重磅！騰訊5G探索地圖揭秘
- 2019 年 11 月 13 日
- 筆記
導語 | 本文中，騰訊未來網絡實驗室5G技術專家俞一帆老師將對騰訊的5G探索地圖進行了詳細的講解，以下是俞一帆老師演講的整理（編輯：尾尾）。關注「雲加社區」公眾號，獲得精選文章推送。
本文主要分三個部分：
- 騰訊未來網絡實驗室簡介
- 騰訊未來網絡實驗室的具體實踐
- 騰訊在5G產業生態構建方向的規劃
一、騰訊未來網絡實驗室簡介
1. 理念：應用驅動網絡演進
騰訊未來網實驗室於2017年底成立，是中國互聯網公司第一支5G技術和應用研究團隊。
騰訊未來網實驗室推崇的理念叫「應用驅動網絡演進」，我們認為5G網絡最終為應用服務。所以，我們會從騰訊業務的角度看待5G網絡，去分析騰訊對5G網絡有什麼樣的需求和下一步演進趨勢是什麼樣的。
目前，我們主要是做技術研究，從底層技術角度提出我們的解決方案，基於前期的研究最終會形成兩個能力輸出：
- 對外，在標準領域（包括5G權威的國際標準組織3GPP和其他相關的IETF等），我們會把能力輸出。另外，配合標準，我們會在開源社區做貢獻。目前在基金會下面有一個開源社區在做開源項目，除此之外也有很多2B的業務，提供工程化可落地的架構和解決方案。成立將近兩年時間，我們這個實驗室和業內很多的合作夥伴，主要包括三大運營商，以及英特爾、諾基亞、商飛等，在5G技術和應用領域處於前沿頭部的合作夥伴建立了多個5G聯合實驗室，專註於5G業務和技術創新方面。
- 對內，我們把5G技術服務於騰訊業務領域，分別是2B和2C領域。2B領域專註於智能網聯汽車、工業互聯網領域。在2C領域，會專註於雲化多媒體，像遊戲、視頻類是我們進行能力輸出的一個重要方向。上圖中的這四個獎項是中國聯通及中國移動授予我們的合作夥伴獎項，這也是騰訊未來網絡實驗室在5G發展初期和外部供應商、合作夥伴一起合作後，大家對我們的認可。
2.定位：打造騰訊業務與5G網絡的連接器
剛才提到了騰訊做5G網絡的理念是應用驅動網絡，回到實驗室具體定位，我們將自己看做騰訊業務和5G網絡的連接器。
為什麼這樣說呢？大家之前對移動互聯網很熟悉了，在移動互聯網時代有一個非常重要的特徵，在業界我們叫業務與網絡分離。
怎麼樣理解這個特徵呢？
目前，智能手機應用是構建在兩個非常龐大的基礎架構之上：一個是互聯網界非常熟悉的雲計算、數據中心，就是業務後台運行的一套系統。除此之外，還有一個非常龐大的系統一般叫做蜂窩移動通信網絡。
前段時間如果大家在網上看到工信部發放的5G牌照正式文件時，裏面提到這樣幾個詞，第五代蜂窩移動通信，這就是經常所說的基站等。這一套系統相對於互聯網、雲計算來說是一個更為龐大複雜的系統。
在4G時代，業務和網絡這兩個系統是由兩個不同圈子的人來做的，雲計算主要是互聯網界技術人員、工程師搭起這樣的IT平台。像蜂窩移動通信網絡是由電信行業大量的工程師和廠商搭建的，這兩個系統在4G時代是各自獨立運行的，二者之間只是進行簡單的數據傳輸就可以。
到了5G時代，我們認為這兩個系統會出現非常強烈的融合趨勢，在5G時代很多大量在線服務和應用，不再單純依賴雲計算平台或者蜂窩移動通信網絡，它可能會出現一種跨界融合發展的趨勢。正是基於這樣的判斷，我們把騰訊未來網實驗室打造成應用和5G網絡的連接器。
3.關注方向：網絡切片、智能邊緣
網絡切片和智能邊緣是我們關注的方向。
為了給在線業務提供網絡能力的調用，以前4G網絡只是給應用提供一個數據傳輸的管道，到了5G網絡之後，蜂窩移動通信網絡將向上層業務提供這些能力，至少集中在這兩個領域。
