基于SDN與NFV在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的創(chuàng)新應(yīng)用研究

Summary：當(dāng)前的5G技術(shù)已經(jīng)在廣泛采用了傳統(tǒng)SDN技術(shù)和新一代NFV技術(shù)架構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)上更能夠全面滿足人類當(dāng)前多樣化的網(wǎng)絡(luò)社會需求，實(shí)現(xiàn)設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸轉(zhuǎn)發(fā)和與數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)換的功能分離，提升硬件設(shè)備整體的實(shí)際使用及效率，隨著移動(dòng)信息技術(shù)時(shí)代的進(jìn)一步縱深發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)智能通信的硬件設(shè)備也將會成為過去式，技術(shù)的發(fā)展將迎來新的春天。本文結(jié)合筆者多年豐富的技術(shù)工作實(shí)踐及已有研究成果探討對基于SDN和基于NFV架構(gòu)在我國5G移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化中的若干創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行了研究探討，可供同行借鑒。Keys：SDN；NFV；5G移動(dòng)通信；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；創(chuàng)新應(yīng)用前言隨著目前5G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建日漸趨于成熟，給到人們將在無線網(wǎng)絡(luò)與通信服務(wù)方面會帶來很多全新的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，但是實(shí)際在其具體實(shí)際的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，5G網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)方面還有待很多相關(guān)技術(shù)研究者進(jìn)行探索研究。SDN技術(shù)和NFV技術(shù)在整個(gè)5G無線通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系中廣泛的被應(yīng)用，提高到了整體網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)效率，還更有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)的快速分離。相比應(yīng)用于之前實(shí)際應(yīng)用上的新一代4G系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)核心部分已能夠逐漸實(shí)現(xiàn)跳線脫出多信道輸入與輸出分離技術(shù)和正交多頻空分復(fù)用分離技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)核心層面技術(shù)創(chuàng)新上都有得到了很多新方向的創(chuàng)新開拓，由此可見，5G未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及市場應(yīng)用非常地廣闊，在當(dāng)前競爭形勢壓力下未來也仍將面臨有更多科技創(chuàng)新方面的新發(fā)展及機(jī)遇。1、SDN和NFV技術(shù)優(yōu)勢分析1.1SDN技術(shù)的優(yōu)勢（1）集中控制。SDN具有軟件控制邏輯與資源轉(zhuǎn)移邏輯的等性特征，利用基于SDN網(wǎng)絡(luò)的可編程擴(kuò)展技術(shù)，可以直接利用通過其來實(shí)現(xiàn)部署網(wǎng)絡(luò)上的各種通用的硬件產(chǎn)品與一些高級擴(kuò)展軟件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)代替在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中出現(xiàn)的許多昂貴復(fù)雜的移動(dòng)通信終端設(shè)備，進(jìn)而避免實(shí)現(xiàn)與不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商產(chǎn)品之間產(chǎn)生的各種不互相兼容問題的復(fù)雜狀況。（2）促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化?？梢源龠M(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化。SDN系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中具有的一定高度的自主開發(fā)性特征與技術(shù)統(tǒng)一性，能較有效地的避免各種網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中可能存在較大的技術(shù)差異性，能更快速準(zhǔn)確的地實(shí)現(xiàn)各種軟件系統(tǒng)與各種硬件結(jié)構(gòu)之間技術(shù)的自動(dòng)解耦，提高整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的相對穩(wěn)定性。在SDN網(wǎng)絡(luò)處還同時(shí)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)特定用戶信息共享服務(wù)模式，提供多種個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用支持及服務(wù)，有利于持續(xù)提高廣大用戶滿意的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)服務(wù)。（3）開放接口。