2021年软件定义网络(SDN)行业市场盈利规模分析预测及投资发展战略研究
1、软件和信息技术服务业在国家政策的支持下持续高质量发展:软件和信息技术服务业是全球研发投入最集中、创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最大的领域之一,具有技术更新快、产品附加值高、应用领域广、渗透能力强、资源消耗低、人力资源利用充分等突出特点,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、战略性、先导性产业,是引领科技创新、驱动经济社会转型发展的核心力量,是建设制造强国和网络强国的核心支撑,对于推动信息化和工业化深度融合,培育和发展战略性新兴产业,建设创新型国家,加快经济发展方式转变和产业结构调整,提高国家信息安全保障能力和国际竞争力具有重要意义。
建设强大的软件和信息技术服务业,是我国构建全球竞争新优势、抢占新工业革命制高点的必然选择。为此我国出台系列扶持政策,从税收、研究经费、进出口优惠、人才培养、知识产权保护、市场开发和投融资等方面给予了较为全面的政策支持。继国务院于2000年和2011年分别制定颁布《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发[2000]18号)和《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发[2011]4号)后,“十三五”期间,围绕制造强国和网络强国建设目标,我国通过发布实施《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《信息产业发展指南》《软件和信息技术服务业发展规划(2016—2020年)》《大数据产业发展规划(2016-2020年)》《工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年)》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等政策推动软件产业实现快速发展。2019年,国务院又发布《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(国发[2020]8号),继续在税收、财政、金融等8个方面予以政策优惠,进一步完善软件产业高质量发展的顶层设计和保障措施。
随着国家相关政策的深入推进和贯彻落实,云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术加速渗透到经济和社会生活的各个领域,软件产业服务化、平台化、融合化趋势更加明显。我国国民经济各个领域对软件和信息技术服务产业的需求持续强劲,产业发展进入融和创新、快速迭代的关键期。在国家政策的支持下,我国软件和信息技术服务业总体保持平稳较快发展,产业规模进一步扩大。“十三五”时期,面对错综复杂的国际环境和突如其来的新冠肺炎疫情,我国软件和信息技术服务业稳中求进,规模质量效益全面提升。工信部数据显示,截至2020年底,我国完成软件业务收入81,616亿元,较2015年增长90.48%,总收入占GDP比重达7.2%;实现利润总额9,835亿元,同比增长9.7%。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年软件定义网络(SDN)行业市场竞争格局调查分析及发展战略规划评估预测报告》
2012-2020年中国软件业务收入现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
2、“软件定义”已成软件和信息技术服务业发展的新特征:随着上世纪90年代中期美国开启信息高速公路计划,互联网开始了大规模的商用进程,推动了软件从单机环境向网络环境延伸,全球软件行业进入了以联网应用为特征的网络化阶段。随着互联网的快速发展以及广泛应用,大量的数据资源的积累和无处不在的信息技术应用,驱动了信息技术产业向以数据的深度挖掘和融合应用为主要特征的智能化变革,以数据为驱动的“软件定义”已成为软件和信息技术服务业发展的突出特征,推动着人类社会进入了一个万物皆可互联、一切均可编程的“软件定义”时代。