第一個是網絡切片，所謂網絡切片，用互聯網界比較容易理解的概念是拉專線，現在主要是在數據中心之間拉光纖專線，到了5G時代這個專線會直接進入到移動終端，雖然又往前進了一步，把無線終端變成專線終端，即使是這樣一個很小的動作，對整個IT架構和蜂窩移動通信網絡影響也是非常大的。
除此之外，大家聽到更多的一個詞叫邊緣計算、智能邊緣。所謂智能邊緣，用比較簡潔的方式來說，就是我們把互聯網公司經常用到的這些數據中心、雲計算能力和架構植入到移動通信網絡裏面去，這是兩大系統融合的問題，這當中需要相當多的底層技術來克服障礙。正是專註於這兩大領域，我們實驗室的具體技術輸出首先是提出標準，其次是技術架構，以後滲入到5G內部的數據中心和雲計算是什麼樣的？這是我們所說的技術架構。
兩個系統融合完之後，業務在兩個融合的系統上運行，必然會帶來大量的運營技術。在現在的雲計算和數據中心裏面有很多專門定製的互聯網業務運營體系，同樣在蜂窩移動通信網絡裏面也有非常複雜的運營體系，到了5G時代這兩大非常複雜的運營體系怎麼樣融合？是否有新的技術需要支撐這樣的新形態？也是我們關注的重點。
4.澄清一個關於邊緣計算的誤區
這裡給大家做個概念澄清，現在一提5G大家馬上會想到一個名詞叫邊緣計算。今年資本市場也有一波邊緣計算熱潮，也有很多邊緣計算的公司。在這裡，我主要做一個技術普及，從我們近兩年的研究過程來看，我們感覺邊緣計算和5G並不是一個完全一對一等效的關係，下面這張圖給出大家一個概念。
我們認為真正的邊緣計算在運營商網絡裏面有兩套，市面上更多談的是底下這個，為什麼會有不一樣的地方？我們作為互聯網業者對自己的數據中心很了解，但是對於運營商的網絡並不是很了解。
從運營商網絡來說，全國任何一家全業務運營商現在基本上維護着兩張大網絡，一張網絡一般叫固定網絡，這張網絡通常接入到家裏面的光寬帶小盒子、光貓，這種設備一般接入到運營商固定網絡。除此之外，運營商還有一個盈利能力非常強的網絡管它叫移動網絡，就是剛才所提到的蜂窩移動通信網絡，這張網絡通常連接智能手機，當我們沒有WIFI，把蜂窩數據直接打開的時候，接入的是運營商移動網絡。
我們談到的5G邊緣計算是在運營商移動網絡裏面，而不是固定網絡傳統的邊緣計算。大家可能會覺得這兩張離得很近，是不是一體的？——不是。在運營商非常龐大的網絡運營團隊裏面，它們是獨立運營的兩張網絡。國內很多運營商兩張網絡部署的物理機房、物理位置都是相互隔離的。也就是說我可能在傳統的固定網絡邊緣計算這邊具備很強的能力，但是這個能力沒有辦法被無縫遷移到5G網絡裏面去。相反，我為了適應5G網絡，實際上我的邊緣計算要針對蜂窩移動網絡的特點，做大量的定製和改造，包括底層技術和運營技術，要跟運營商的網絡維護部門大量對接。在這方面我們通過5G標準和開源社區的聯合協作，才能打造真正融合在5G網絡裏面的雲計算架構，基於這樣才能提供好的服務。
二、騰訊未來網絡實驗室的具體實踐
我們把工作放在三個大的領域：探索，生態及創新。
實驗室會重點關注技術的探索，但並一定只專註於技術，我們還會關注生態。5G並不是簡單的技術進步，不是把不同的技術融合在一起就解決問題，它帶來複雜的生態問題相對於4G時代遠遠複雜得多。原因就是5G時代會把2B業務引入，把2B業務引入的話它整個的需求相對於4G時代有非常大的變化。而最終實現創新不光是技術創新，還包括產品和方案的創新。
下面給大家介紹一下我們在5G方面做的一些具體工作。
1.搭建中國互聯網公司第一個5G商用實驗室
第一個工作，騰訊在深圳的濱海總部大廈搭建了中國互聯網公司第一個5G商用實驗室。
