未来的数字服务将需要 5G 及以后的新功能，包括在吞吐量、延迟、设备密度、可用性和可靠性方面适当的端到端服务质量 (QoS)。

关键是运输网络。

从我们的研究团队中发现关于如何实现灵活且面向未来的运输的两个概念。

必须确保跨特定部署区域的端到端服务质量 (QoS)，包括具有极端性能要求的服务：广域（地理）、本地、受限以及在游牧服务的情况下是动态的。

当然，这一切都需要以一种不需要过度配置网络资源的经济有效的方式来实现。

RAN 和核心网络 (CN) 架构将基于网络功能的高度模块化和虚拟化。

传输需要通过自动提供这些网络功能之间的适当连接来支持这一点。

同时，网络运营商需要新的解决方案来适应现场现有的拓扑结构和站点。

因此，网络设计应该是面向未来的，确保未来向6G的顺利迁移。

几种技术，如分组和光学技术，可以适当地组合以满足无线电要求，如低延迟和高吞吐量。

总而言之，传输网络必须确保高水平的可用性和弹性。

它还必须是可编程的以确保适当的灵活性。

最后，应考虑适当的解决方案以避免过度配置网络资源并最小化每比特成本。

为了支持这种演变，我们已经确定并展示了两个支持概念：

E2E 传输感知编排器以动态和优化的方式管理选定覆盖区域内无线电、传输和云之间的互通。基于新技术的完全灵活和可编程的传输节点架构，可促进 E2E 编排器的任务，同时保证服务的极端性能（例如延迟）。

