SDN、NFV成為5G網(wǎng)絡(luò)革命關(guān)鍵.doc

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1、SDN、NFV成為5G網(wǎng)絡(luò)革命關(guān)鍵　　自第一代行動通訊(1G)到第四代行動通訊(4G)的發(fā)展過程中，在無線接取網(wǎng)絡(luò)(RAN)技術(shù)上，自FDMA、TDMA、CDMA、到OFDMA，每一世代都明顯地被視為一項革命性技術(shù)；但是在核心網(wǎng)絡(luò)(CoreNetwork)技術(shù)上，革命性就不那么顯著。大約只在3G世代歷經(jīng)過一次從電路交換到分封交換的一次重大變革?！　】紤]全球運營商在之前的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上投入了龐大的資金，大幅改變會影響服務(wù)持續(xù)性及收益，因此在3G階段的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命，還很貼心地允許兩種交換模式共存并行了一整個世代，也就是運營商可以自由選擇采用電路抑或分封交換的技術(shù)，直到4G世代才正式接軌到全IP

2、化的分封交換核心網(wǎng)絡(luò)體系?！　　　DN/NFV為5G網(wǎng)絡(luò)革命關(guān)鍵　　這個革命性進程的意義是，核心網(wǎng)絡(luò)毋須再使用昂貴且復(fù)雜的專屬軟硬件設(shè)備，只要采用一般通用目的服務(wù)器(通常是x86Server)和IP路由器、以太網(wǎng)絡(luò)交換器即可組成，使得核心網(wǎng)絡(luò)部署更進一步降低成本，也減少了對單一解決方案提供商的依靠或被捆綁。也因此，產(chǎn)業(yè)界公認無線接取網(wǎng)絡(luò)每一代幾乎都是一場革命(RevoluTIon)，而核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被認定是不斷的演進(EvaluaTIon)?！　∶鎸?020年以后人類間甚至萬物間信息聯(lián)網(wǎng)社會的無線行動通訊需求，第五代行動通訊(5G)被業(yè)界視為一項寄以厚望地革命性技術(shù)，在無線接取技術(shù)面上的革新理

3、所當然，但是在核心網(wǎng)絡(luò)上的面向上，會不會有稱之為革命性的改進呢？5G行動通訊系統(tǒng)將是一個全方位服務(wù)多技術(shù)融合的網(wǎng)絡(luò)，通過ICT技術(shù)的演進和創(chuàng)新，來滿足未來包含廣泛數(shù)據(jù)和連接的各種業(yè)務(wù)的快速發(fā)展需要，最終滿足以客戶端為中心的無線聯(lián)網(wǎng)需求，其中一個重要關(guān)鍵就在于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-DefinedNetworking,SDN)以及搭配網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network-FuncTIonVirtualizaTIon,NFV)兩項技術(shù)的發(fā)展。　　傳統(tǒng)4G電信核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與挑戰(zhàn)　　在進入正題之前，我們先回顧一下傳統(tǒng)電信核心網(wǎng)絡(luò)是如何運作的？以及它有什么缺點需要改進？　　首先請參考圖1，這是已經(jīng)全I

4、P化傳統(tǒng)4G電信核心網(wǎng)絡(luò)運作架構(gòu)及示意，它是一套封閉式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傾向單一設(shè)備負責單一專屬功能，網(wǎng)絡(luò)拓撲類似大型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，最上層是核心路由器(CoreRouter)層，中間為邊緣或接取交換器(Edge/AccessSwitch)層，下層是服務(wù)器數(shù)組(ServerFarm)或儲存媒體網(wǎng)絡(luò)(StorageNetwork)，所有EPC的網(wǎng)絡(luò)組件(NetworkEnteritis)譬如管理用戶注冊和移動性的MME、紀錄用戶帳戶就是在這些服務(wù)器上運行。　　　　圖1傳統(tǒng)上LTEEPC核心網(wǎng)絡(luò)運作在基于肥樹(Fat-Tree)的數(shù)據(jù)中心。　　為避免單一節(jié)點或鏈路的損壞癱瘓整個網(wǎng)絡(luò)，因此采用肥樹(FA

5、TTree)為核心拓撲結(jié)構(gòu)，這是一個兩層(2-Level)肥樹的示例，每任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間都有四條路徑，真正在運作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計可能擴展到三層或四層結(jié)構(gòu)，擁有更多的冗余備用路徑，以達到99.999%的高可用性(HighAvailability,HA)的可靠度要求。這個全封包(或稱全IP)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的首要設(shè)計目標，即為改善數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)等待時間等性能，藉由將光纜或?qū)＞€延伸到無線接取網(wǎng)絡(luò)來支持高速、大量的無線用戶接取服務(wù)?！　∠绕查_專屬的電信機房的基礎(chǔ)設(shè)施和專線成本等造價不菲這件事，至少發(fā)現(xiàn)幾個問題。首先，考慮客戶的服務(wù)水平，必須展望未來中長期業(yè)務(wù)量需求，一次部署到位，否則未來的任何微小的設(shè)計變更就會造

6、成服務(wù)暫停，進而減少收益和降低客戶滿意度。換言之即為缺乏部署彈性，網(wǎng)絡(luò)及運算資源調(diào)度困難甚至于無法調(diào)度的問題。以MME或S-GW為例，它必須接受成千上萬個用戶頻繁地注冊和高強度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送，一臺服務(wù)器可能無法負擔，因此勢必部署多臺，在它們前方還必須引進額外地服務(wù)器負載平衡(ServerLoadBalancer)主機用以平均分配用戶流量?！　×硪环N極端的例子是管理QoS的PCRF，其天生被賦予的工作可能很「清閑」，專門為它準備一臺服務(wù)器又顯得有些浪費。實務(wù)上無可避免地會有設(shè)備損壞或升級需求；或是新興的應(yīng)用服務(wù)導入，這些新興服務(wù)常需要與現(xiàn)行服務(wù)中網(wǎng)絡(luò)整合，愈多的軟硬件設(shè)備投資，復(fù)雜度高且整合測試耗時

7、過長，需要大量的技術(shù)人力支撐，影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平，難以實時推出這些新興服務(wù)，但支撐這些新興服務(wù)的專屬軟硬件設(shè)備生命周期卻又愈來愈短，這對傳統(tǒng)4G電信核心網(wǎng)絡(luò)都是一大挑戰(zhàn)。