在實驗室裏面我們直接把廠商用於商用網絡的5G網絡設備部署在騰訊濱海大廈的實驗室機房裏面，同時把騰訊需要在5G時代大力推廣的業務，比如說典型的雲遊戲業務，也把這樣一套騰訊自己的業務系統部署進去，和整個的商用5G網絡形成了一個閉環端到端的體系。基於這樣一套實驗系統，主要是面對雲遊戲業務做了大量測試和技術驗證。另外，也相當於從做互聯網業務角度重新審視了一遍5G網絡，我們感覺這個認知對目前傳統媒體了解的5G，呈現的形態至少對於互聯網業內來講會不一樣。
2.雲遊戲領域：通過5G實驗網進行探索
實驗室成立之初做的第一個服務業務是雲遊戲，雲遊戲大家聽得非常多，前段時間谷歌也發佈了它的雲遊戲服務。
而我們提到的雲遊戲專門是針對5G的，5G下的雲遊戲跟4G有什麼不一樣？基於5G的雲遊戲，對於骨灰級的遊戲玩家，當玩一些大作級遊戲的時候，可能骨灰級的遊戲玩家會花大量的錢給自己配一套設備，而5G雲遊戲的目的就是要把這些重度的遊戲在移動終端上跑起來，現在為什麼跑不起來呢？一個很直接的原因為了玩這些重度的遊戲，通常需要給PC配置非常昂貴的GPU，這種GPU不可能在移動終端上實現。
在5G時代會利用GPU集群將大量數據在雲端做處理，把所有遊戲的畫面渲染出來變成高速的視頻碼流，利用5G的高速特性把它推送到終端上。這樣一個好處以往門檻比較高的重度遊戲在5G時代受眾的門檻一下降低了。對於很多遊戲來說，花好幾萬塊錢配一台只能在家裡玩的PC級別遊戲平台會困難一些，如果告訴他花兩三千塊錢配一個比較好的手機，再加上5G網絡就可以玩這個遊戲，你的受眾群一下就擴大了。基於這樣的出發點，剛才提到在騰訊濱海大廈的5G試驗網裏面挑選了幾款遊戲做了一些試驗。
3.多媒體領域：to C高清視頻探索
除了遊戲之外，我們還做了視頻相關的探索。在視頻方面，我們主要和騰訊的視頻業務部門合作，評估了5G邊緣計算對於在線視頻業務的影響。在騰訊濱海大廈裏面做了一個初步試驗。今年下半年，我們和中國聯通合作，搭建了一個規模化的基於移動邊緣計算的試驗站點，這個站點重大的意義在於騰訊已經把大量正在服務的在線用戶的視頻請求，導入到邊緣計算的試驗站點裏面來做，現在這個站點每天服務用戶播放量已超過1萬，基於這樣的實驗，我們有兩個發現。
第一個發現：把邊緣計算引入到移動網絡之後，的確對下載速率有一個很明顯的提升；我們感覺對於傳統1080P服務來說，整個邊緣計算帶來的好處還不在用戶端，主要在視頻提供商一側，我們覺得利用邊緣計算，視頻提供商的帶寬成本會得到下降，從用戶體驗來說並不會有非常明顯的提升。
第二個發現：其實在5G時代我們聽到很多的詞高清視頻也就是所謂的4K視頻，我們在實驗室里對4K視頻做了測試，發現對於4K視頻在線系統來講，在移動網絡裏面移動邊緣計算是一個必選項。
我們做了一個對比試驗，把一個4K視頻放在傳統的騰訊雲數據中心，同樣一個視頻放在邊緣計算數據中心裏，做了之後發現傳統的中心化數據中心裏4K視頻在終端側來看經常出現卡頓。碰到邊緣計算流暢度明顯提升，我們得到一個反饋，當在線視頻提供的清晰度越高，用戶對於卡頓的容忍度越低，你給用戶看480P、270P的低清視頻，稍微有一些卡頓，用戶可能沒有太多的不滿感，因為本來就很模糊。如果你上來給他一個4K視頻，從他的心理預期來說就會對你那個視頻播放質量有很高的預期，在這個時候即使卡頓的數量比1080P還少，但只要出現了，用戶對你的評價馬上降低。
