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5G

做好准备:5G正在改变政府核心和边缘网络的游戏规则

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如今,政府已经认识到了5G在实现卓越任务成果方面的巨大潜力。而要想实现这些成果,则是5G面临的挑战。那么,国防和民用组织又在为这种改变游戏规则的技术开发怎样的核心和边缘网络测试战略呢?

5G的演进速度已经超过了此前的任何无线网络技术,同时也为我们带来了独特且极具吸引力的各种能力。5G承诺可以提供极端高速的连接、超低的时延,以及连接海量人员、机器和设备的巨大容量,并因此成功吸引了全国,及至全世界各行各业的关注。

政府也正在跳上了5G的战车。从运输和农业系统的远程监督,到挽救生命的医疗流程,以及军队战术边缘位置通信活动的基本弹性和生存能力,5G都代表着实现最佳任务成果的尖端技术潜力。在5G的推广方面,政府又面临着哪些挑战呢?为了促进实现尽可能高质量的任务成果,核心和边缘网络方面又该为5G做哪些准备呢?

政府在5G推广中面临的挑战

在演进创新技术和证明其价值方面,政府的传统作法一直都是跟随商业机构的步伐。然而,5G的真正实力在于,它会以实时方式不断演进,代表的是一种事实上的全新联网范例变革,而且政府也急切地希望尽早参与到该进程中来。这方面的实证之一便是他们将5G和Open RAN右箭头图标列为优先关注的重点。

5G在最初的设计目标是用于广泛的商业用途。当然,政府和军队在性能、弹性和安全性方面的要求要远高于商业机构的需求。因此,基本的问题是:5G是否可以被可靠地改造,适应政府的专业要求?例如,5G是否具备足够的灵活性,让绝不允许瘫痪的国防网络在攻击中生存下来?在5G集成到民用和国防网络之前很长时间,政府就必须搞清楚该技术是否能够在严格且苛刻的现实环境中运行时达到预期的性能水平。

引述

在5G集成到民用和国防网络之前很长时间,政府就必须搞清楚该技术是否能够在严格且苛刻的现实环境中运行时达到预期的性能水平。

正确的前进道路是采用正确的战略、正确的技术能力和正确的人员开展测试。通过使用最先进的测试方法,在多种用例中对网络和设备进行测试,各类机构便可发现问题,然后做出对应的改变并改善其5G网络在现实条件下的性能。由于5G技术本身的尖端特性,以及对全局性全面方法的迫切需求,如果仍采用DIY式的定制测试战略,将使测试所需的时间和金钱暴涨到不可理喻的程度,而且所需的结果也无法保障。

数字孪生如何提供帮助

5G网络数字孪生右箭头图标便此一个解决方案的实例,它可以仿真出各类网络功能和流量,实现和扩展客户机构的测试能力。利用通信网络的孪生版本,并与真实世界的网络混合使用,数字孪生便可在真实环境中可以预料的严格条件下,对各类技术和服务的性能、弹性和安全性开展测试。

如果政府能够招募到具备资质的专家级数字孪生测试伙伴,便可以指导联邦民事和国防部门执行独特的用例开发和测试进程,确保测试的锁定那些在现实环境中可能遭遇的场景和条件。

有些用例可能会包含数以百万计的终端用户,而数字孪生能够使用合成流量生成、网络攻击、意外服务中断、噪声干扰、使用量激增等内容,以人工方式对网络施加激励和损伤。数字孪生还可以将测试网络与现实网络集合为一体,从而更好地理解测试条件下的真实网络行为。

与在真实世界中执行的传统测试相比,真实数字孪生不仅可以实验关键的5G网络性能验证,还可以大幅缩减测试所涉及的成本和时间。该方法有助于在运营环境中的5G网络激活之前很长时间精确地发现漏洞并解决各类问题。

Digital Twin applications for assuring the Tactical Edge

政府5G核心和边缘网络测试的三项用例

数字孪生可以为网络提供巨大的灵活性,使之能够适应内容广泛的众多用例,包括关键通信必须以快速、可靠和最高质量水平的方式实现等场景。这些用例包括:

