1.1 現代通信網絡架構演進

1876年，美國人亞歷山大?格雷厄姆?貝爾（Alexander Graham Bell）發明了電話，這種靠兩根導線連接送話器和受話器的簡易通話裝置，成為人類語音通信的開端。直到20世紀80年代，通信網絡經過近百年的發展，還僅限于固定電話網絡。20世紀90年代，固定電話業務逐漸趨于飽和，移動電話業務以出人意料的速度迅猛增長，徹底改變了通信業務的格局。

過去近30年，互聯網打破傳統電信領域的疆界，不斷將IT引入CT （Communications Technology，通信技術）行業，促進通信網絡的快速發展，通信網絡由此經歷了兩次架構性調整：從傳統語音和數據通信時代走向IP Native時代，再從IP Native時代走向Cloud Native時代。未來10年，隨著以人工智能、數字孿生、網絡安全、區塊鏈等為代表的IT不斷獲得新的突破，并被應用于CT行業，通信網絡架構將再次面臨變革，進入AI Native時代，形成由固定寬帶網絡、移動寬帶網絡、IP網絡、云計算和AI等多種技術以及產業組成的ICT基礎設施。相關技術和產業各自獨立發展，又相互影響、相互促進。現代通信網絡架構的演進歷程如圖1-1所示。

2000年前后，IP技術逐漸成熟并被引入通信網絡，通過光纖或者網線承載的IP網絡逐漸發展為電信級IP網絡。它具有組網靈活、帶寬大、成本低、管理方便等特點，因此被迅速推廣使用。2006年左右，IP Native成為業界的普遍共識，并主導了通信網絡，成為實現萬物互聯的基礎。基于IP Native的網絡架構有如下顯著優勢。

◆ 實現網絡互聯協議的統一化，極大簡化了網元對數據的傳輸、處理和應用，網絡系統實現了信息化。

◆ 能夠減少網絡層次，降低網絡處理復雜度。

◆ 能夠提升網絡性能，降低網絡成本，增強網絡擴展靈活性，降低網絡管理復雜度。

◆ 是面向未來的技術架構，有利于網絡的長期發展演進。

在IP Native時代，早期紛繁多樣的網絡互聯協議統一到IP，網元連接效率大幅提升，網絡實現融合，系統實現信息化，是一次網絡級別的架構改變。源自計算互聯網絡的IP技術，不僅成為網絡基礎設施的重要組成部分，也深刻影響了固定網絡和移動網絡的技術架構。到21世紀前10年，華為逐漸發展成為ICT基礎設施特別是網絡架構演進的引領者，是同時擁有固定寬帶網絡、移動寬帶網絡和IP網絡3個產業且這些產業都具有全球競爭力的公司，由此提出的基于All IP的FMC網絡架構以及基于Single戰略的一系列解決方案，旨在幫助運營商簡化網絡、降低OPEX，使華為首次獲得了架構性優勢。

2011年，在技術、業務、運維等多重驅動下，基于Cloud Native的云化網絡架構理念在電信業首次被提出，電信業再次開啟網絡架構的變革之旅，通信網絡進入Cloud Native時代。云化網絡架構要求通信網絡一方面要實現網絡自身云化，另一方面要更好地支撐企業數字化轉型和業務上云。首先，針對種類繁多的網絡設備管理和維護成本高的問題，通信網絡自身云化將多種硬件平臺和軟件平臺升級為統一云平臺，帶來硬件資源池化、軟件架構全分布化和運營全自動化的系統優勢，使得資源可以得到最大限度的共享，同時系統具備高擴展性、高彈性和高可靠性，實現云化系統在業務部署、資源調度和故障處理場景的自動化。其次，云計算蓬勃發展，通信網絡為了支持云上業務，在架構上做了很大的變革。其中包括以DC（Data Center，數據中心）為中心重構網絡，DC成為網絡的一部分，IT與CT深度融合，構建了軟件解耦、轉控分離、資源共享、彈性伸縮、統一調度的云化網絡架構。云化網絡架構基于Cloud Native，被認為是設備級別的改變，解決了傳統通信網絡中只能通過設備堆砌的方式進行網絡擴容的結構性問題，初步構建了系統自動化能力。由此可見，固定寬帶網絡、移動寬帶網絡、IP網絡共同構成網絡基礎設施，為云計算的發展奠定基礎。而云計算作為一種獨立產業，隨著其成熟和壯大，又反向深刻影響了固定寬帶網絡、移動寬帶網絡和IP網絡的發展方向。與此同時，華為發展成為同時擁有網絡產業和云計算產業的技術供應商，提出基于Cloud的SoftCOM架構，進一步擴大了自身的架構性優勢，并推出基于All Cloud戰略的一系列解決方案，旨在幫助運營商提升用戶體驗，實現ROADS目標。

展望未來，必將有更多的IT被引入CT行業，對通信網絡的整體或者局部發展走向產生深刻影響，而基于網絡AI、數字孿生等技術的控制閉環和知識閉環，將驅動通信網絡實現完全自治，從根本上解決當前網絡規模和復雜性所帶來的結構性問題，通信網絡將進入AI Native時代。為了實現通信網絡完全自治，我們傾向于認為網元設備、網管系統和運營系統要率先實現自治，進而實現整個通信系統自治；同時，網絡實現完全自治將涉及眾多關鍵理論和技術，包括網絡數字孿生建模和仿真、目標驅動的自動化閉環及協同、網絡自我感知能力的構建、網絡環境感知和建模、網絡自動/自愈/自優/自治技術、網絡自適應學習和自演進等，這都需要學術界以及工業界在軟件工程能力、計算平臺和基礎設施、基于AI的網絡認知系統、系統和控制理論與應用、人機交互能力、信息安全、網絡安全設計等諸多領域通力合作，以取得理論和技術的突破。在AI Native時代，未來網元和網絡功能都將基于AI Native進行設計，利用AI強大的數據分析和信息提取能力，通過采集、分析海量網絡數據，實現網絡狀態的感知和預測，并做出決策，為運營商診斷網絡質量、優化業務性能、減輕運營負擔、改善用戶體驗帶來無限可能。可見，先行發展起來的網絡與云計算進一步推動了AI的突破，而隨著AI的突破并被引入到CT，它也將反過來影響云計算和網絡的技術發展走向。2017年，華為提出SoftCOM AI設想，旨在將AI引入通信網絡中，并于2018年提出自動駕駛網絡架構理念，致力于幫助電信運營商實現“自動、自愈、自優、自治”的長期愿景，使能新業務并實現極致客戶體驗、全自動運維、最高效資源和能源利用。

回顧過去30余年并展望未來10年，網絡架構演進的過程，本質上是IT的最新實踐不斷被引入CT，IT和CT相互影響和促進的發展過程。在IP Native時代，通信系統基于IP Native實現了信息化；在Cloud Native時代，通信系統基于Cloud Native推動了自動化；當前，AI Native正在驅動通信系統演進到更高級別的自動化和智能化，通信系統正步入AI Native時代。未來，隨著固定寬帶網絡、移動寬帶網絡、IP網絡、云計算、AI和產業的持續深度融合，CT和IT將發生持續的化學反應，使能ICT基礎設施供應商的能力不斷增強，并在支持全行業數智化轉型的進程中不斷做出更多、更大、更獨特的貢獻。華為也將憑借同時具備固定寬帶網絡、移動寬帶網絡、IP網絡、云計算和AI五大產業及技術的獨特優勢，繼續引領網絡架構演進。