我們最後感覺在5G時代4K視頻的在線向用戶的推送，對於整個雲計算的架構挑戰非常大。目前初步的試驗保證了單個4K視頻情況下移動邊緣計算還可以達到比較好的體驗，一旦正式上線運營4K視頻不只一個，可能是多個。在多個情況下怎麼樣保證整個視頻的穩定性，那是下一步雲化多媒體上去關注的，我們感覺這個不能單純依賴數據中心雲計算技術來解決，需要有5G網絡的配合。
4. 自動駕駛領域：探索實現單車智能+5G網聯的完美融合
接下來是自動駕駛和智能網聯部分。
首先跟大家講一下5G和自動駕駛的關係是什麼？目前自動駕駛技術發展分為兩個流派：
以北美廠商為主，更多是專註於利用單車的智能，單車需要加載非常強大的傳感器，才能支持車的上路，比如說L3、L4級別。像國內以工信部、交通部聯合提出的技術路線叫智能網聯路線，這個路線相當於把單車的傳感器配置降低，通過路邊這些傳感器的配置加強，通過路邊的感知能力彌補單車的感知能力不足，這也比較符合國家目前整個汽車產業能力的情況。為什麼這樣講？因為目前能夠支撐比較好的L3、L4自動駕駛的車載傳感器廠商基本都是國外的，這樣一輛車做完之後成本會在600萬以上，這個時候對國家面臨什麼問題呢？可能交通市場足夠大，但是一旦按照國外路線量產汽車的話，發現大部分的利潤還是被國外廠商賺走了。國內目前由於基礎工業的限制，沒有辦法生產高端的車載傳感器，相反智能網聯，因為國家目前在5G技術上比較領先，可以利用網絡能力的強大提升單車技術儲備的不足，從國家目前來講會這樣做。
我們現在做的一個工作是車路協同，既然單車可以在路側能力補充單車感知，必須要涉及到一個問題，就是路側的基礎設施怎麼來建？下個月，我們會向Linux基金會下面的社區提交騰訊第一版車路協同開源平台。其中，我們做的核心工作是什麼呢？針對目前中國特色的道路情況來定的，剛才提到車路協同，單車的感知能力不足，依靠路邊的設施來補足。我們知道國家目前的公路建設基本是屬地化運營，可能北京的這些路包括高速公路是由北京這些運營主體，比如說首發集團和各種各樣的高速公路公司。同樣這些路一旦進入到河北界的話，由河北公司來做。對於單輛車來說從北京開到上海或者開到深圳，希望獲得非常一致的路側感知能力支撐。但是整個路側設施幾千公里下來會涉及到幾十個不同的道路運營主體方，怎麼樣把不同的運營主體方數據感知能力聚合起來，目前基於車路協同開源平台做一個路側能力聚合再下發。這只是解決路側能力分散的問題，我們跟很多的路方溝通交流時發現一個很特殊的需求，現在很多企業業務說不上雲就不時髦，從路方得到的需求卻是我的數據不上雲、那麼原因是什麼？目前大量路側系統的感知很多是以路邊攝像頭原始視頻數據為主，這些視頻數據對於很多路方因為有一定的信息安全制度限制，認為這些數據必須要在自己內部系統處理，這些原始數據不能上傳到雲端。
另外還有一個問題，這些路側數據感知信息又需要被車感知到，這又得利用5G公共網絡推送給車。這個時候開源平台利用移動邊緣計算技術，開源平台是一種混合運營的方式工作，會把一部分私有雲的能力部署在路方的內部機房裡，對它的原始數據進行處理之後，通過邊緣計算的形式和運營商的公網推送給車。在這部分我們覺得5G時代車路協同是非常典型的公網+專網工作形式，這對移動邊緣計算會起到非常大的推動作用。
5.工業互聯網領域：推動5G智慧園區和智能製造落地
下面是關於工業互聯網的內容。在去年和很多工廠，尤其是以中國商業飛機製造廠為代表的工廠，也探索過5G智能製造的方向。這張圖代表我們探索的情況，我們覺得在工業領域5G能發揮的作用大概有兩個場景：
一個是智慧園區，智慧停車，這方面目前市場上有比較成熟的技術可以拿來用，這部分挑戰不是很大。