“软件定义”的核心是硬件资源虚拟化和管理功能可编程。所谓硬件资源虚拟化,是将硬件资源抽象为虚拟资源,然后由系统软件对虚拟资源进行管理和调度。管理功可编程,则是应用对通用计算系统的核心需求。在硬件资源虚拟化的基础上,用户可编写应用程序,通过系统调用接口,访问资源所提供的服务,更重要的是能够灵活管理和调度资源,改变资源的行为,以满足应用对资源的多样需求。所有的硬件资源在功能上都应该是可以编程的,如此软件系统才可以对其实施管控,一方面最大程度发挥出硬件的性能,另一方面满足不同应用程序对硬件的不同需求。
“软件定义”加速各行业领域的融合创新和转型升级,开启了信息经济新图景。软件定义制造激发了研发设计、仿真验证、生产制造、经营管理等环节的创新活力,加快了个性化定制、网络化协同、服务型制造、云制造等新模式的发展,推动生产型制造向生产服务型制造转变;软件定义服务深刻影响了金融、物流、交通、文化、旅游等服务业的发展,催生了一批新的产业主体、业务平台、融合性业态和新型消费,引发了居民消费、民生服务、社会治理等领域多维度、深层次的变革,涌现出分享经济、平台经济、算法经济等众多新型网络经济模式,培育壮大了发展新动能。
3、软件定义网络(SDN)发展为信息通信行业带来了新一轮的产业变革近年来随着大数据、云计算技术的发展与广泛应用,以及“互联网+”成为各行业新的风向标,运营商核心网、移动接入网、数据中心网络的高速发展为信息通信行业带来了前所未有的压力。尤其是随着互联网应用的爆发式增长,如手机游戏、移动电子商务、移动阅读、移动视频等,随之而来的是移动互联网的快速发展与移动业务流量激增。
移动互联网流量的快速增长正对传统运营商网络在新技术设备兼容、移动网络管理、新业务部署等方面提出挑战。软件定义网络(SDN)作为一种新的网络技术与架构,正成为通信行业改变现有僵化的网络体系架构来适应产业的发展的关键技术之一,为通信行业带来了新一轮的产业变革,推动了电信运营商向软件化转型。
SDN作为一项重大的技术变革,不仅从技术上改变了网络的体系架构,同时也对通信市场格局和产业生态产生了积极的推动作用。首先,SDN的分层解耦以及接口的开放和标准化为新兴厂商进入相对封闭的通信设备市场提供了更多的机会,促进了网络设备的创新;其次,SDN促进了IT与CT技术的相互渗透与融合;再次,SDN开放的北向接口为上层业务应用更高效的使用网络资源奠定了基础,激发了业务创新活力,有助于建立更加丰富的产业生态;最后,SDN的分层解耦打破了原有的供需关系。一方面,部分网络运营者自行联合器件供应商研发网络设备,不再依赖原有的设备开发商和系统集成商,另一方面,网络运营者和设备供应商之间形成了更加紧密的战略合作关系。
传统通信设备市场基本是设备商和芯片商控制一切,中高端设备软件系统的复杂性大大提高了竞争的门槛,主要的几家大型系统集成商占据了绝大部分市场。随着电信业务基于SDN/NFV技术云化,除了高端交换机之类具有超高转发性能需求的设备,很多通信设备的生产制造门槛降低,有利于白盒通用硬件市场的发展;这还给了软件供应商参与开发SDN控制器和VNF虚拟网元的机会,并且软件供应商也有了基于通用硬件提供软硬件一体化产品和解决方案的机会。通信设备及软件产业格局发生了颠覆性变化,从传统垂直整合产业格局转变为新的水平整合产业格局。
自2012年SDN商用元年以来,SDN技术完成了从小规模实验网络向商用网络部署的重大跨越,全球对SDN技术的应用探索不断推进,呈现加速发展的态势。2015年始,云计算进入高速发展阶段,云计算市场规模呈现爆发式增长。而作为云计算的重要网络架构,SDN应用场景不断增多。数据中心、电信运营企业等积极采用SDN优化网络服务,提升用户体验。经过多年的概念推广和技术研发,产业界各方包括传统设备制造商、IT服务提供商、芯片制造商以及初创企业都在产品实现中融入SDN技术理念,推出支持SDN的产品和解决方案,为SDN技术的商用化部署进程不断加快。
