网络2030：网络不应止步于5G

“5G真的要来了”，类似的标语屡见不鲜，前几天，全球首个5G手机电话打通的消息喜提热搜，民众对于5G到来的热情空前高涨。但是，既然5G即将在2020年实现商用，那超越5G的未来规划也应提上日程，网络不应止步于5G。设想一下，2030以后的网络会是什么样子？

什么是网络2030？

网络2030焦点组（Focus Group on Network 2030，即FG-NET-2030）于ITU-T SG13全会上（日内瓦，2018年7月16-27日）建立，旨在探索面向2030年及以后的新兴ICT部门网络需求以及IMT-2020（5G）系统的预期进展，潜在的包括新的媒体数据传输技术、新的网络服务和应用及其使能技术、新的网络架构及其演进。

该研究统称为“网络2030”，从广泛的角度探索新的通信机制，不受现有的网络范例概念或任何特定的现有技术的限制，包括完全向后兼容的新理念、新架构、新协议和新的解决方案，以支持现有应用和新应用。

该焦点组由中国（华为）、美国（Verizon）和韩国（ETRI）联合提案发起，得到来自中国（信通院、电信、联通、移动、烽火）、美国（InterDigital、Dolby）、俄罗斯（Rostelecom）、意大利（Telecom Italia）和突尼斯（Tunisie Télécom）等众多国家的代表支持，此外还获得了Surrey大学、湖北大学等学术界的支持。该焦点组任命华为网络技术实验室首席科学家Richard Li担任主席，同时任命了Mehmet Toy（美国Verizon）、 Alexey Borodin（俄罗斯Rostelecom）、Yutaka Miyake（日本KDDI）和Yuan Zhang（中国电信）为副主席。

网络2030焦点组还将与其他组织合作，包括欧洲电信标准协会（ETSI），计算机协会（ACM），计算机协会数据通信特别兴趣小组（SIGCOMM）和电气和电子工程师协会（ IEEE）ComSoc。

为什么会出现网络2030？

移动网络≈3GPP构架 + IP协议，但是，面向未来需求，当前的移动网络存在如下问题：
1）在应用层，当前的TCP / IP无法保证吞吐量和时延
2）在PDCP层存在时延差异，由于无线重传与TCP流控（flow control）不同步，导致TCP浪费地重传数据包。
3）GTP复杂性：包括隧道建立/拆除处理、隧道报头开销、额外的C-P信令
4）协议的低效使用：

• “隧道”加“隧道”
• 某些头字段相互重复
• 头开销很高，有时高达90％

在新媒体技术中，文字、图像、视频、语音以及VR等应用需要极高的传输速度；在工业网络中，数字元件、计算交互传感器以及一系列设备需要极低的延迟保障；还有触觉互联网、车辆网络、工业互联网对于网络的高要求，现有的网络已经不能满足新兴应用的需求。

网络2030的研究方向

5G目前发展火热，据报道2020年将全面普及5G网络，但网络的发展不应止步于5G。2000-2020年是数字时代，2020-2030将迎来5G时代，市场将受到增强的移动宽带，大规模机器类通信以及最佳、可靠和低延迟通信的推动，而2030以后将涵盖新媒体（如全息图）、新服务（如新一代AR/VR应用）、新基础设施，以及需要以接近实时、极高吞吐量和低延迟的方式处理大量数据的应用程序的高精度通信。

典型应用

新媒体: 全息远程呈现技术可被用来制作三维图，让外科医生在距离患者数百英里外的地方实施手术，这对带宽需求非常高，带宽需要增长到太比特级。
新数字化: 高盛集团研究了一款人工智能系统预测巴西会在2018年世界杯决赛中获胜。据报道，人工智能系统在得出结论之前，需要对100万种可能性和变化进行模拟，如果丢失了一个字节，整个数据包就会被重传，这对可靠性和延迟的要求非常高。
新服务：全息传送（比如多感全息）、高精度服务（如远程医疗、工业互联网）、最佳保障服务（比如AR/VR和自动驾驶）等。

一张图体现IMT-2020 (5G) 与网络2030的区别

网络2030 的工作进展

“网络2030”焦点组有4个目标：

• 研究、审查、调查现有的技术、平台和标准，以明确其面向“网络2030”的差距和挑战，现有以及5G等“近未来”网络不支持“网络2030”。
• 制定“网络2030”的愿景、需求、体系结构、全新用例、评价方法等。
• 为标准化路线图提供指导方针。
• 与其他标准制定组织建立联络和关系。

目前ITU-T网络2030焦点组已经成功召开了两次全会，来自运营商、服务提供商、设备商、学术界等多家单位的代表纷纷出席会议，对该焦点组的工作及面向2030年的未来网络进行了广泛的探讨。

全会主要从新媒体业务、工业控制、5G等应用场景出发，重点分析了未来网络愿景、需求和发展趋势，同时介绍了一些新技术和新架构。FG-NET-2030主席、华为首席科学家Richard Li还指出了未来网络的新服务及其主要驱动的应用场景，重点分析了全息、多感觉同步和传输、精确的工业控制等场景对未来网络的需求，并提出了一种新的网络架构New IP。

第一次全会上还正式成立了3个工作组（用例和需求组、网络服务和技术组、网络架构和基础设施组）用于更好地分类和推动相关文稿的输出。新媒体技术、大带宽需求和多感觉同步传输需求在全会上被多次提及，将成为网络2030关键驱动力之一。此外，与会者还关注卫星通信及其和陆地网络的融合、线缆有线传输技术向Tbps发展、支撑垂直行业发展的更灵活的网络技术、大灾难管理时的应急网络、未来智慧城市的异构和多传感器网络的发展等方向。

目前ITU-T网络2030焦点组还处于发展阶段，随着各个工作组的正式成立以及越来越多的参与贡献者加入，网络2030焦点组将继续在未来网络场景及需求方面引领未来网络的发展。

据悉， 网络2030焦点组第三次全会将于2019年2月18日至20日（其中18日为论坛，19-20日为第三次全会）在英国伦敦举办。

参考：
https://blog.3g4g.co.uk/2018/08/itu-network-2030-initiative-to-support.html
https://news.itu.int/itu-network-2030/
https://uk5g.org/discover/read-articles/itu-launches-network-2030-initiative-support-emerg/
http://www.cctime.com/html/2018-10-26/1414746.htm
https://www.sohu.com/a/245693966_100156443

注：所有图片均源自Richard Li博士演讲ppt