SDN/NFV與5G協(xié)同將帶來什么?

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作者:陳麗珊

2017-07-20 14:55:40

摘自:通信信息報

在中國電信業(yè)“提速降費”的背景下,運營商除了不斷提高寬帶速率、取消漫游費用外,還積極向消費者提供越來越便宜的移動數(shù)據(jù)流量資費套餐。

在中國電信業(yè)“提速降費”的背景下,運營商除了不斷提高寬帶速率、取消漫游費用外,還積極向消費者提供越來越便宜的移動數(shù)據(jù)流量資費套餐。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,我國5G移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計將在2020年正式商用,未來5G移動網(wǎng)絡(luò)提高的可能不只是速度而已。

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)模式與未來5G網(wǎng)絡(luò)模式有何區(qū)別?

眾所周知,網(wǎng)絡(luò)要提速除了實體基站、線路及發(fā)射器的搭建外,主要依靠數(shù)據(jù)運輸管道技術(shù)的擴容提升。手機終端接收圖片、音頻、數(shù)據(jù)等需要通過控制平臺下發(fā),而手機終端發(fā)送需求指令到指定控制平臺,走的則是上行過程。

最初2G GSM、3G CDMA及4G初期的TD-LTE時代,系統(tǒng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)均使用較相同的頻段,上下行數(shù)據(jù)發(fā)送在時間上搓開,只能通過在不同時隙發(fā)送上下行數(shù)據(jù)來避免上下行干擾,傳輸速度一般,上行和下行鏈路都可支持2x2 MIMO。后來,上行和下行頻率雙工間隔、連續(xù)控制系統(tǒng)的4G FDD-LTE的到來使得4G傳輸速度更進一步提速至百兆。4G LTE主要由載波聚合、提升的的MIMO、協(xié)調(diào)式多點(CoMP)、中繼站、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或HetNet組成,上下行流量對稱的難題解決了后,5G移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進一步從現(xiàn)有4G移動網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上再進步,提速的根源便要從解決網(wǎng)絡(luò)容量的提升、簡化控制平臺和連接平臺、增強網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)運行穩(wěn)定性、減少網(wǎng)絡(luò)延遲等方面來不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運輸模式,不僅滿足現(xiàn)有2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)通話或上網(wǎng)的需求,還能為垂直行業(yè)提供更廣闊的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)平臺。5G網(wǎng)絡(luò)模式打開傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運作架構(gòu)傾向單一設(shè)備負(fù)責(zé)單一專屬功能,全方位服務(wù)多技術(shù)融合,實現(xiàn)真正的無所不在的連接,這也是它與現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)模式的最大區(qū)別。

未來5G移動網(wǎng)絡(luò)承載能力需要哪些技術(shù)支持?

未來的5G移動網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)包括C-RAN、Network Slicing(網(wǎng)路切片)、NFV、SDN、LTE-unlicensed、LAA(LTE授權(quán)輔助接入)、Massive MIMO(規(guī)模多重輸入輸出)等。其中SDN、NFV軟技術(shù)是業(yè)界普遍認(rèn)為必不可少的關(guān)鍵技術(shù),那SDN/NFV技術(shù)是如何影響5G移動網(wǎng)絡(luò)承載力的呢?

SDN(Software Defined Network,軟件定義網(wǎng)絡(luò))區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),是以沒有中心的控制點和通過補丁為網(wǎng)絡(luò)中的新業(yè)務(wù)進行新老技術(shù)協(xié)議兼容拓展,SDN將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分離為單獨的控制設(shè)備及轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備功能簡單化,控制與轉(zhuǎn)發(fā)間遵循標(biāo)準(zhǔn)的Openflow 協(xié)議,從而實現(xiàn)控制層和轉(zhuǎn)發(fā)層分離。這樣網(wǎng)絡(luò)管理者可在接口上開發(fā)應(yīng)用軟件,實現(xiàn)靈活的可編程,并結(jié)合流量監(jiān)控,可動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)平面的網(wǎng)元,使移動網(wǎng)絡(luò)組成變得更靈活,從而提高傳送到消費者手機終端的下行傳輸速度。