SDN关键技术不断创新发展使SDN产品日益完善与成熟,云计算应用在各行业不断渗透,使各应用领域对SDN的需求将进一步释放,推动SDN行业快速发展。根据中金企信统计数据显示,2014年至2018年期间,中国广义的SDN行业销售规模由11.8亿元增长至235.6亿元,年均复合增长率为111.4%。同时预测,伴随5G商业化进程不断加速,SDN的应用持续渗透于各行业中,中国SDN行业销售规模有望进一步增长。至2023年,中国SDN行业销售规模有望突破2,500亿元,2019年至2023年期间的年均复合增长率将达58.5%。
在狭义的SDN软件(即SDN控制器相关软件解决方案与服务)方面,中金企信统计数据显示,2020年中国市场规模为25.9亿元,同比增速37.6%,报告同时预测,未来五年SDN控制器软件市场逐渐进入成熟发展期,至2025年市场规模将达到120亿元以上。
2018-2025年中国SDN软件市场规模现状及预测分析
数据统计:中金企信国际咨询
SDN正在成为中国数字化转型和“智能+”理念的关键基础设施能力。未来各类基于场景、角色的应用将获得更有利的发展契机,SDN将从单一场景化应用转入全场景融合的应用,“智能+”成为SDN产品在未来中长期的竞争新焦点。
4、我国软件定义通信的行业发展状况及趋势:
SDN/NFV作为推进电信网络架构重构的关键技术,近年来正不断推动电信运营商向软件化转型,以及运营商网络设备的变革。自上世纪末,通信行业经历了面向语音的电路交换和面向IP的数据交换的转变。在数字化转型升级时代,传统网络架构冗余、网络流量分发效率低等诸多问题涌现,电信运营商亟需寻找新的网络架构策略,保障运营网络可持续发展。SDN的出现推动了通信行业面向软件化和虚拟化的网络架构演进。SDN的应用具有优化传统网络架构服务、提升网络运营效率、创新网络服务形式以及加速业务部署等优势,受到电信运营商高度重视。
与此同时,SDN/NFV推动封闭、专用的传统通信设备向开放化、通用化的方向发展。近30年来,在基础设施方面,以交换机路由器等为核心的IP网络专用设备始终在运营商网络中占有重要位置。这些通信设备基于垂直封闭式架构,软硬件一体化,厂商间难互通。而随着SDN技术的发展与出现,使用通用设备替代专有设备来降低运营成本成为网络设备的一种新趋势和未来的发展方向。通用设备为上层的控制层提供了统一的标准化接口,控制层使用标准的硬件接口基于灵活的软件应用来定义底层硬件的具体功能。SDN/NFV从不同维度促进设备形态重构,驱动通信设备向开放、通用架构发展,实现异构设备和网络资源的统一管理。
自2016年起,中国三大电信运营商中国电信、中国移动和中国联通相继公布SDN战略规划,同时积极公布SDN招标项目,通过采用SDN技术产品,简化网络部署,增强网络灵活性与协调性,提升网络资源利用效率。总的来说,现阶段运营商面向未来的、软件化的网络及业务体系主要包含三个层次:最底层是基于云化和软件化的通用基础设施(包括软件化的计算设备、存储设备、转发设备);中间层是软件定义的资源管理平台;最上层则是业务层,包含了自身的基本业务、为客户的定制业务,还有为第三方预留的业务接口。
中国三大电信运营商SDN战略布局概览分析
另外,伴随电信运营商流量成本与营业收入之间的差距不断扩大,电信运营商将采取降低网络运维成本措施,维持盈利稳定。SDN具有集中化管理与控制功能,可有效降低电信运营商的网络设备部署成本,因此,SDN正逐渐成为电信运营网络的核心架构。电信运营商积极部署SDN战略发展规划,将有力推动SDN行业发展。同时,伴随5G商业化进程不断加速,SDN的应用持续渗透于各行业中,我国SDN行业销售规模有望进一步增长。
