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2015-5-11
发表于 2017-2-7 13:49:52 |显示全部楼层
本帖最后由 老毛的通信员 于 2017-2-7 15:23 编辑

本文作者于建伟,张保华,于娟娟:中国移动通信集团河南有限公司。
卜忠贵:中国移动通信集团设计院有限公司。

本文主要讲了什么:
一引言


移动通信已经深刻地改变了人们的生活,为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,第五代移动通信(5G)系统将应运而生。


网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)是未来5G的关键技术。我们期望5G支持千倍带宽、海量连接能力、多样化的业务和用户。如此高带宽需求的灵活和可扩展的5G网络将基于虚拟化和软件定义网络技术构建,形成资源开放、适宜开发新业务的架构,更适合新业务和新应用创新。它提供从网络运营到业务服务的经济和可持续发展的模式。

本文将研究5G核心网引入NFV/SDN的分层虚拟化架构的必要性分析以及存在的问题和挑战。

二中国移动的核心网网络结构现状与演进需求
1、核心网网络结构现状


目前中国移动已经建成了一张2G/3G/4G融合的核心网络,承载中国移动的话音、短信、数据等业务。融合核心网中包含以下各域网元设备。


(1)2G/3G电路域核心网。电路域核心网支持2G/3G基本话音、短信业务,包含MSS、MGW、GMSS、GMGW、eMSC等设备。


(2)2G/3G/4G分组域核心网。分组域核心网支持用户数据上网业务,也作为VoLTE话音的网络管道,包含SGSN/MME、GGSN/SAE-GW、CG、DNS、PCRF等设备。


(3)IMS域核心网。IMS域核心网包含核心侧网元I/S/E-CSCF/BGCF、MGCF/IM-MGW、DNS,IMS AS,接入侧SBC、P-CSCF等设备。已经建成的CM-IMS网络主要承载集团客户固定接入话音业务,正在建设的VoLTE IMS网络主要负责4G话音的控制和接续,核心侧网元与CM-IMS融合组网。


(4)用户数据域。用户数据域主要指2G/3G/4G、IMS三融合HSS/HLR设备,负责对各域用户的注册、鉴权和移动性管理。

(5)信令网。信令网包含转接No.7号信令的七号信令网和转接Diameter信令消息的Diameter信令网。信令网均采用三级组网,包含转接省际信令的HSTP、HDRA设备和转接省内信令的LSTP、LDRA设备。


中国移动现网运行的核心网网元由电信设备供应商提供。厂家提供的设备硬件可分为两类,一类是厂家专用硬件,一类是通用硬件。有些网元仅包含厂家专用硬件,有些网元仅包含通用硬件,有些网元则同时包括厂家专用硬件和通用硬件。同时,厂家基于其硬件平台为中国移动定制开发相关软件功能。

2、核心网演进需求分析与技术发展现状


目前,4G网络已经投入大面积运营,各国际通信组织开始展望5G网络的愿景,需求调研和技术探索工作已经展开。5G Forum、EU-MERITS、IMT-2020、NGMN和我国的IMT-2020(5G)均已发布5G愿景白皮书。面向人和物联网的5G移动通信网,将提供多种场景下的多种应用服务,为用户提供广覆盖、高速率、低时延、低能耗的通信服务,相关网络规范的标准化计划在2020年完成。


对于支撑未来5G网络应用的需求,现有融合核心网面临以下几方面问题,核心网NFV云化演进将是解决问题的有力手段。

(1)建设部署模式


传统核心网设备由电信设备供应商提供和集成,软硬件均为厂家定制设备,不具备通用性,网络的规划、设备的采购、建设实施通常以年为周期。现有架构的网络的建设周期、需求响应速度、网络资源调配能力均无法满足移动互联网和5G时代海量的、变化的业务应用需求。


NFV核心网资源池的集中建设将促进各网元系统的硬件资源共享,功能模块的软件化部署将加快各网元的需求相应速度,减少建设交付周期。

(2)5G网络分片需求


5G网络将支持网络分片功能,为不同的用户和业务虚拟专用的网络资源。目前的接入网、传输网、承载网、核心网、业务网,相互独立的烟囱式建设方式,无法为用户提供端到端的资源预留和服务质量保障。


各网络系统的虚拟化、分层化演进,将使网络信息传送能力的统一控制得以实现。

(3)多节点控制问题


目前各网络网元的控制和承载紧密耦合,不同网络的不同系统接受不同控制中心的控制策略。MME、HSS、SPR、PCRF、HSS按照各自规范对同一通信行为的不同层面进行管理,无法相互协同工作制定统一的资费和资源保障策略。


NFV/SDN架构的引入,控制承载进一步分离,各系统同平台部署,系统互通和协同工作更为方便。


中国移动通信集团公司已经开始NFV网络部署的技术探索和网络试点,基于云架构的融合通信RCS平台已在南方基地部署应用。各设备厂商已提供NFV架构的IMS域控制类网元(CSCF/BGCF、AS)产品,并将参与集团公司在山东、河北、陕西、安徽的现网试点验证工作。
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具体包括(1)改造价值高
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障。
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总结

本文通过对核心网向NFV架构演进的研究探讨,分析核心网支持5G业务的能力需求,得出以下几点结论:

(1)现有移动核心网在网络部署方式、控制功能分散和提供网络分片能力方面无法满足5G业务发展的需求;

(2)面向5G网络“三朵云”的目标架构,按照“现网设备云化演进”和“控制功能重构”两个步骤实现5G核心网演进升级;

(3)5G核心网的局点设置应形成“业务控制集中,业务处理下放”的扁平格局;

(4)5G云化核心网的部署,将在演进过渡期组网、网络安全、运营机制方面带来挑战和变革,需深入分析、积极应对。

面向5G的NFV核心网演进方案研究》。









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发表于 2017-2-19 20:46:24 |显示全部楼层
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