6.生產製造領域：與中國商飛展開基於5G的戰略合作
另一部分挑戰非常大就是生產製造領域，這方面的挑戰非常大，不光是對雲計算的挑戰，對於5G網絡的挑戰會更大。這裡舉一下例子，也就是在商飛這邊做的情況。去年商飛找到我們的時候，我們給它設計了一個很完善的智慧工廠架構，當時設想利用5G網絡覆蓋，可以把各種各樣的AI裝配設備和智能機械人通過5G網絡接入起來，利用騰訊的雲計算處理能力，為商飛打造全智能工廠的方案，當時的願景非常好。
但是具體和飛機製造廠、運營商、網絡設備商對接的時候會得出一個結論，理想與現實差距明顯。最終很多設想幾乎沒有落地，原因是什麼？原因就是工業製造系統和移動終端系統完全不在一個世界，對於工廠來說可能會告訴你這條生產線有三台設備，三台設備來自於不同的廠商，三台設備通信協議、通信基礎功能完全不一樣，三台設備能處理的數據也完全不一樣，還給我們提出一個很嚴格的要求，在做改造的時候三台設備不許停。當時做的一個工作先從業務層面、數據層面切入，感覺沒有問題，可以處理。但是和運營商和網絡設備提供商溝通的時候發現，現在的5G網絡很難支持。5G網絡是一個電信行業產品，電信行業產品有一個大的特點完全遵照標準來做，電信行業工作模式先有標準再有產品，不同廠商之間的產品差異性不是很大，但是工業領域完全反過來，先有產品再有標準。我們發現一個很痛苦的事情，當做完方案後提交給電信運營商，電信運營商給我們的反饋是，需要按照電信標準去調整工業設備。工業設備廠商告訴我們，這些設備是定型產品，很難改動，最後雙方就卡在這個地方，很多方案沒有推下去。
和其他工業領域接觸的時候發現，其實這是一個共性的現象。工業領域很多系統和產品碎片化程度遠遠超過我們的想像。按目前5G網絡、電信行業先有標準後有產品的思路，這種框架下很難滿足需求。怎麼做？目前也沒有很好的答案，我們也在探索。我覺得難度越大、機會也越大，這給未來創業者來講，如果能把這樣非常基礎的矛盾解決好的話，我們的機會是很大的。
同時，我們可以看到富士康已經走的比較靠前，也許大家理解富士康就是個代工企業，代工生產蘋果手機的。其實不是，富士康已經具備研發生產5G網絡設備的能力，它是針對代工行業打造了一個代工行業的5G解決方案，這對於創業者來講是一個很大的機會，因為工業領域的網聯化程度弱於2C領域，能解決其中一個點的話，發展空間是非常大的。
7.開源+標準雙輪驅動
前面提的都是具體的技術案例、客戶案例，後面是基於前面做的大量Case提煉、總結之後，形成向標準、開源領域進行輸出的方式。騰訊已經參與了3GPP及5GAA相關的國際標準工作以及IMT-2020 5G推進組和CCSA等國內標準組織工作。與標準工作相配合，我們做了一些開源工作。
這是目前在開源領域剛才提到的一個最大工作，在今年11月份下個月會向Linux基金會提交一版車路協同的平台，騰訊內部本身就有一個先在數據中心運行的框架叫Tars，我們對它做了裁剪優化之後，讓它具備可以在邊緣部署輕量級的能力，基於這個打造了一個專門面向車聯網、車路協同的開源平台，今年11月份就會對外發佈。在這上面也得到像英特爾、諾基亞、Linux基金會和ARM的大力支持。
三、騰訊5G產業生態構建
1.側重點：生態、開源
最後給大家介紹一下基於前面的工作，騰訊在打造5G生態上的考慮。這是目前打造的生態情況，從具體項目來說包括合作運營，和目前國內拿到5G牌照的4個運營商有合作運營的範疇。剩下是在標準開源，主要和業界領先的廠商和標準組織，另外是合作研發，這是國內主流的廠商，另外是基礎研究，細節不談了，最終從生態上來說我們的側重點可以歸納為兩個大的方向：
