整。

我们认为未来领域会出现这样一台设备,从外观看就是一台普通的服务器,内部整个处理功能可以通过软件方式进行灵活配置。如果这个用户本身的数据处理需求强的话,可以把这台设备大部分的计算资源变成计算功能,把剩下的资源变成通信和网络的功能。如果这个用户的场景对计算处理需求小,有非常强的无线信号处理、网络处理功能,可以通过软件配置变成无线信号处理或者是交换机的形式部署出来,相当于一个通用的硬件平台形式简单通过软件的配置可以灵活适应各种不同场景。这个技术成型之后对于2B场景来说会有非常大的作用。

以上就是我关于腾讯在5G方面的探索介绍,谢谢大家!

作者简介

俞一帆,腾讯未来网络实验室5G技术专家。于2006年在北京邮电大学获通信与信息系统专业工学博士学位。曾在英特尔,法国电信及NTT DoCoMo长期从事通信与计算机网络的理论与技术研究及设备开发工作。撰写了国内第一本5G移动边缘计算方面的著作。

本文来源:云加社区(ID:QcloudCommunity)

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本文分享自微信公众号 - 腾讯大讲堂(TX_DJT)

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原始发表时间:2019-11-05

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