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网络切片:打造基于SDN和NFV的5G网络
2016-12-29 14:25  

 

网络现代化是每个运营商必经的历程。NFVSDN推动了网络现代化的发展,软件化和云化则定义了网络现代化的路径,而在网络现代化历程的尽头,优质用户体验翘首以待。在转型过程中,运营商要记住3个关键词:敏捷、高效、速度。但是,要想实现真正的高效,端到端的全网切片必不可少。

快速、高效、敏捷:未来网络的标志

http://www-file.huawei.com/~/media/CORPORATE/Images/Magazine/communicate/76/sdn-nfv-to-5g-network-slicing-1.jpg?la=zh

随着互联网的前身——ARPANET1969年建立,以及1973年全球第一部移动电话诞生,数字时代急速形成。10年之后,摩托罗拉推出了全球第一部商业手机,这比上世纪90年代早期开始流行的互联网还要早大概10年。直到2007年,苹果公司推出第一部智能手机iPhone,将网络和移动技术结合起来,才真正改变了手机市场的游戏规则,催生了当前人人离不开的智能手机和OTT应用的时代。

人们对App和社交网络的极大需求见证了网络流量的快速增长,而随着为消费者和垂直行业而生的新型物联网服务不断成熟,未来网络的流量会更加高涨。据预计,2025年全球联接总数将会达到1000亿,其中约80亿联接将会来自智能手机。

然而,虽然网络已构成了当今世界的基础,但网络的建设者和运营者——电信运营商们却面临着增量不增收的困境。据Ovum预计,20152025年宽带网络的流量将增加205%;与之形成鲜明对比的却是,在此10年间,全球宽带业务的消费额只能勉强增加51%

要想保持盈利并满足不断增长的流量需求,网络就必须更加高效,以帮助运营商在降低CAPEXOPEX的基础上提供更好的服务体验;同时,网络还必须足够敏捷,这样运营商才能快速创新并推出新业务,以便在用户有业务需求的时候即刻满足。高效、敏捷和速度是运营商网络成功的标志性因素,也是当前运营商网络转型的终极目标,而NFVSDN就是运营商转型的有力工具。

为了更好地应用NFVSDN,必须将5G网络分割成多个切片。每个切片都是逻辑独立的,以实现某个特定类型业务的最佳体验,不同业务和切片网络之间能够实现资源共享。

 

循序渐进:运营商转型的4个阶段

理想很丰满,现实却很骨感。运营商的转型也同样如此——既要考虑到原有网络的利旧,也要考虑到相关技术和生态链的成熟问题;此外,员工要掌握相关的必备技能、组织要向新的以软件和客户为中心的运作模式转变……这些都需要一个漫长的过程。一般而言,运营商的转型要经历4大阶段:虚拟化和云化、业务迁移、端到端业务编排(EEO),以及网络切片。 

当然,采取更加激进的建网策略也是可以的,那就是压缩这些阶段,直接铺设单独的NFV/SDN网络,将其叠加在运营商现有的网络之上,一次性将原有业务迁移到新网络。这种方法尽管波及面很广,但详细了解一下各个转型阶段还是很有必要的。

阶段一:虚拟化和云化

虚拟化可以实现网元软/硬件功能的分离,就像路由器的原理一样。这反映了软件定义功能向计算硬件发展的转变,可实现计算能力与存储能力的灵活共享,因为软件应用在商品化硬件(COTS)上和在专门硬件上的运行效率是一样的。

除了虚拟化,计算和存储能力也逐渐从PC向集中式的云转移。云设施能够实现功能和位置的解耦,带来的好处包括网络扩展性、资源共享、网络弹性、低功耗以及效率的提升。将大量数据集中起来提供给不同用户,用于不同目的,还可以支持大数据分析以及相应的不计其数的应用。

NFV将虚拟化技术引入到网络设施中,将软件功能和专用硬件解耦,支持虚拟网络功能(VNF)软件在商用服务器上运行,从而模仿网元功能和性能。当前,能够实现这一功能的商用产品包括了vIMSvEPC

阶段二:业务迁移

运营商部署NFVSDN、将现网迁移到新平台上可以采取多种策略,每种策略都必须考虑到业务的重要性以及各个业务的独立性。主要策略包括:

部署新业务:部署支持NFV/SDN功能的新业务,例如包含IMSBoD(按需分配带宽)的VoLTE业务。

更换平台:当原有硬件和软件系统生命周期结束、需要进行大幅度容量提升时,这是最好的方法。

部署中央SDNNFV平台:这种策略这样能可实现大数据分析,并提供新的集成业务。

业务集中化:可以此策略推动部署新的高效技术。

阶段三:端到端业务编排(EEO

NFVSDN是相互独立却又互补的技术,二者都能实现运营商网络的软件化转型。但是,还需在全网范围部署支撑端到端业务编排(EEO)的各种应用,这样才能发挥这两项技术的最大功效。

业务编排能够加强运营商的敏捷性,助力运营商更加高效地分配网络资源并缩短TTM。在诸多致力于实现NFVSDN网络EEO的举措中,由Unix基金会运营管理的Open-OOpen-Orchestrator)项目是一个关键里程碑,其于2016年在巴塞罗那全球移动通信展期间首次公布,是多方共同努力的成果,致力于为敏捷SDNNFV运营打造首个开源软件框架和编排器。目前,EEO的早期应用已经就位,例如于20169月首次发布的中国电信的云VPN计划。

阶段四:网络切片

传统的移动通信网络运行模式都很单一,即一张网运行所有业务,依靠诸如DiffServIP协议来确定不同业务的优先级,但这些协议都是零碎的,无法实现端到端的业务编排。

网络切片已被录入NGMN5G愿景中,该技术可优化网络资源分配,实现最大成本效率,满足多元5G新业务的需求。NGMN将网络切片定义为端到端技术,涵盖了核心网和接入网。

新的5G空口技术就支持网络切片。在核心网上,网络切片可以单独实施或者在新的5G空口部署之前实施。每个网络切片逻辑上都是一个自给自足的网络,每项业务都拥有一个独立的网络切片。例如,专门的视频网络切片、IoT网络切片,或者关键通信网络切片等等。当然,也可以将多个相似业务放在一个网络切片上。

每个切片都为专门业务类型而优化,每个都支持端到端,包括RAN和核心网。与LTE不同的是,5G空口支持动态和半动态切片。多个并行的网络切片可以部署到一个物理设施之上,每个切片都能实现超可靠和超实时的联接。

各种技术的叠加和联动

网络切片基于NFVSDN技术,这两种技术都需要和业务编排叠加,而业务编排需要EEO才能实现二者的协调。包括中国移动、德国电信、KDDI、韩国电信、NTT和韩国SK电信在内的领先运营商都在朝着网络切片技术前进,其中NTT已经开发出一套切片网络管理系统,这是整个解决方案的关键一部分。

华为是业界领先的NFVSDN技术供应商,并且持续推动着这两项技术的发展。华为咨询服务部门提供各类产品、解决方案以及咨询服务,擅长帮助运营商实施面向未来的转型——即在5G网络上实现SDNNFV和网络切片,从而实现新业务的高效上市,同时提升运营商的利润。

相关链接

SDN发挥作用

传统的传输网络中包含专门的路由器和交换机来实现数据转发和网络控制。SDN通过一个单独的基于软件的SDN控制器来实现网络控制功能的集中化,而路由器和交换机只负责转发,这样就减少了转发网元的成本。

SDN控制器监控大部分网络,轻松识别最优报文路由,这在网络拥堵或者部分瘫痪的情况下尤其有用。SDN控制器的路由决策能力比传统网络中的路由器和交换机也高出不少,因为后者的路由决策只是基于很有限的一部分网络情况。

20161月的Gartner报告显示,仅有2%的客户部署了SDN。推迟SDN部署的主要原因就是缺乏标准化设备。对运营来说,大规模的SDN部署尚在襁褓之中。

区域云工厂

国家级的网络架构一般包括23层,即接入层、汇聚层和核心层。云基础设施也是分层的,一般分为本地级、区域级或者国家级的数据中心。分层能够提升网络的性能、弹性、灵活性以及网络韧性,也方便网络维护和网络融合。

例如,每个跨国运营商的子网一般都包括本地的国家网络和平台。由于光纤网络能够降低传输成本,跨国运营商有理由将多国网络设施融合成一个国际网络。这种统一融合的平台被称为区域云工厂。对于跨国运营来说,其好处就是无需为每个国家子网建立平台,只需在全球运营一个VAS平台即可。

尽管协同会为泛欧洲和泛非洲云工厂带来各种巨大的潜在好处,但障碍仍然存在,包括政府管制的制约、数据安全及隐私、内容获取是由本地还是地区定制,以及是由本地还是地区提供支撑等等。例如,有些业务可以迁移到区域云中心,而有些业务还是本地化比较好。

-来源“华为网络技术中心” 

 

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