元宇宙:四梁八柱是什么?
通信产业网|2022-04-13 08:53:34
作者:葛颀来源:通信产业网

【通信产业网讯】(北京邮电大学经管学院兼职教授、工体元宇宙GTVerse首席架构师 葛颀)元宇宙作为产业互联网的新范式,在目前受到XR终端、实时算力和数据安全性等关键要素成熟度的限制,无法继续沿用传统互联网的“网站-用户”的中心化发展模式。

元宇宙对端到端的客户体验和服务等级保证有着极高的要求,分布式、热点式是元宇宙发展的全新路径,以“超级云网”为特征的数智化算力网络服务是元宇宙的四梁八柱。

中国已经开通5G基站142.5万座,占全球60%以上。三大运营商开通的5G最新国际标准R16版本,通过建设全新的5G核心网5GC和5G无线网NR,也就是独立组网5G SA的方式,网络下行性能指标高达10-20Gbps,用户面单向时延最低为1ms,控制面时延为20ms,可靠性的最低要求达99.999%,成为泛在的新型生产力基础设施。

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除了5G,固定光纤网络、Wi-Fi6、专线和NB-IoT等全接入网络将共同组成元宇宙的超级“局域公网”,支撑对接入速度、上行速度、端到端时延、抖动、丢包率、安全隐私、海量设备接入和高可靠通信等的严格要求。

5G专网

C端消费者在5G网络的使用体验得到显著提升,网络下载速率和稳定性得到进一步提升,泛智能终端的耗电得到优化,4K直播、8K视频、基于云渲染的元宇宙混合现实XR和云游戏、云应用、云终端等全新体验成为身边的现实。

从服务关键性能指标时延分析,C端消费者能接受的语音、视频电话时延要低于150毫秒,互动游戏要低于50毫秒,沉浸式虚实互动体验应用需要低于20毫秒。考虑到多形态智能终端的电气时延需要10毫秒,结合建设和运营总成本To C的考虑,这就需要在5G公网的基础上构建基于地理位置服务LBS的5G专网,才能以更高标准实现元宇宙对数据传输、云端渲染和网络侧内容、应用调用等核心任务。

从目前的全球市场实践看,有六种构建5G专网的成功实践:第一,采用移动边缘计算MEC、UPF等利用公网基础设施和频谱的公网;第二,具备服务质量承诺SLA的公网;第三,具备网络切片的公网;第四,具备共有基础设施的专网;第五,使用电信运营商频谱、专有网络设备的专网;第六,使用无授权或使用私有频谱、专有网络设备的专网。

5G专网将部署全新的安全策略和安全设备,确保云宇宙里B端客户资产和C端消费者客户数据等关键基础设施和数字资产的绝对安全和健壮性运营。

5G行业应用

元宇宙超级“局域公网”在协同三大电信运营商积极应用体育明星数智人、XR演播室、AR足球场、云直播等最新5G行业应用的同时,更可以基于地标性项目、文体IP等强内容流量联合研发和拓展基于5G-Advanced的技术业务,面向XR多媒体增强、移动算力网络应用、AI和机器学习、物联网、低碳和区块链等领域打造全国5G行业应用的创新实验床和标杆性项目。

5G消息

5G消息以5G智能手机的原生短信按键为入口,支持C端消费者使用图文、音视频、群聊、文件传输、通话中的内容共享等多种富媒体消息形式,在消息窗口内就可以实现交互、搜索、分享和支付等一站式业务体验。5G消息通过多媒体信息的有效融合,为B端客户提供与C端消费者之间的信息和服务交互接口,实现个性化的服务。

5G消息具有信息即平台MaaP、用户即客户SaaC和智能手机即应用SaaA等革命性优势,推倒了B端客户和C端消费者之间的数据高墙,每一部智能手机都将是元宇宙的流量入口。

超级上行

公众移动网络的资源配置更偏向下行。中国三大运营商5G网络的上下行配比分别为2:8和3:7,上行网速在100Mbps左右,距下行速度差距明显。元宇宙需要将视频、电竞、直播等海量的用户创作内容UGC和传感器、自动驾驶、高清摄像头、智能机器人等海量的机器创作内容MGC实时上传,这就需要全新的超级上行。5G无线网络在合理配置上行资源的同时,也需要综合考虑4G和5G,以及授权频谱与非授权频谱的资源动态共享,元宇宙的上行速率将超过1000Mbps。

MEC

移动边缘计算MEC在元宇宙的本地无线网络侧增加了计算、存储、渲染等功能,把5G无线网络和互联网有效融合在一起,通过无线API接口开放网络与业务服务器之间的信息交互,构建了支撑应用的开放式平台。