一個方向是生態。在生態方面，我們覺得標準開源是兩個非常重要的領域，而且把它作為一個體系化的方式建立生態。為什麼這樣說？剛才提到5G網絡主要是一個電信行業的產出，電信行業所有產品和系統圍繞着標準來做。在5G時代我們的業務後台會和蜂窩網絡深度融合，從騰訊做生態角度來說，必然離不開互聯網行業和電信行業做一次跨界的整合。整合過程中間，我們覺得和電信行業合作夥伴，以對方能夠理解的語言表達出我們的需求，在這部分主要是通過標準的形式，把騰訊對於互聯網業務的需求以標準方式向電信行業進行輸出，這樣能夠降低雙方交流整合的難度，這是一個方面。
另外一個方向是開源。我們認為開源是一個輔助的作用，為什麼這樣說？因為電信標準的特點是專註最小功能集，追求功能越少越好，架構越精簡越好。這必然會導致在實際很多業務推進部署時，會發現需求沒有辦法在某些領域支持，那怎麼辦？通過開源進行輔助。基於最小集需求的框架下，怎麼樣來支持業務需求？通過發佈開源的功能最終促成業務的落地，這是生態領域。
2.技術關注點：網絡架構、異構計算
技術領域是對外構建合作生態的另外一個方面，這也是非常基礎性的一點。
我們在技術領域主要關注兩個方向，一個網絡架構，這個網絡架構不單限於數據中心網絡也包括5G網絡，我們認為以後業務後台構建網絡的基礎必然是蜂窩網絡和數據中心網絡整合在一起的一種形式。目前來看業界還沒有找到非常好的辦法來做整合，我們之前在和騰訊視頻合作過程中就發現，5G網絡的確存在一些問題，不能很好的支持互聯網業務的運營和管理，怎麼做？也是我們未來探索的。
除此之外，我們認為異構計算技術會在5G時代發揮非常大的作用。異構技術今年聽的比較多，前一段時間英特爾就發佈了對異構計算的分類，認為異構計算分為標量計算、矢量計算、矩陣計算、空間計算。從業務的角度我們對異步計算也做了劃分，劃分為傳統的計算有CPU的計算，還有基於GPU的計算，像媒體處理、AI等。另外兩個部分，目前大家還沒有關注到，一個叫網絡計算，支撐整個的系統網絡數據轉化功能，還有一個叫信號處理的計算。為什麼會把這兩個加進來？我們知道在5G時代2B業務是非常大的一個藍海，在2B業務領域我們認為這種形態的異構計算會不斷的出現，最終變成我某個工廠，某個2B客戶領域裏部署系統時，現在需要專門買一批雲計算的服務器放在這兒，還要招標採購一批基站和配套的交換機、路由器、網關，整個系統成本落下來成本非常高，而且剪裁性也不好，很難針對用戶的需求做調整。
我們認為未來領域會出現這樣一台設備，從外觀看就是一台普通的服務器，內部整個處理功能可以通過軟件方式進行靈活配置。如果這個用戶本身的數據處理需求強的話，可以把這台設備大部分的計算資源變成計算功能，把剩下的資源變成通信和網絡的功能。如果這個用戶的場景對計算處理需求小，有非常強的無線信號處理、網絡處理功能，可以通過軟件配置變成無線信號處理或者是交換機的形式部署出來，相當於一個通用的硬件平台形式簡單通過軟件的配置可以靈活適應各種不同場景。這個技術成型之後對於2B場景來說會有非常大的作用。
以上就是我關於騰訊在5G方面的探索介紹，謝謝大家！
作者簡介
俞一帆，騰訊未來網絡實驗室5G技術專家。於2006年在北京郵電大學獲通信與信息系統專業工學博士學位。曾在英特爾，法國電信及NTT DoCoMo長期從事通信與計算機網絡的理論與技術研究及設備開發工作。撰寫了國內第一本5G移動邊緣計算方面的著作。
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