5G核心網屬于數據流轉的樞紐,負責處理分發數據。作為以IDC(數據中心)為基礎設施的,云原生的網絡,5G核心網主要采用SBA(Service Based Architecture)架構,是基于云的通信服務架構。通過將核心網模塊化、軟件化,5G能更好地適配低時延、大帶寬、廣鏈接三大應用場景的需求。
5G核心網的關鍵技術主要包括SDN(Software Defined Network,即軟件定義網絡)、NFV(Network Function Virtualization,即網絡功能虛擬化)和網絡切片,從功能角度上講,NFV將傳統硬件功能軟件化,SDN將硬件本身進行分離管理。5G核心網通過切片來實現網絡功能模塊化,從而匹配各應用場景的使用需求。
當前,核心網云化趨勢日益明顯。2021年多家運營商和電信設備商和云服務商合作,探索5G核心網云化。5G核心網云化有利于5G生態的擴展和網絡應用的多樣化,加速5G應用創新和運營服務交付,更敏捷、更彈性地滿足新時代多樣化應用需求。
根據市場研究公司Dell'Oro Group數據,2021年全球5G核心網市場規模為12.87億美元,消費者對視頻瀏覽上傳的需求以及云服務業務的推廣是促進5G核心網發展的主要驅動力。預計2022年這一規模將達20.58億美元,增幅59.9%,到2028年,將進一步大幅增至89.27億美元,2022-2026年CAGR預計將達到27.71%。截至2021年7月,5G核心網前5大核心廠商按規模大小依次為華為、愛立信、諾基亞、中興、Mavenir,相關廠商在全球市場份額總和超過88%,業務主要集中在歐洲和中國;產品應用最廣泛的領域為智慧交通,份額超過28%。
SDN主要指將傳統網絡重新定義設計,通過軟件進行硬件的集中式管理。SDN主要將數據轉發與網絡控制進行分離,將網絡管理權利由控制層面負責,通過控制層面的軟件平臺對底層的硬件進行控制與編程,實現網絡資源根據業務進行靈活調配。SDN的核心技術主要表現在網絡能力開放化(網絡可編程,網絡功能服務化發展)和控制邏輯集中化(數據轉發與控制分離,網絡控制集中化管理)。
SDN市場廣闊。根據研究機構觀研天下的統計數據,2022年中國SDN市場規模將達到49億元,同比增長37.9%;預計2025年將達到122.4億元,2022-2025年CAGR高達35.7%。
2018-2025年中國SDN市場規模(億元)
來源:觀研天下,摯物產業研究院整理
作為一種新的網絡技術與架構,SDN正成為通信行業改變現有僵化的網絡體系架構、適應產業發展的關鍵技術之一。SDN的分層解耦,接口標準化以及接口開放,打開了原本封閉的通信設備市場,為更多廠商進入網絡設備領域創造了條件。SDN促進了IT技術與CT技術的融合,拉近了業務與網絡應用的關系,在激發業務創新的同時,建立了更加豐富的產業生態。同時,SDN分層解耦還打破了原有設備供應商與系統集成商的壟斷,使網絡運營商有更高的自由度與器件供應商合作研發,與設備供應商達成更深層次的戰略合作。SDN軟件定義網絡,促進了通信行業新一輪的產業變革,也持續推動電信運營商的軟件化轉型。
NFV主要指將網絡節點實體設備軟件化,通過通用的X86服務器和網絡虛擬化技術將傳統網絡硬件設備軟件化處理,替代傳統網絡節點價格較高的通信設備(路由器、負載均衡器、防火墻),并將其虛擬化。NFV支持業務隨需部署,使5G網絡可以按照客戶的需求進行自適應的定制,根據不同網絡狀態進行自適應的調整。
2022年,全球NFV市場規模預計將達到386億美元,自2018年以來,CAGR保持在25%?;趥鹘y網絡,NFV結合SDN與AI技術,將促進業務與技術的深度融合,通過軟件定義進一步釋放網絡的潛在價值,構建一個更加敏捷、人性化、業務導向的IT新生態。目前,NFV技術已率先在互聯網、金融、政府、高校、園區、城域網、廣域網等領域落地應用。
2017-2023年全球NFV市場規模(億美元)
來源:未來智庫,摯物產業研究院整理
網絡切片
網絡切片技術是5G區別于4G的關鍵技術之一,通過切片技術,將整個網絡變成多個專網,為業務提供可編排、可隔離的網絡,在提高網速、承載更多應用與海量連接的同時,也大大降低了運營商不同業務類型的建網成本。此外,切片技術提供可高度定制化的網絡功能,通過切片ID標識,為不同用戶提供相應的切片權限。
切片技術目前主要應用于醫療保健、政務應用、物流、能源、制造和多媒體等多個領域,如廈門遠海碼頭5G智慧港口業務的成功上線多依賴于切片技術,智能搬運機器人AGV、智能理貨等5G應用時延保持在8ms左右,測試業務無丟包,時延較傳統方案降低96%。預計切片技術還將廣泛應用于車聯網等其他新興領域。
我國現階段擁有網絡切片核心技術與建設能力的企業主要分為3個梯隊,第一梯隊為華為,第二梯隊公司包括紫光股份、光環新網、亞信科技,第三梯隊公司有網宿科技等,尚處于緩慢發展階段。