我国在《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确提出实施网络强国战略,把加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施作为拓展基础设施建设空间的重要内容。为了应对数据流量和业务的激增,软件化和智能化是主要趋势。国内三大运营商纷纷发布转型战略,寄期望于采用SDN/NFV技术和云计算技术推动网络架构的革命性变革。因此,以SDN/NFV技术和云计算技术为基础的软件定义通信行业将迎来高速发展期。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年软件定义网络(SDN)行业市场竞争格局调查分析及发展战略规划评估预测报告》
(1)软件定义数据中心市场趋势:数据中心是信息基础设施的重要组成部分,在网络数据量迅速提升、云计算兴起以及开始步入5G时代的大背景下,数据中心作为“新型基础设施”中的“基础设施”,是我国加速云计算服务产业化的关键。云计算的主要特征是技术标准化、能力服务化、提供快速化、资源虚拟化、管理自动化、管控集中化,代表着信息技术领域的先进生产力。基于云计算技术构建的云数据中心是提供云计算IaaS、PaaS、SaaS服务的基础设施。随着近年来云计算的高速发展,政企用户对云计算的需求更趋向灵活且可控,混合云、托管私有云等多形态的行业云需求使得云数据中心对网络提出了灵活、按需、动态和隔离的需求,而SDN的集中控制、控制与转发分离、应用可编程这三个特点能够很好的满足客户对混合云、托管私有云的需求。
近年来我国云计算政策环境日趋完善,云计算技术不断发展成熟,云计算应用从互联网行业向政务、金融、工业、医疗等传统行业加速渗透,各行业上云步伐明显提速,地方政府的政务云建设不断升级,院校及科研机构的科研云、教育云陆续落地,传统工业企业逐步引入云管理平台/数字管理平台等加速数字化转型,云服务相关支出在整体IT支出中的比例不断抬升。同时,随着客户对云的需求从简单的“资源型需求”向“智能型需求”及“业务型需求”进阶,PaaS、SaaS、云原生及各类行业/场景解决方案不断创新发展,推动整体云服务市场快速增长。
随着云服务实践的不断丰富,其部署模式亦出现日益丰富的选择与实现路径。面对客户核心应用系统上云及传统政企客户上云的复杂需求,衍生出多种云环境来适应客户不同的业务发展与需求;公有云和私有云二者的边界日益模糊,托管云、专有云、真私有云/下一代私有云等新兴云计算部署概念逐渐兴起并落地,“多云策略”已成为企业客户上云实践中的主流。同时,受国内客户的安全性/隐私性顾虑及政策合规性等因素影响,企业上云的焦点正逐渐从仅聚焦于“利用云计算技术”到“技术与服务并重”,非公有云服务在国内市场取得高速发展,正在成为云服务市场的业务创新和发展的焦点,中国的云服务市场逐步迈向结构更加合理、健壮、多元的发展新阶段。
根据中金企信统计数据:2020年,中国整体云服务市场规模再创新高,达到2,256.1亿元,增速接近40%。报告同时预测,随着上云企业日益提升对云能力与企业业务创新能力结合的关注,云服务将获得长足的发展空间,中国整体云服务市场未来几年将保持40%左右的高速增长,到2024年市场规模将超过9,000亿元。
2017-2024年中国整体云服务市场规模现状及预测
数据统计:中金企信国际咨询
云计算数据中心是当前发展最快的领域之一,数据中心网络是SDN目前最为明确的应用场景之一。用户希望能够像租赁虚机、存储等资源一样,灵活地申请虚拟网络资源,包括IP地址资源、带宽资源、防火墙和负载均衡器等网络增值服务资源。因此新型的云计算数据中心网络应该具备能够提供数量可扩展的隔离网络、能够为不同的租户提供可重复使用的IP地址资源、能够为不同的租户分配带宽可保证的虚拟网络、能够为不同的租户提供弹性的防火墙和负载均衡功能模块。SDN网络能力开放化和虚拟化可充分满足数据中心能力开放、虚拟机的智能部署和迁移、海量虚拟租户的需求。
