5g網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解析_5g網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化更進(jìn)一步_5g網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將全面革新

　　1）5G需求與網(wǎng)絡(luò)功能映射

　　5G愿景定義了更豐富的業(yè)務(wù)場景和全新的業(yè)務(wù)指標(biāo)，5G系統(tǒng)不能囿于單純的空口技術(shù)換代和峰值速率提升，需要將需求與能力指標(biāo)要求向網(wǎng)絡(luò)側(cè)推演，明確現(xiàn)網(wǎng)挑戰(zhàn)和發(fā)展方向，通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的創(chuàng)新提供支撐，見表1。

　　表1 5G愿景、現(xiàn)網(wǎng)挑戰(zhàn)與架構(gòu)演進(jìn)方向映射

　?。?）指標(biāo)方面

　　首先，業(yè)務(wù)速率隨用戶移動和覆蓋變化而改變是移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)常識，無法提供穩(wěn)定的體驗速率支持，需要改變傳統(tǒng)的“終端一基站”一對一傳輸機(jī)制，引入聯(lián)合多站點協(xié)同來平滑和保證速率；

　　其次，毫秒級時延是另一個挑戰(zhàn)，當(dāng)前網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)服務(wù)器一般部署在網(wǎng)絡(luò)中心，受限于光傳輸速率，網(wǎng)內(nèi)傳輸時延大多是百毫秒量級，遠(yuǎn)超5G時延要求，需要盡可能將網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)服務(wù)器下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，此外，4G定義的實時業(yè)務(wù)切換中斷時間（300 ms）也無法滿足5G高實時性業(yè)務(wù)要求，這意味需要引人更高效的切換機(jī)制；

　　最后，現(xiàn)網(wǎng)限于中心轉(zhuǎn)發(fā)和單一控制的功能機(jī)制，在高吞吐量和大連接的背景下會造成更大的擁塞和過載風(fēng)險，這要求5G網(wǎng)絡(luò)控制功能更靈活，流量分布更均衡。

　?。?）運營能效方面

　　4G網(wǎng)絡(luò)主要定位在互聯(lián)網(wǎng)接入管道，長期形成了重建設(shè)、輕運維的定式，簡單化的運營手段難以適應(yīng)5G物聯(lián)網(wǎng)和垂直行業(yè)高度差異化的要求。

　　與此同時，基于專用硬件的剛性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺資源利用率低，不具備動態(tài)擴(kuò)縮容能力。這要求網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要引入互聯(lián)網(wǎng)靈活快速的服務(wù)理念和更彈性的基礎(chǔ)設(shè)施平臺。

　　2）5G網(wǎng)絡(luò)邏輯功能框架

　　5G網(wǎng)絡(luò)采用基于功能平面的框架設(shè)計，將傳統(tǒng)與網(wǎng)元綁定的網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行抽離和重組，重新劃分為3個功能平面：接入平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面（如圖1所示）。

　　圖1 5G網(wǎng)絡(luò)概要級系統(tǒng)框架

　　網(wǎng)絡(luò)功能在平面內(nèi)聚合程度更高，平面間解藕更充分。其中，控制平面主要負(fù)責(zé)生成信令控制、網(wǎng)管指令和業(yè)務(wù)編排邏輯，接入平面和數(shù)據(jù)平面主要負(fù)責(zé)執(zhí)行控制命令，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)流在接入網(wǎng)的接入與核心網(wǎng)內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)。各平面的功能概述如下。

　?。?）接入平面

　　涵蓋各種類型的基站和無線接入設(shè)備，通過增強(qiáng)的異構(gòu)基站間交互機(jī)制構(gòu)建綜合的站間拓?fù)?，通過站間實時的信息交互與資源共享實現(xiàn)更高效的協(xié)同控制，滿足不同業(yè)務(wù)場景的需求。

　　（2）控制平面

　　為5G新空口和傳統(tǒng)空口提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口?？刂泼婀δ芊纸獬杉?xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)功能組件，按照業(yè)務(wù)場景特性定制專用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)精細(xì)化網(wǎng)絡(luò)資源管控和能力開放。

　?。?）數(shù)據(jù)平面

　　核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)下沉到城域網(wǎng)匯聚層，采取分布式部署，整合分組轉(zhuǎn)發(fā)、內(nèi)容緩存和業(yè)務(wù)流加速能力，在控制平面的統(tǒng)一調(diào)度下，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)和邊緣處理。

　　3）5G基礎(chǔ)設(shè)施平臺

　　5G網(wǎng)絡(luò)將改變傳統(tǒng)基于專用硬件的剛性基礎(chǔ)設(shè)施平臺，引入互聯(lián)網(wǎng)中云計算、虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)理念，構(gòu)建跨功能平面統(tǒng)一資源管理架構(gòu)和多業(yè)務(wù)承載資源平面，全面解決傳輸服務(wù)質(zhì)量、資源可擴(kuò)展性、組網(wǎng)靈活性等基礎(chǔ)性問題。

　　網(wǎng)絡(luò)虛擬化實現(xiàn)對底層資源的統(tǒng)一“池化管理”，向上提供相互隔離的有資源保證的多租戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是網(wǎng)絡(luò)資源管理的核心技術(shù)。

　　引入這一技術(shù)理念，底層基礎(chǔ)設(shè)施能為上層租戶提供一個充分自控的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，允許用戶自定義編址、自定義拓?fù)?、自定義轉(zhuǎn)發(fā)以及自定義協(xié)議，徹底打開基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力。

　　引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)理念：

　　在控制平面，通過對網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲資源的統(tǒng)一軟件編排和動態(tài)調(diào)配，在電信網(wǎng)中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與編程能力的銜接；

　　在數(shù)據(jù)平面，通過對網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)行為進(jìn)行抽象，實現(xiàn)利用高級語言對多種轉(zhuǎn)發(fā)平臺進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和轉(zhuǎn)發(fā)流程定制，實現(xiàn)面向上層應(yīng)用和性能要求的資源優(yōu)化配置。