1. 加密和紧密通信网络切片性能

网络切片可以提供实施网络的一系列新途径,所实施的网络具备适应其特定运营需求的多种不同的安全和性能特性,例如加密和未加密通信等。

数字孪生支持对核心和传输网络执行先进的网络切片测试。每个切片可以被指定到一个加密且孤立的配置中,具备自己的定义明确的性能测试能力和使用要求。例如,在一个拥塞的竞争性环境中,加密紧急通信网络切片需要比其它通信更高水平的弹性、可靠性和优先级。

数字孪生可以测试该切片,以及同时在运行中的其它切片,确保该切片能够满足特定的要求集,实现安全的优先通信。在该测试中,数字孪生可以引入复制系统拥塞的损伤,保证切片能够在损伤条件下满足关键的性能指标。

2. 适用于不同加密级别和用例要求的多种网络切片优先级和性能测试

数字孪生支持多路并发的网络切片能力测试,可以有效加快多个切片上众多不同用例的测试过程。例如,核心网络可能包含一个用于支持远程医疗程序的切片。另外一个切片则可能支持实时采集可视化情报的战场无人机用途。两个用例都需要可靠的即时连接能力和高分辨率视频图像,因此对于这些切片而言,超高可靠性低时延通信(URLLC)将成为最优先考虑的问题。

对于在基地执行增强现实(AR)训练的团队,其5G网络可以配置为支持海量机器类型通信(mMTC),由多台在线设备实现极高的连接密度。尽管AR训练非常重要,但相关的网络切片所设定的优先级不应高于同一网络中支持拯救生命或保护生命的那些切片。

数字孪生团队可以帮助执行多个切片的定义、原型设计和测试,并在一个环境中同时运行多个切片时设定每个切片的优先级。

3. 适用于低时延应用中多路接入边缘计算的边缘分布式核心网络性能和弹性测试

5G的基本特征之一就是低时延,即某个事件和与该事件相关的通信传输之间的往返时间长度。而影响时延的因素之一就是距离。事件通信与消费或数据接收方的距离越短,消息便接收得越快。

数字孪生可以帮助解决自主驾驶或路侧无人机等场景下最优间距的问题,而这些应用场景都要严重依赖视频。利用数字孪生开展的测试可以帮助解答:“边缘处必须具备哪些能力?在仍能满足运行要求的情况下,哪些能力可以向远端移动,可以移动多远?”

纵观全球政府的情况,美国政府在5G推广方面正处于领先位置,其它各国的政府也在密切注视自己的行动和战略,以期以明智的方式开展自己的推广行动。作为中立于厂商的资深政府安全性顾问,思博伦参与了5G全球路线图方面的大量战略咨询和进展跟踪右箭头图标工作。利用数字孪生,我们与各国政府携手优化了众多5G核心和边缘网络技术,降低了与这些资本投入相关联的众多风险。

政府中新兴的5G趋势

在我们与政府开展的5G协作中,我们观察到了两方面的趋势。

首先,5G的潜力正在加快政府内部的创新,尤其是在国防领域。这些政府机构和国防部门仍处于测试其核心和边缘网络的早期阶段,因此他们都在试验,调整和定义自己面向明天战场内外的尖端解决方案。与此同时,政府在引领5G趋势方面的积极性很高,而且不愿承担落后于时代的风险。

其次,我们看到,无论是在政府内部,还是政府与商业机构之间,都出现了前所未有的协作,突破了过往的孤岛模式并加入了多方参与的环境。5G正在兑现自己的承诺,即让联网能力登上一个全新的高度。但这仅仅是一个开端。随着正确的先进测试战略逐步落实,以及与正确的测试伙伴和技术能力通力协作,无论是在民用还是国防环境中,5G开疆扩土的承诺都将带来最佳的任务成果。

欢迎进一步了解思博伦的政府解决方案右箭头图标

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Stephen Douglas
Stephen Douglas

Head of Market Strategy, Spirent

Stephen works for Spirent's strategy organization helping to define technical direction, new innovative solutions, and market leading disruptive technologies which make a real difference. With close to 20 years experience in telecommunications Stephen has been at the cutting edge of next generation technologies and has worked across the industry with multiple service providers, start-ups and Tier 1 OEMs helping them drive innovation and transformation. Stephen is an ardent believer in connected technology and strives to challenge, blur, and break down the silos which prevent innovation and business success.

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