SDN在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上提供的專用網(wǎng)絡(luò)通信接口軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上都具有完全可動(dòng)態(tài)規(guī)劃化擴(kuò)展的高度開放性特點(diǎn)，有利于快速進(jìn)行目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的通信技術(shù)軟件系統(tǒng)資源的更大規(guī)模的集成，在其對專用通信資源接口軟件逐步大規(guī)模開放及使用推廣的這整個(gè)演進(jìn)過程中，能更充分的根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)資源現(xiàn)狀特點(diǎn)與特定目標(biāo)用戶系統(tǒng)實(shí)際的實(shí)際應(yīng)用的需求，自動(dòng)地匹配和為每個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)用戶系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)配生產(chǎn)出了相應(yīng)的規(guī)模的專用網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)硬軟件件的資源，夠便捷地快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)上層設(shè)備的通信應(yīng)用設(shè)備硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)底層網(wǎng)絡(luò)(基礎(chǔ)設(shè)施層)網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)備的相互通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)及應(yīng)用設(shè)備硬件之間相互的通信數(shù)據(jù)連接交換網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)通信，而且系統(tǒng)如果同時(shí)采用到了多種SDN通信技術(shù)也一樣可以做到基本通信不受任何現(xiàn)有系統(tǒng)專用的通信網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備數(shù)量規(guī)模的嚴(yán)格限制，便于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)用戶也能夠完全根據(jù)自身其自身需要可以隨時(shí)地自由的設(shè)計(jì)和開發(fā)出一種具有新型和高效通信的基于新型通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信新業(yè)務(wù)，不僅可大大的提高我國現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)上的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用建設(shè)的系統(tǒng)總體效率，也將同時(shí)又極大有效地有效的地縮短我國了對現(xiàn)有各種新型現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)及通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行的系統(tǒng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用研究和開發(fā)準(zhǔn)備與系統(tǒng)適應(yīng)準(zhǔn)備工作時(shí)間。1.2NFV技術(shù)優(yōu)勢利用NFV技術(shù)可以快速實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信硬件設(shè)計(jì)與系統(tǒng)軟件研發(fā)的高效配合，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)硬件系統(tǒng)與通信軟件功能完美解耦合，提高用戶移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信硬件系統(tǒng)需求的靈活彈性，可以更加有效快捷的大幅降低客戶移動(dòng)通信過程中的硬件設(shè)備調(diào)配中的硬件損耗，使得移動(dòng)系統(tǒng)真正能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)終端用戶對于通信系統(tǒng)的各種需求，自動(dòng)匹配為各用戶終端配置最佳通信網(wǎng)絡(luò)資源，提高實(shí)現(xiàn)了終端網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信服務(wù)的效率。2、基于SDN和NFV技術(shù)的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由于5G移動(dòng)通信在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)通信功能上的靈活實(shí)現(xiàn)，需要通過將各種硬件設(shè)備功能與移動(dòng)軟件功能緊密結(jié)合集成在一起，靈活自主的來對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)帶寬的進(jìn)行有效分配，才能最終實(shí)現(xiàn)了5G移動(dòng)通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)快速傳輸、網(wǎng)絡(luò)無縫拓展、靈活調(diào)度控制網(wǎng)絡(luò)等功能。在中國移動(dòng)5G的通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，采用了SDN網(wǎng)絡(luò)和NFV等技術(shù)可以進(jìn)一步將對無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源架構(gòu)的虛擬化與設(shè)計(jì)技術(shù)融入應(yīng)用到移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)中，滿足運(yùn)營商5G無線通信服務(wù)功能增強(qiáng)的技術(shù)需求，構(gòu)建了SDN網(wǎng)和在NFV網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)的中國5G移動(dòng)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。（1）利用現(xiàn)有SDN系統(tǒng)和新一代NFV等技術(shù)中的可編程邏輯控制等功能轉(zhuǎn)換與網(wǎng)絡(luò)虛擬化與控制等的轉(zhuǎn)換能力，將這些它們統(tǒng)一融入應(yīng)用到我國5G移動(dòng)通信主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，利用新一代SDN網(wǎng)絡(luò)和第三代NFV網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)分離轉(zhuǎn)發(fā)處理與網(wǎng)絡(luò)集中控制轉(zhuǎn)換的新功能，優(yōu)化推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化結(jié)構(gòu)及調(diào)整，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源的智能自動(dòng)化及配置。