作为云服务市场重要参与者,国内电信运营商正在建设电信云,实现电信业务的云化转型。在网络重构方面,运营商正在构建以数据中心为核心的新型网络架构,分为核心—区域—边缘三层。其中,核心数据中心主要是承载全国性业务,在运营商集团层面进行部署;区域数据中心替代传统的核心机房,承载网络管理和接入网元的控制;边缘网络情况则比较复杂,边缘数据中心根据业务需求分地域按需部署在地市、区县或以下机房。
随着下一代网络技术的快速发展和边缘业务的快速兴起,越来越多的业务产生了边缘位置部署的需求:边缘数据中心需要承载vBRAS、MEC、边缘计算等各种应用;无线接入网(RAN)要求端到端时延小于3ms,以满足业务的超低时延需求;视频加速、车联网等边缘计算类业务除上述需求外,对本地快速处理能力需求较强。这些对承载的边缘数据中心提出了更高的灵活性和动态性要求,边缘数据中心成为承载高性能云化电信网络的关键研究领域之一。
另一方面,随着业务的发展,分布式统一电信云的规模不断扩大,高度自动化的运维是必然趋势。电信云结合人工智能技术可以实现基于预测的未来条件来调度网络,实现故障发生前规避故障、质量劣化前优化质量、网络拥塞前调整流量,从而达到网络自治,极大程度地提升网络的运维和运营效率。因此,运营商普遍在电信云建设时引入网络AI技术,为电信网络带来可预测性。
在电信云的控制和运维方面,端到端地引入人工智能技术,构建分段自治网络,每一段的自治通过上层运营系统实现端到端的自治维护,进而实现整网自治。在分段网络中,采集电信网络的控制中心和底层设备的接口数据以及各个网元设备的关键信息,然后通过AI技术的策略和规则,来实现对整个网络的管理和调度,以及对网络的流量预测、质量预测和故障预测等。
(2)软件定义广域网SD-WAN市场趋势:伴随“宽带中国”战略持续落实以及互联网持续创新发展,高清视频、4K视频、游戏、社交等互联网业务大规模增长,互联网流量增长速度远高于网络扩容速度,导致广域网的部分链路面临流量丢包、时延增大、用户体验差等挑战。广域网亟需具有按需分配,灵活调度流量的网络服务产品。SD-WAN(软件定义广域网)将SDN/NFV技术应用于广域网场景中,可基于用户需求与网络实时状况,动态分发网络流量,并且能对网络传输过程中的链路中断或异常及时反应并重新规划分发路径,实现自动化业务编排。SD-WAN具有的灵活配置、智能部署、安全可靠等优势,受到电信运营、互联网运营商、大中型企业、数据中心等行业客户高度重视。
随着我国越来越多的地区开始智慧城市的建设,大量的行业应用将迁移到城市级云平台,促使城市信息化建和引入越来越多的新技术,特别是在网络基础架构层面,随着城市级云计算中心、城市级大数据中心的建设,以城市为单位的数据交换、共享、处理将给现有网络带来巨大挑战,特别是在广域网层面,如何更好地在广域网传输数据和管理相关设备将成为智慧城市运营的关键,促进了城市网络架构进一步向部署SD-WAN解决方案演进。未来,SD-WAN将会在智慧城市建设中发挥更大的作用。同时,智慧城市也带动了物联网的落地实践,尤其在城市的产业升级和改造方面,物联网将发挥更大的作用后,更多规模的终端和人的连接,会对边缘计算的普及起到推进作用,而SDN将会为边缘计算的深入落地起到至关重要的促进作用。
中国SD-WAN应用在2018年快速增长,2019年SD-WAN市场增速超过130%,市场规模接近7,000万美元。SD-WAN在国内市场得到了更广泛的认可,多分支快速组网、加速业务上云、应用优化等特性为客户带来业务灵活开通、网络加速和节省成本等价值,折射出企业对于网络的强劲需求。
2020年中国SD-WAN在各个行业遍地开花,其中以金融、服务、制造、政府、零售行业部署较多,SD-WAN实现众多分支网点快速安全组网、业务灵活上云和替代专线优化成本等价值。中金企信统计数据显示,2020年中国SD-WAN市场规模已达1亿美元,增速超过50%,报告同时预计未来五年,中国SD-WAN市场将以每年61%的年复合增长率增长,到2025年市场规模将达到11亿美元。
2018-2025年中国D-WAN市场规模现状及预测
数据统计:中金企信国际咨询
