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5G網絡商用需要“無憂”心

2019年6月14日 14:46  CCTIME飛象網  作 者:陸光輝

飛象網訊 2019年是5G商用元年,全球主要運營商正在緊鑼密鼓地部署5G網絡。因為市場策略的不同、頻譜的差異等原因, 5G商用網絡初期呈現碎片化態勢,主要體現在如下三個方面:

網絡部署模式碎片化:3GPP標準為5G網絡定義了五種部署模式(Option 2、 Option 3、Option 4、Option 5和Option 7)。運營商根據自身特點和需要以及產業鏈成熟度出發,主要選擇了Option 2和Option 3兩種方式作為5G網絡商用初期的部署模式。

網絡架構碎片化:作為5G 網絡的基礎技術,NFV能幫助運營商更好地適應互聯網時代的業務部署和創新,滿足網絡架構向5G演進需求。但是,運營商在傳統核心網虛擬化進程中,由于選擇的解耦方式、用戶面軟硬加速方式、虛擬化產品等差異性,導致目前有的運營商已完成傳統EPC虛擬化改造,有的運營商還未開始商用部署。因此,運營商由于其虛擬化進程的差異,5G商用的網絡架構也有較大差異。

網絡目標碎片化:5G網絡目標是萬物互聯,滿足千變萬化的萬物互聯需求。在5G網絡建設初期,國內外運營商根據現網需求、品牌策略和產業鏈成熟度等角度,可選擇不同的網絡目標逐步過渡到萬物互聯最終目標。不同的網絡目標,對5G網絡部署的要求和功能需求也會有相應的差異。

5G時代的核心網,其作用越來越重要,尤其是5G引入了網絡切片來全面支撐運營商的商業模式轉型,為電信產業鏈的延伸和新的盈利模式提供了肥沃的土壤。面對碎片化5G商用網絡,存在需求多樣性、架構復雜性、演進困難等諸多挑戰,作為網絡控制中心的核心網,需構建“無憂”心,是運營商面臨眾多挑戰和確保競爭優勢的關鍵。那么如何構建“無憂”核心網呢?

極敏架構

5G初期建設,核心網采用極敏架構可滿足碎片化5G網絡需求。極敏架構的核心網,基于SBA+的獨立服務、獨立配置、獨立升級、獨立彈性,比傳統NFV提供更靈活的網絡服務的即插即用,實現用戶定制網絡的構建基礎。主要體現在如下幾個方面:

融合增強,5GC融合2/3/4G接入,對核心網做全面的軟件重構。從而實現接入融合、數據融合、策略融合、轉發融合。并對現網運維系統、計費系統兼容,提供極簡網絡滿足5G初期快速商用要求。

電信級微服務架構,采用微服務架構實現軟件構建,并對其增強(如通信可靠性、通信效率等關鍵組件特性),使其達到電信級要求;提煉出多種公共微服務,如信令、控制路由、LB等;依托微服務關鍵特性(如ISSU、灰度升級等)大幅度縮減新業務上線時間,大幅度降低運營商OPEX。

后向平滑演進,依托3GPP定義的服務,做了更細粒度自定義服務劃分,滿足網絡長期演進;基礎設施無關性,可以快捷部署在虛機、容器或裸金屬資源池中。

極寬轉發

5G網絡建設初期,不同部署模式或網絡架構都需要極寬轉發能力。虛擬化轉發面按分布式設計,可線性擴展,按需滿足5G爆炸式流量增長需求。針對不同主流運營商的用戶面大帶寬需求,可以采用硬件加速方案或軟件加速方案來靈活適配。

硬件加速方案:基于標準網卡或通用智能網卡,單計算節點支持單個或多個10GE/25GE標準網卡或40GE/100GE智能加速網卡,配置大規格虛機,充分發揮網卡轉發能力,最大程度利用CPU和網絡資源,后續演進可換網卡不換服務器,最大帶寬可提升4倍,時延可從100微秒級降低到10微秒級,滿足高速、低時延業務需求。

軟件加速方案:基于標準網卡采用DPDK或者SR-IOV加速技術,拉齊與傳統硬件成本差距。通過軟件流卸載技術,即采用VPP設計理念,結合OpenFlow思想,細分流,針對流特性執行Action,進而實現報文高速轉發,性能可提升20%,成本可節約10%。

高可靠網絡

5G網絡初期提供eMBB服務,后續演進需要提供uRLLC和mMTC服務,因此需要保證在提供大容量網絡前提下,還需要提供高可靠網絡和業務零中斷的用戶體驗。主要體現在如下幾個方面:

業務處理高可靠:無狀態云化架構采用統一數據存儲,實現業務處理與數據分離,業務處理由N+M負荷分擔替代原1+1主備,降低成本提升資源利用率;實現秒級彈縮,提升用戶業務體驗及網絡運維可靠性。

數據存儲高可靠:采用統一存儲和管理,實現在線數據共享;靈活的同步機制保證數據一致性,網絡QoS良好時,采用同步復制;網絡QoS差時,采用異步復制。四級備份和恢復保障數據安全可靠,內存/磁陣/本地硬盤/外部存儲設備組成四保險;用戶的動態數據和靜態數據實時保存。

豐富容災組網:數據存儲支持N+K 地理容災,滿足不同應用場景;接入網元根據權重,在Set內靈活接管業務;多用戶面和多控制面混合組網,可保障任何一個網元故障,用戶仍能正常接入。

自動化運維

因為碎片化5G網絡建設需求,核心網需從設計、部署、保障全方位提升全生命周期的自動化運維能力,通過設計工具、端到端部署、自動業務配置和測試、灰度升級、跨層告警關聯RCA,提升工程、一線運維效率,降低OPEX,提升業務上線速度。

快速業務上線:通過設計工具自動生成開局腳本,包括DC資源、網絡、VNF、切片的HLD/LLD設計和生成;提供硬件、云平臺、MANO、VNF、切片的端到端自動化部署;自動完成業務配置和測試,業務上線時間由傳統設備的幾周降低到1天左右。

灰度升級:新老版本平滑升級和回退,保證業務的連續性;通過靈活的灰度策略,按用戶群、APN、鏈路等逐步割接用戶和業務;通過A/B測試提前發現或者降低故障對商用環境的影響。

跨層告警關聯RCA:同時支持模糊匹配和精確匹配;將資源層告警進行模型抽象,VNF只需關心引發告警的資源屬性原因,如網絡、內存、CPU、主機、云盤等;VNF與資源層的關聯規則通過抽象的資源屬性打通,方便VNF與NFVI解耦。

5G核心網是支撐5G網絡建設和承載5G業務的關鍵,面對全球各主流運營商5G核心網碎片化建設需求,中興通訊核心網產品已經在付諸實踐,通過“無憂”心,為運營商5G建設提供了快速部署通道,構建“無憂”網絡,昂首進入5G萬物互聯時代。

編 輯:孫秀杰
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