在未來5G無線通信及移動(dòng)通訊中大量的用戶數(shù)據(jù)集中進(jìn)行智能控制，進(jìn)而快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立化部署功能的全面有效與落實(shí)，便于系統(tǒng)對覆蓋整個(gè)無線通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中大量的通信用戶數(shù)據(jù)集中進(jìn)行智能化動(dòng)態(tài)跟蹤控制，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)軟件功能模塊的快速加載優(yōu)化與智能化提升，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理中的各種自動(dòng)化智能控制管理功能。(2)在對新一代5G移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)智能傳輸規(guī)劃與實(shí)時(shí)控制設(shè)計(jì)中，利用新一代SDN系統(tǒng)和第二代NFV通信技術(shù)對實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵物理實(shí)體功能進(jìn)行智能化控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在通信整體架構(gòu)系統(tǒng)中重要的網(wǎng)絡(luò)物理功能，并同時(shí)從通信網(wǎng)絡(luò)功能控制的軟件化、模塊化要求等要求出發(fā)，綜合的對各種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行功能控制，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源利用與各種通信硬件服務(wù)設(shè)備的有效優(yōu)化配置。(3)針是對面向于5G頻段的寬帶通信在網(wǎng)絡(luò)過程中實(shí)現(xiàn)的高速實(shí)時(shí)大容量數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膶?shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，利用在SDN技術(shù)中和在NFV技術(shù)過程中形成的網(wǎng)絡(luò)分層和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，對整個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)功能單元及與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)各個(gè)業(yè)務(wù)通信業(yè)務(wù)功能模塊，進(jìn)行了實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)化與集成性的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)調(diào)整。在未來對移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及接入服務(wù)所進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)設(shè)計(jì)思路方面還需要綜合考慮到從動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和鏈路資源配置模型中如何來實(shí)現(xiàn)靈活地控制分配各種接入網(wǎng)絡(luò)資源以及各種通信業(yè)務(wù)鏈路資源，靈活而動(dòng)態(tài)的控制進(jìn)行和調(diào)配各種網(wǎng)絡(luò)和各種冗余業(yè)務(wù)鏈路的控制分配帶寬分配以及如何來有效降低各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率和各種傳輸業(yè)務(wù)信息資源的傳輸和延時(shí)性，以來有效提高未來基于5G移動(dòng)通信接入業(yè)務(wù)鏈路的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而真正能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)到有效地提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信設(shè)備上的傳輸信息吞吐量及其數(shù)據(jù)與任何其它移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行混合傳輸使用時(shí)需要的網(wǎng)絡(luò)效率。3、SDN和NFV技術(shù)在5G移動(dòng)通信的應(yīng)用優(yōu)勢3.1無線網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)配置5G移動(dòng)通信中的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，利用了SDN無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和NFV無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也就是要能快速將多種無線模式的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源快速有效的融合在一起，實(shí)現(xiàn)對各種網(wǎng)絡(luò)資源模式之間移動(dòng)的快速和實(shí)時(shí)移動(dòng)通信的調(diào)動(dòng)，無線通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)是要保持在分片快速傳輸?shù)募夹g(shù)原則基礎(chǔ)上，保證了各種無線RAN網(wǎng)絡(luò)、通信設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸通道等各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)有效和正常的高速無線通信，如果是當(dāng)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸入等數(shù)據(jù)容量若出現(xiàn)了超大的容量時(shí)，容易的就容易發(fā)生導(dǎo)致了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叨葥頂D，影響了著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的通信接入能力系統(tǒng)的正常運(yùn)行的效率，利用SDSN技術(shù)進(jìn)行控制，通過由計(jì)算機(jī)能夠提前或者自動(dòng)地對當(dāng)前未來的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)通信等技術(shù)環(huán)境情況來進(jìn)行綜合分析及預(yù)測，設(shè)置計(jì)算出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和各通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)最佳通信傳輸以及接入的規(guī)則，從而同時(shí)也就是能達(dá)到最有效程度的控制對用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與實(shí)時(shí)通信傳輸環(huán)境下的各類無線信息資源設(shè)備環(huán)境與未來通信的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境結(jié)合進(jìn)行了智能的配置，不僅是大大的抑制了未來通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及未來通信設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的信號的擁擠，還能通過及時(shí)調(diào)度優(yōu)化現(xiàn)有通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源，降低將來無線信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或無線通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)安全運(yùn)行事故。