(3)5G小基站市场趋势:5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。5G基站是5G网络的核心设备,提供无线覆盖,实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。2019年6月6日,工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电四家企业发放了5G商用牌照,标志着我国5G正式进入商用推广发展新阶段。我国IMT-2020推进组将5G的应用场景主要分为:连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接、低时延高可靠。四种场景分别对应5G的高、低频资源。5G中的频谱资源分为高频、低频。
其中的低频资源主要用于连续广覆盖、低时延高可靠、低功耗大连接等应用场景,其主要载体是宏基站(MacroCell);而高频段资源则主要对应于热点高容量(高频意味着可以分配更多带宽),相比于3G到4G的微末载频提升,4G到5G有一个10-40倍的大幅度频率提升。而高频对于宏基站而言,覆盖范围太小,使得成本过高,再加上宏基站部署困难,站址资源不容易获取,因此在5G中,高频段资源将不再使用宏基站,微蜂窝将成为主流,形式是以小基站为基本单位,进行超密集组网,即小基站的密集部署。小基站概念在最早提出时则是为了面向补充性覆盖、流量密集区和室内定制化等细分场景需求。按不同的发射功率、覆盖半径和支撑用户数又可分为更精细的等级,进一步精准地应对了需求。微基站(MicroCell)可以支撑公里内的覆盖,形成对宏基站的良好互补;皮基站(PicoCell)适宜于百米内的覆盖半径,是商场、医院和火车站等封闭空间的佳选;更小型的法基站(FemtoCell),契合室内定制化场景中二十米左右的覆盖半径,家庭和企业是其目标客户群。5G阶段重新规划频谱分配和基带方式,承载业务的核心频谱较4G整体提升,随着5G基站逐步上量,宏基站更多解决的是大覆盖的问题,与业务场景关联度较弱,如果充分考虑业务匹配性与实施难度,小基站将是接入网MEC的重要载体,因此,小基站将逐渐成为5G高密度多形态组网的核心。
在4G阶段,厂商在对存量网络优化的过程中就已发现,八成左右的流量发生在室内,或是相对集中的区域。5G阶段广覆盖、高容量、大连接、低时延的组网需求,将驱动5G基站部署结构上的重大变化,室内流量比重和流量质量的变化趋势仍会强化,5G以小基站为大比重的站点形态将是必然趋势。
根据工信部发布的《2020年通信业统计公报》7,截至2020年,全国4G基站总数达到575万个,城镇地区已实现深度覆盖;5G网络建设稳步推进,已开通5G基站超过71.8万个。假设未来5G宏基站将达到4G基站建设规模,并以此来测算5G小基站的数量。①首先根据移动流量分布规律,全球热点城区大部分流量由少量基站提供(华为研究数据显示约20%的宏基站承担80%的流量),而小基站密集部署不可能对所有的宏基站进行补充,因此当前阶段将主要是对这20%的热点宏基站进行补充;②测算单个热点宏基站需要多少小基站补充。单个热点宏基站极限距离为500米,小基站密集部署,间距为10-20米(以20米做保守估计),那根据面积测算,单个热点宏基站需要625个小基站;③单个热点宏基站覆盖区域内,不可能所有面积都需要小基站补充,因此假单个热点宏基站下20%-50%的区域需要小基站补充,则最终测算出市场空间约为1,440-3,600亿元。
(4)5G网络切片:根据3GPP对网络切片的定义,通过将物理网络切分为多个逻辑网络实现一网多用,使运营商能够在一个物理网络之上构建多个专用的、虚拟的、隔离的、按需定制的逻辑网络,来满足不同行业用户对网络能力的不同需求。网络切片可被看作是一种通用的网络能力,这种能力并不专属于5G。早在2005年学术界就提出了网络切片的概念,但此前从2G到4G的网络对切片并无强烈的应用需求,也不完全具备基本的网络支持条件,直至5G商业应用后,5G具有的大带宽、大连接、高可靠、低时延等特性使网络切片具有了应用价值。