NFV(Network Function Virtualization,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)則可利用軟硬件解耦及功能抽象,以虛擬化技術(shù)降低昂貴的設(shè)備成本費,根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行自動部署、彈性伸縮、故障隔離等步驟,讓運營商可通過此極速將承載各種網(wǎng)絡(luò)功能的通用硬件與云計算虛擬化技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)網(wǎng)元虛擬化和虛擬網(wǎng)絡(luò)可編程,簡化網(wǎng)絡(luò)升級的步驟和降低購買新專用網(wǎng)絡(luò)硬件的成本,把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重點放到部署新的網(wǎng)絡(luò)軟件上。

SDN解耦的是控制平面與數(shù)據(jù)平面;NFV主要是軟硬件解耦,基于通用服務(wù)器和虛擬化技術(shù),軟件實現(xiàn)控制和處理功能、流量處理功能。兩者雖不依賴,但若共存互補將對5G移動網(wǎng)絡(luò)功能重組,提升網(wǎng)絡(luò)彈性十分有效。

SDN/NFV能給5G移動網(wǎng)絡(luò)帶來哪些驅(qū)動?

未來5G移動網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,SDN/NFV技術(shù)的引入能給5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系架構(gòu)更好地協(xié)調(diào)。經(jīng)過幾年的洗禮,NFV和SDN的技術(shù)發(fā)展步伐雖不一致,SDN技術(shù)相對更成熟一些,但整體上SDN/NFV技術(shù)已基本可以嵌入5G移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)來嘗試運作。

提升工業(yè)化進程。我國現(xiàn)代工業(yè)已離不開互聯(lián)網(wǎng)和云計算,ICT、IDC、云計算等大數(shù)據(jù)處理為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)提升產(chǎn)量、提高工作效率和存儲數(shù)據(jù)效果日趨顯著,而SDN計算引入到5G移動網(wǎng)絡(luò),進一步將網(wǎng)絡(luò)資源變成移動可視化,在工業(yè)業(yè)務(wù)量需求突發(fā)時,可更快進行傳達和利用彈性擴展,提升資源利用率。

萬物互聯(lián)距離更近。智慧城市、智能農(nóng)業(yè)、智慧家庭、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景,需要大量數(shù)據(jù)和連接點,協(xié)同SDN/NFV技術(shù)的5G移動網(wǎng)絡(luò)以網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和云計算的支撐,能以虛擬擴容低功耗、非封閉可編程的底層網(wǎng)絡(luò)、高層多連接等滿足這些應(yīng)用需求。SDN具有低時延性特點的物聯(lián)網(wǎng)切片可減低現(xiàn)時4G移動數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的延遲至1ms,解決當(dāng)前4G時代物聯(lián)網(wǎng)延遲表現(xiàn)的不理想和安全需求。

虛擬場景更真實。NFV核心網(wǎng)絡(luò)成分中的VR切片把數(shù)字單元和部分核心網(wǎng)功能虛擬化,部分虛擬部分邊緣。SDN/NFV技術(shù)的協(xié)同能給5G移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶來高性能+高容量滿足網(wǎng)絡(luò)極高的流量密度需求。

移動數(shù)據(jù)流量激增。通過NFV技術(shù)快速和低成本擴容網(wǎng)絡(luò)后,網(wǎng)絡(luò)運用平臺商/互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過SDN技術(shù)靈活編程,定義控制層,智能管道延伸至云和端,OTT和行業(yè)用戶獲得網(wǎng)絡(luò)能力更開放,移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的上行和下行靈活性更高、速度更快,運營商移動數(shù)據(jù)的單價成本將進一步降低,轉(zhuǎn)嫁到消費者的費用也越來越少,用戶體驗感也更好,更能激發(fā)消費者使用移動數(shù)據(jù)流量的積極性。

未來5G移動網(wǎng)絡(luò),除了速度提高外,還有更多創(chuàng)新實用的應(yīng)用。在未來部署的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,萬物互聯(lián)更是下一代信息技術(shù)革命的目標(biāo),這離不開“云”平臺的接入,SDN/NFV與云計算的結(jié)合能給擴展5G移動網(wǎng)絡(luò)彈性和減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運營成本帶來更大優(yōu)勢。

(本文系作者個人研究之觀點,不代表本報立場。作者系賽立信通信研究部分析師)

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