服务于视频、娱乐、零售、物联网等业务体验,MEC可利用5G无线网络就近提供元宇宙所需IT服务和云端计算功能,而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境,加速网络中各项内容、服务及应用的快速调用,让C端消费者享有高质量网络体验。

元宇宙通过MEC基于地理位置的部署策略将可以通过实时获取无线网络信息和位置信息来提供更加精准的厘米级增强型商业、娱乐和社交服务。

UPF

UPF作为部署在企业客户侧的核心网重要网元设备,担负着商业客户用户面的数据流量处理、路由策略等核心功能。商业客户可以采用自主控制、设置和更新本地数据的转发和卸载等管理策略,商业运营等高敏感型数据、纯本地数据等将无需进入公共网络。

UPF端到端的硬切片管道、高安全隔离性、确定性时延和即插即用的革命性部署方式,极大地提升了5G专网在元宇宙应用的便捷性和安全性。UPF可以通过极简UPF、5G核心网、BBU、小型SPN、模块化交换机、边缘计算应用的“六合一”集成设计,将复杂的5G专网装进一个机柜里,实现快速本地化部署。

UPF将为元宇宙提供包括本地数据访问、精准定位和安防服务、拓展型4K/8K 超高清连接管理等更精细化的管理、更便捷的服务和更可控的成本。

毫米波

毫米波将为元宇宙的重点业务区域和媒体直播、UP主、电竞主、商业主等重点专业用户的网络质量和客户体验带来全新的解决方案。

全球5G网络频段主要分为6GHz以下厘米波和24GHz以上毫米波两大类。我国和绝大多数5G商用国家一样,在6GHz以下的频段建设5G基站,具有信号覆盖广、产业链成熟的优点。

毫米波的物理属性决定了其基站覆盖半径短、传输速度快的绝对优势。此外,6GHz频段的5G网络标准带宽是100MHz,而毫米波则达到800MHz,全新的增强型超宽带连接是元宇宙高并发、高流量和高上行等满足AR/XR混合现实等高速率要求的最优方案。

以美国版iPhone为例,在毫米波网络环境下载速率高达4Gbps。美国Verizon、AT&T和T-Mobile US商用的5G毫米波基站在波束赋形beam forming等新技术的赋能下,覆盖半径达到3公里。毫米波将为元宇宙带来革命性的无线网络能力和体验,并带动多形态智能终端和XR内容应用的快速、高质量发展。

5G广播

国家广电总局提出“加快推进全国有线电视网络整合和广电5G建设一体化发展,开展5G广播技术应用、标准制定、试验验证和业务开发,推动广播电视终端通、移动通、人人通。”5G广播包括支持覆盖半径100公里的大塔广播和支持移动通信基站的小塔广播,小塔广播具有低功率和低站址特性,适合开展小范围的临时性广播电视服务,具有较强的灵活特性和商业价值。

在热点式、分布式元宇宙里,海量的内容需要以4K/8K和VR/AR 等高质量视听媒体内容的方式推送,现场的观众也需要观看实时的多角度直播等高清数字内容,现有广播电视网络难以满足广大用户消费体验升级的需求,5G广播将成为重要的传播新渠道。

5G广播既可以通过大塔广播提供共性内容和公共服务,又能通过小塔广播提供热点区域广播和增值业务,还能根据C端消费者喜好对接第三方服务商,以OTT方式提供新媒体业务和内容。同时,5G广播还可纳入国家应急广播系统体系,助力政府有效提升公共事件应急管理和处置能力。

结语

元宇宙是电信运营商数智化算力网络服务的杀手级应用和客户。元宇宙超级“局域公网”在技术上依托5G等公众通信网络,通过网络切片NS、网络功能虚拟化NFV、软件定义网络SDN和服务化架构SBA等先进的数字化编排和组网技术实现优于公众通信网络的通信能力SLA和服务保障水平QoS。

元宇宙超级“局域公网”无需承担高额的专网、专线建设投资和运营成本,在技术上具有较为成熟的解决方案,在商业上具有极大的成本优势,与行业客户中的强IP头部冠军开展联合研发、联合运营将成为元宇宙由0到1突破的关键所在。

专家简介

葛颀

通信业资深人士,高级工程师,中国中央企业青年联合会第三届委员会常委、北京邮电大学经管学院兼职教授、工体元宇宙GTVerse首席架构师、中国人民大学智慧党建研究中心秘书长、区块链研究院高级研究员、国资委央企投资协会数字经济首席专家、中英青年领导者圆桌论坛成员、盘古智库数字经济研究中心秘书长。

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责任编辑:晓燕

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