E2E 传输感知编排器

从网络的角度来看，挑战在于为随时间和部署区域变化的异构服务混合提供服务，在服务覆盖区域提供所需的 QoS，同时避免过度配置。

这个过程需要网络根据实际的流量需求，以智能的方式自动管理网络资源。

例如，在智能工厂中，许多用例在同一场所同时实现。

他们要求服务于工业厂房的电信网络具有特定的且通常具有挑战性的性能。

未能提供这样的性能将立即转化为制造过程中的瓶颈。

为了正确应对这些挑战，我们需要使用现实的智能工厂场景。

所谓场景，是指由工业级混合网络服务的一组代表性用例，包括该网络的私有和公共部分。

相关参与者必须参与——制造公司、工业自动化供应商、移动网络运营商和电信设备供应商。

我们与合作伙伴一起开展了一个真实的试点项目，以现实场景为试点基础。

以下方案提供了试点架构的简化视图，其中三个服务并行支持三个用例。

E2E QoS 通过三个网络切片提供。

该试点在意大利都灵的 COMAU 工厂进行。

在这里，指定区域覆盖有专用5G网络（RAN 和核心），连接到意大利运营商 TIM 的中央办公室。

该试点包括基于爱立信研究部部署的光学技术的共享传输基础设施，该基础设施提供具有适当 E2E QoS 的无线电流量。

位于柯马现场和运营商中心办公室的云平台支持实施网络功能虚拟化 (NFV) 并支持远程运行的垂直应用程序。

下图为一根 5G 无线电天线覆盖的实验区域。

第一个用例捕获了真实机器人的运动，并通过超低延迟无线电链路生成了同步数字孪生。

该数字复制品用于为人类主管使用的增强现实耳机提供数据。

机械机器人的运动和各自的虚拟渲染在时间上完美对齐。

看看这个视频，看看它的实际效果。

第二个用例专门用于演示工业资产的实时监控。

然后，从大量机器中捕获的数据被发送到由垂直行业本身部署的应用程序，该应用程序在运营商的云中运行。

此应用程序详细说明获取的数据，以进行预测性维护、更准确的生产计划预测、质量改进和其他见解。

第三个用例展示了增强远程支持场景的沉浸式远程呈现，其中维护人员在远程专家的协助下使用增强现实和分步数字教程调查和解决故障。

该试点由上述 E2E 传输感知编排器管理，该编排器自动管理选定本地覆盖区域上的无线电、传输和云之间的互通。

该系统确保提供服务所涉及的所有资源与相关的端到端 QoS 特性保持一致。

端到端服务质量

值得强调的是，端到端的QoS是由无线层保证的QoS和传输层保证的QoS组合构成的。

例如，支持数字孪生操作的低延迟服务需要在由 QoS 标识符（在 5G 中，这称为 5QI）标识的无线电网络中的特定 QoS 转发行为

QoS Identifier 与服务的 QoS 的关联是由网络运营商使用特定策略配置的。

给定 E2E QoS，编排器为无线电层导出相应的 QoS，为传输层导出相应的 QoS。

然后编排器将相应的请求发送到无线电和传输网络。

通过这种方式，E2E QoS 作为由无线电和传输组成的独特基础设施自动和动态地管理。

资源放置优化

网络服务是由单个虚拟网络功能（VNF）和未经过虚拟化的物理网络节点组合而成，即物理网络功能（PNF）。

主要挑战之一是在底层传输基础设施上优化 VNF 和 PNF 资源放置。

例如，VNF 可以通过简单的点对点传输链路连接，或者通过网状地理传输网络连接。

这两个选项在操作 VNF 时意味着不同的延迟值或不同的可用性：VNF 的放置应注意的差异。

仔细优化网络可减少过度配置的需求，并使其能够最大限度地提高网络可以服务的流量。

该试点还演示了如何通过部署抽象机制来促进放置中的传输感知。

抽象是对资源（无线电、传输和云）的紧凑描述，与相应的服务参数一起公开。

抽象隐藏了资源细节（例如数量、供应商、资源位置、物理细节、真实拓扑等），并使得从放置过程开始就考虑传输方面成为可能。

人工智能可以进一步改进提供所需的 E2E QoS 并优化资源使用。

我们定义并部署了一个 AI 引擎来详细说明在传输网络边界计量的数据。

该引擎会随着时间的推移确定指定覆盖区域内的流量趋势和行为。

这种机制提供了对实际无线电流量状况的见解，否则无法观察和理解。

有了这些信息，可以优化传输网络的规模和运营，进一步降低所需的过度配置水平。

5GPPP奖项

该试点被5G公私合作伙伴关系（5G-PPP）连续两年（2020年和2021年）评为十大榜样之一。

2020 年，该试点被公认为展示了共享网络在支持延迟关键型工业应用方面的潜力。

挑战在于定义一个传输解决方案来解锁共享传输场景，同时保留连接到共享网络的各个垂直参与者所需的所有关键传输性能。

2021年，该试点连续第二年进入前10名。

这一次，动机是通过在切片机制中引入传输感知来展示端到端传输感知编排服务多个用例的潜力。

具体结果是，传输域可以保持其传输的网络切片的属性，而无需将传输网络的维度调整为无线电流量的峰值。

5GPP 是由欧盟委员会和 ICT 制造商、电信运营商、服务提供商、中小企业和学术机构共同领导的一项倡议。

5G-PPP 的使命是通过提供在所有情况下无处不在的超快速连接和无缝服务交付，探索 5G 技术在各个垂直领域的实际用例中的具体适用性。

迈向完全灵活和可编程的传输 (IOWN)

我们对灵活和可编程传输的研究现在继续朝着 6G 方向发展。

下一步是我们参加创新光和无线网络全球论坛（IOWN GF）。

IOWN GF 倡导彻底改变当前的无线和光网络，基于引入可以保证极致性能的新技术。

IOWN 引入了全光子网络的概念：一个在从网络到设备，甚至在芯片内部的各个层面都融合了新光学技术的网络，以实现迄今为止无法实现的超低功耗和超高速处理。

共有三个性能目标：

能源效率提高 100 倍传输容量提升 125 倍将端到端延迟降低 1/200

光网络可以满足高带宽和低延迟的要求。

为了以尽可能低的成本确保 E2E QoS，必须在传输部分引入可编程性元素。

运输成本是几个要素的组合，例如硬件成本（新技术或现有技术的组合以降低基础设施成本）、库存和配置成本。

因此，设备应该即插即用，并且可以由 E2E 编排器远程配置。

从这个角度来看，可调谐光学器件为简化传输网络的新架构打开了大门，并且可以显着减少库存。

我们将通过积极的研究参与 IOWN，但我们也是董事会成员，并且是 IOWN 领导层的一部分。

在接下来的几年中，我们预计该项目会产生许多有趣的结果，我们将在这些结果发生时分享我们的见解和经验。