3.2提高5G通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)開發(fā)效率利用新一代SDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)和下一代NFV網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)架本身擁有的高度的開放性特點(diǎn)與其高度虛擬性特征，可以極為方便的在實(shí)現(xiàn)下一代5G移動(dòng)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中部上加署使用大量的高級的網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)設(shè)備與其它高性能硬件設(shè)備，從而又將使得可以同時(shí)極大程度提高未來新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)總體的部署過程的實(shí)施效率，降低我國未來的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)工程項(xiàng)目的研究開發(fā)以及建設(shè)總體成本。同時(shí)，利用SDN技術(shù)也就可以實(shí)現(xiàn)快速地實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)硬件和虛擬化網(wǎng)絡(luò)集成等技術(shù)，通過編程平臺的自主開發(fā)也可以同時(shí)將多種同移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定有關(guān)緊密的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)快速組合地應(yīng)用結(jié)合在一起，不僅將更加有效便于我國移動(dòng)電信5G服務(wù)商能夠快速的開發(fā)出新技術(shù)的應(yīng)用新業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)其對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)軟件及管理技術(shù)的軟硬件技術(shù)進(jìn)行全面地升級及革新，使得整個(gè)中國移動(dòng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)快速升級擺脫掉拋棄了以前單純地依賴對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行管理上的優(yōu)化升級改造的一些舊老方法，利用了新一代SDN技術(shù)真正提高了到了移動(dòng)通信系統(tǒng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件集成和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)運(yùn)行管理效率，也從而真正地保證了到了移動(dòng)通信5G移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)在通信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新工作中實(shí)現(xiàn)的集中化的管理。同時(shí)，針對未來現(xiàn)有運(yùn)營商5G無線移動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)過程中運(yùn)營商對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的全網(wǎng)傳輸速率以及全網(wǎng)帶寬的使用規(guī)模的高剛性要求，利用新一代無線SDN技術(shù)和第二代移動(dòng)NFV技術(shù)既可能更加高效的實(shí)現(xiàn)無線運(yùn)營商之間對整個(gè)未來的5G移動(dòng)通信核心業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中傳輸介質(zhì)的和全網(wǎng)流量帶寬使用規(guī)模的雙向動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制，提高未來運(yùn)營商對于5G移動(dòng)通信核心業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)整體上的無線網(wǎng)絡(luò)資源的綜合利用度及接入效率，而且可以既使得各種現(xiàn)有移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)之間建立的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換的調(diào)用共享機(jī)制實(shí)現(xiàn)更加充分地靈活、便捷、高效，并因此又更能大大顯著的縮短了對現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)資源和其他新型移動(dòng)通信核心業(yè)務(wù)產(chǎn)品之間的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、部署與實(shí)施與性能測試及開發(fā)應(yīng)用等項(xiàng)目的整體開發(fā)建設(shè)周期，能以更為高效快速而方便經(jīng)濟(jì)的模式地逐步實(shí)現(xiàn)新型5G移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上的創(chuàng)新性。4、結(jié)束語綜上所述，從5G技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，其正逐步成為人們廣為歡迎應(yīng)用和社會認(rèn)可推廣的通信技術(shù)之一。人們在發(fā)展應(yīng)用于5G移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)過程中，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)的資源利用率在設(shè)備原有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得