实现5G网络切片这个目标要通过多种具体的技术与硬件解决方案的配合。目前普遍的流程是:虚拟化、切分重组、运维及服务。关键在第二环的切分重构上,不同特征的网络,所需的技术有着较大差别。例如无线侧主要通过虚拟化(NFV)支持网络切片,承载网通过软件定义网络(SDN)支持网络切片,核心网通过服务化架构(SBA)支持网络切片。
5G网络切片使得运营商从2G至4G时代的标准化“流量套餐”,扩展到各行各的定制化“网络能力”或“服务”,这将是一个很大的业务变化。5G网络切片为不同业务提供独立运行、相互隔离的定制化专用网络服务,是5G服务垂直行业的关键切入点。目前主流的方式是基于业务场景进行切片,分为eMBB(增强移动宽带)切片、mMTC(大规模机器通信)切片及uRLLC(高可靠低时延通信)切片,也就是5G网络切片的三大应用场景。
增强型移动宽带(eMBB):针对的是大流量移动宽带业务,该类型业务要求蜂窝网络提供大带宽,AR/VR、4K/8K超高清视频、云游戏等业务属于该类型。大规模机器通信(mMTC):针对大规模物联网业务,对带宽和移动无要求,但是要求蜂窝网络支持海量接入,适合智慧工厂、智慧农业、智慧城市、智能家居等业务。高可靠低时延通信(uRLLC):该类业务要求蜂窝网络提供超高可靠超低时延通信,例如自动驾驶、远程医疗、工业控制等业务。
根据中国信息通信研究院《5G端到端切片白皮书-SLA行业需求研究》,2020至2022年,随着5G商用并逐步成熟,部分对服务水平保证(SLA)有强烈需求的行业将率先在5G网络切片应用领域进行创新探索,如工业互联网、智慧医疗、智能电网、AR/VR、游戏、远程教育等。到2023年及以后,随着5G网络切片技术的进一步成熟,将会有更多的行业选择切片服务。
5、软件定义通信在新技术、新产业、新模式方面的发展情况和未来发展趋势:软件定义通信领域,是下一代通信技术的发展方向。软件定义通信是通过在通信系统中,采用开放硬件和基于SDN/NFV的云化软件网元技术,替代传统专用硬件与嵌入式通信软件,并依靠业务编排系统对业务进行集中的、自动化的编排和调度,以充分利用软件系统创新迭代速度快,智能化自动化程度高,投资和维护成本低的优势,解决电信运营商的核心痛点,帮助电信运营商实现业务转型,满足创新业务对下一代通信网络更大数据流量、更大容量、更高传输速率、更低时延、更安全等方面的需求。作为数字化升级转型过程中的核心技术和关键部分,软件定义通信行业的发展,是电信运营商满足市场需求、应对市场竞争、实现网络重构和数字化转型的重点。软件定义通信行业的发展将不断催生各行业新产业、新模式的发展。
(1)软件定义通信在新技术方面的发展情况和未来发展趋势:传统网络架构以硬件为核心,敏捷性低、应用和扩展所需时间长、运维管理复杂度高且成本高,将无法满足下一代5G网络带来的海量数据高速传输的需求。3GPP发布的5G标准中,5G独立组网是采用崭新设计思路的全新架构,引入全新网元与接口。核心技术包括基于OFDM优化的波形和多址接入、可扩展的OFDM间隔参数配置、超密集异构网络、网络切片、边缘计算和SDN/NFV(软件定义网络和网络虚拟化)等,意在实现高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联等特性。为了打破网络的封闭架构,增强网络的灵活配置和可编程能力,SDN技术应运而生。与传统网络设备在设备端进行网络配置的传统网络架构不同,SDN技术通过解耦网络控制器及数据转发功能实现网络控制面与转发面的分离,同时将网络管理、网络策略和网络优化能力应用化、软件化,提供开放的北向接口使得网络能力可编程。
SDN的技术特点分析
而NFV技术将传统网络的功能进行软件化并使之能够运行在通用硬件设备和平台上(如云平台和容器平台等),实现软硬件解耦。原本由单一厂商提供整套软硬件一体的系统,将分解为来自不同厂商的组件,如通用硬件,虚拟化平台,NFV软件等,从而实现一次建设基础设施,多次上线、割接网络功能,提高网络运营商的工作效率并降低成本。网络功能的虚拟化与业务云化的趋势完美契合,使得网络功能更多聚集于数据中心实现,从而更加实时地响应云应用的业务需要。另一方面,各种资源的有效整合将大大降低通信网络的管理和运营难度,后期迭代也能够更灵活有效地开展,从而达到降低运维成本的目的。
