C114通信网 | 刘韵洁院士:尽快形成统一的确定性网络技术标准

发布时间:2023-03-15 浏览次数:545次 作者:江苏省未来网络创新研究院

3月11日,由江苏省未来网络创新研究院主办的第五届SD-WAN & SASE峰会在北京召开。中国工程院院士、江苏省未来网络创新研究院院长、紫金山实验室主任刘韵洁发表《未来网络推动数字经济高质量发展》的主题演讲。他表示,互联网正式进入下半场,在要求海量连接的同时,也要求网络具备确定性服务质量的能力,“尽力而为”的传统IP网络架构面临着巨大挑战!

 

例如工业互联网中精密设备控制存在大量周期性控制指令,需要网络提供超低端到端时延及抖动的控制能力;电力系统中控制命令和传感数据对网络传输时延的实时性、确定性、可靠性有严苛的要求;针对L4级以上的自动驾驶,需要利用确定性网络技术,基于车载驾驶辅助系统实现每个车辆个体的“自动行为”。与此同时,确定性正成为6G网络重要指标与关键技术。

 

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传统的互联网架构为什么无法提供确定性的服务能力?刘韵洁介绍,广域网不可将线路传输时延看作0,TSN等局域队列机制无法工作;广域网接入业务流量带宽、时延、抖动需求各不相同,需要解决流量归一化适配问题;广域网存在海量设备,拓扑变化复杂,需要解决流量路由与时隙调度问题。

 

“如何在大规模广域场景实现带宽、时延抖动的确定性成为当前的主要挑战!”刘韵洁指出,为了解决这一问题,我们提出服务定制网络SCN(Service Customized Networking)的体系架构,核心思想是从TCP/IP追求节点连通性的理念向SCN追求差异性、定制化的按需服务的理念转变。

 

在这一理念的驱动下,未来网络创新研究院联合华为成功进行DIP试验,在北京-南京千公里级别试验环境中,验证了DIP在大网上的确定性转发能力,抖动可被控制在百us级甚至以下,可为工业远程生产控制、远程手术等业务提供骨干网络的确定性转发保障。

 

研制确定性大网级网络操作系统,针对全业务离线调度时间复杂度过大问题,对网络路由、时隙调度进行联合优化,提出在线联合路由调度算法,可实现多业务流在线业务流逐条分配资源;突破了控制平面核心算法,支撑确定性网络控制器开发与实现。

 

联合新华三公司,基于CR16000商用级路由器平台,研制支持CSQF的100GE确定性转发业务板,实现SRv6标签扩展、频率同步、时隙测量与标定等功能。2022年1月,在山东省构建确定性骨干网络,实现确定性网络技术的部署与应用。

 

自主研发了国内首个TSN交换机,提供纳秒(ns)级的时间同步精度、微秒(u)级的延时、提供百/千/万兆的光纤/双绞线接口,提供40Gbps以上的交换能力;入选全国首批“时间敏感网络产业链名录计划(交换机类)”。

 

攻关TSN控制器关键技术,研发面向TSN交换机的网络控制器,具备全局拓扑构建、基础网络纳管,时钟同步管理、流量管理、网络监控等能力,具有自主知识产权国际领先的网络流量调度引擎。

 

基于上述对确定性网络技术的探索和研究,江苏省未来网络创新研究院牵头打造未来网络试验设施CENI,可提供按需定制、确定性、多云交换和智驱安全防护四大网络服务能力,逐步推动建设自主可控新型网络技术及产业生态。

 

目前已建设完成覆盖山东省16市的全球首张5600公里确定性网络,服务于山东的工矿企业、车联网、智慧城市等领域,推进各行业的数字化转型,为山东乃至中国的数字产业化和产业数字化发展作出积极的探索。

 

演讲的最后,刘韵洁建议,抓住全球未来网络发展的重大机遇,突破确定性网络核心技术,在全球引领整个信息产业技术发展;尽快协调各大设备商形成统一的确定性网络技术标准,实现设备的互联互通;建设确定性网络相关产业生态,实现核心标准、芯片、设备的自主可控,在“东数西算”、远程医疗、碳达峰等场景实现应用。

 

来源: C114通信网