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5G网络商用需要“无忧”心

http://www.kcqdo.club ( 2019/6/14 13:52 )

2019年是5G商用元年,全球主要运营商正在紧锣密鼓地部署5G网络。因为市场策略的不同、频谱的差异等原因, 5G商用网络初期呈现碎片化态势,主要体现在如下三个方面:

网络部署模式碎片化:3GPP标准为5G网络定义了五种部署模式(Option 2、Option 3、Option 4、Option 5和Option 7)。运营商根据自身特点和需要以及产业链成熟度出发,主要选择了Option 2和Option 3两种方式作为5G网络商用初期的部署模式。

网络架构碎片化:作为5G 网络的基础技术,NFV能帮助运营商更好地适应互联网时代的业务部署和创新,满足网络架构向5G演进需求。但是,运营商在传统核心网虚拟化进程中,由于选择的解耦方式、用户面软硬加速方式、虚拟化产品等差异性,导致目前有的运营商已完成传统EPC虚拟化改造,有的运营商还未开始商用部署。因此,运营商由于其虚拟化进程的差异,5G商用的网络架构也有较大差异。

网络目标碎片化:5G网络目标是万物互联,满足千变万化的万物互联需求。在5G网络建设初期,国内外运营商根据现网需求、品牌策略和产业链成熟度等角度,可选择不同的网络目标逐步过渡到万物互联最终目标。不同的网络目标,对5G网络部署的要求和功能需求?#19981;?#26377;相应的差异。

5G时代的核心网,其作用越来越重要,尤其是5G引入了网络切片来全面支撑运营商的商?#30340;?#24335;转型,为电信产业链的?#30001;?#21644;新的盈利模式提供了肥沃的土壤。面?#36816;?#29255;化5G商用网络,存在需求多样性、架构复杂性、演进困难等诸多挑战,作为网络控制中心的核心网,需构建“无忧”心,是运营商面临众多挑战和确保竞争优势的关键。那么如何构建“无忧”核心网呢?

极敏架构

5G初期建设,核心网采用极敏架构可满足碎片化5G网络需求。极敏架构的核心网,基于SBA+的独立服务、独立配置、独立升级、独立弹性,比传统NFV提供更灵活的网络服务的即插即用,实现用户定制网络的构建基础。主要体现在如下几个方面:

融合增强,5GC融合2/3/4G接入,对核心网做全面的软件重构。从而实现接入融合、数据融合、策略融合、转发融合。并对现网运维系?#22330;⒓品?#31995;统兼容,提供极简网络满足5G初期快速商用要求。

电信级微服务架构,采用微服务架构实现软件构建,并对其增强(如通信可靠性、通信效率等关键组件特性),使其达到电信级要求;提炼出多种公共微服务,如信令、控制路由、LB等;依托微服务关键特性(如ISSU、灰度升级等)大幅?#20154;?#20943;新业务上线时间,大幅度降低运营商OPEX。

后向平滑演进,依托3GPP定义的服务,做了更细粒度自定义服务划分,满足网络长期演进;基础设施无关性,可以快捷部署在虚机、容器或裸金属资源池中。

极宽转发

5G网络建设初期,不同部署模式或网络架构都需要极宽转发能力。虚拟化转发面按分布式设计,可线性扩展,按需满足5G爆炸式流量增长需求。针对不同主流运营商的用户面大带宽需求,可以采用硬件加速方案或软件加速方案来灵活适配。

硬件加速方案:基于标准网卡或通用智能网卡,单计算节点支持单个或多个10GE/25GE标准网卡或40GE/100GE智能加速网卡,配置大规格虚机,充分发挥网卡转发能力,最大程度利用CPU和网络资源,后续演进可换网卡不换服务器,最大带宽?#21830;?#21319;4倍,时延可从100微秒级降低到10微秒级,满足高速、低时延业务需求。

软件加速方案:基于标准网卡采用DPDK或者SR-IOV加速技术,拉齐与传统硬件成本差距。通过软件流?#23545;?#25216;术,即采用VPP设计理念,结合OpenFlow思想,细分流,针对流特性执行Action,进而实现报文高速转发,性能?#21830;?#21319;20%,成本可节约10%。

高可靠网络

5G网络初期提供eMBB服务,后续演进需要提供uRLLC和mMTC服务,因此需要保证在提供大容量网络前提下,还需要提供高可靠网络和业务零中断的用户体验。主要体现在如下几个方面:

业务处理高可靠:无状态云化架构采用统一数据存储,实现业务处理与数据分离,业务处理由N+M负荷分担替代原1+1主备,降低成本提升资源利用率;实现秒级弹缩,提升用户业务体验及网络运维可靠性。

数据存储高可靠:采用统一存储和管理,实现在线数据共享;灵活的同步机制保证数据一致性,网络QoS良好时,采用同步复制;网络QoS差时,采用异步复制。四级备份和恢复保障数据安全可靠,内存/磁阵/本地?#25165;?外部存储设备组成四保险;用户的动态数据和静态数据实时保存。

丰富容灾组网:数据存储支持N+K 地理容灾,满足不同应用场景;接入网元根据权重,在Set内灵活接管业务;多用户面?#25237;?#25511;制面混合组网,可保障任何一个网元故障,用户仍能正常接入。

自动化运维

因为碎片化5G网络建设需求,核心网需?#30001;?#35745;、部署、保障全方位提升全生命周期的自动化运维能力,通过设计工具、端到端部署、自动业务配置和测试、灰度升级、跨层告警关联RCA,提升工程、一线运维效率,降低OPEX,提升业务上线速度。

快速业务上线:通过设计工具自动生成开局脚本,包括DC资?#30784;?#32593;络、VNF、切片的HLD/LLD设计和生成;提供硬件、云平台、MANO、VNF、切片的端到端自动化部署;自动完成业务配置和测试,业务上线时间由传?#25104;?#22791;的几周降低到1天左右。

灰度升级:新老版本平滑升级和回退,保证业务的连续性;通过灵活的灰度策略,按用户群、APN、链路等逐步割接用户和业务;通过A/B测试提前发现或者降低故障对商用环境的影响。

跨层告警关联RCA:同时支持模糊匹配和精确匹配;将资源层告警进?#24515;P统?#35937;,VNF只需关心引发告警的资?#35789;?#24615;原因,如网络、内存、CPU、主机、云盘等;VNF与资源层的关联规则通过抽象的资?#35789;?#24615;打通,方便VNF与NFVI解耦。

5G核心网是支撑5G网络建设和?#24615;?G业务的关键,面对全球各主流运营商5G核心网碎片化建设需求,中兴通讯核心网产品已经在付诸?#23548;?#36890;过“无忧”心,为运营商5G建设提供了快速部署通道,构建“无忧”网络,昂首进入5G万物互联时代。

作者:陆光辉   来源:C114通信网

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