基于NFV技术构建的网络系统与传统网络系统在技术分析
(2)软件定义通信在新产业、新模式方面的发展情况和未来发展趋势:随着近年来云计算、大数据等新兴信息技术业务应用的规模落地,新业务应用对网络的需求越来越高,灵活性、易扩展和简单易用成为运营商未来网络必须具备的基本能力,用户能按需自助开通质量可保证的虚拟网络将成为未来网络的关键。因此,SDN和NFV技术的出现让SDN迅速成为运营商关注的重点。电信运营商一方面可借助SDN降低网络部署成本、提高供货商选择和管理的灵活度,另一方面也可利用SDN加快业务开发速度、提升业务提供的灵活度和个性化程度,从而创造出新的盈利机会。对运营商而言,SDN面向网络,将逐渐从数据中心向广域网边缘、光传送网和城域接入网等环境扩展应用,最终实现端到端SDN架构。SDN架构具有革命性,它打破了传统路由协议的局限,各种新的路由协议和路由策略可以更加方便地引入网络。SDN在电信运营商中可以适用于数据中心、SDN弹性企业网络、SDN承载网、SDN弹性接入网、SDN弹性移动云网络等五类场景。SDN会与NFV一起改变运营商的设备形态和网络建设运维的方式、简化网络能力、开放网络能力、支持新的商业模式。
随着2019年6月工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,我国正式开启5G商用时代。5G带来的将不仅是更快的移动网络速度,更是一个覆盖更广泛联接的、端到端的下一代移动通信系统。为了满足未来更多业务应用的需求,5G必须在性能(吞吐量和延迟)、可靠性、灵活性、可扩展性、电源效率等方面实现突破。想要实现这些目标,5G不仅要整合创新的空口技术和已有的无线接入技术,还需要调整、优化天线设计,扩展频谱,并升级基站(实现超密集组网、新型多址等)。此外,5G网络架构也将有显著变化,特别是随着大数据应用的落地,5G网络架构将向着分布式、智能化等方向演进。届时,SDN将成为实现5G部署的主要技术路径之一。
SDN带来的敏捷特性,可以更好地满足5G时代不同应用的不同需求,让每一个应用都有特定的带宽、延迟等。同时IT人员还能借助SDN的可编程性,将网络资源变成独立的、端到端的“切片”,包括无线、回程、核心和管理域。将SDN技术与5G网络切片结合,为千变万化的垂直行业应用提供定制化的网络服务,保障业务的安全隔离和独立运营,实现资源的最大化利用。有了SDN架构的支撑,运营商真正实现了将网络作为一种服务,并在连续提供服务的同时有效地管理网络资源。SDN还将为运营商提供最佳数据传输路径,进一步优化运营商的网络。综合来看,基于SDN构建的5G架构,将会进一步降低运营商的资本性支出和运营成本,让运营商有更多的资金去实现服务的创新,将网络真正转化为价值收益。
(3)软件定义通信在新业态方面发展情况和未来发展趋势:软件定义通信通过对传统网络进行升级、重构,为运营商带来业态上质的变化。与传统软硬件封闭一体的架构相比,软件定义通信技术推动硬件和软件解耦,从而细化和拉长产业链环节,形成新的产业生态。在这种新的产业生态体系下,产业重心将由硬件向软件调整。
随着软件定义通信重构运营商网络,设备和解决方案的部署和应用场景化不断丰富。运营商针对不同场景,例如数据中心、IPTV业务等场景,对于网络架构需要有针对性的解决方案。软件定义通信使得运营商实现“业务应用必须适应网络基础架构”向“网络基础架构快速适应新业务”的转变,从而可以针对不同的应用场景特点开发满足其需求的解决方案。
掌握关键技术的软件公司将逐步成为产业生态的核心。传统通信设备行业巨头需适应这种产业生态的变革,围绕自身平台积极打造产业生态系统,提供开放架构的产品及解决方案,集成源自不同服务提供商的组件。新的产业生态体系下,掌握核心技术的软件公司未来将进一步发展壮大。