SDN在5G移动网络架构中的应用.docx

《SDN在5G移动网络架构中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SDN在5G移动网络架构中的应用.docx（8页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、数字交换题目：SDN在5G移动通信网络架构中的应用组员：黄志强、历晶晶、焉慧敏、向天际、蔡佶昊授课老师：岳猛分工状况：文献综述：黄志强、历晶晶PPT制作：焉慈敏、向天际演讲展示：蔡佶昊SDN在5G移动通信网络架构中的应用【摘要】现代信息技术和网络技术的融合与发展对使得移动通信技术的覆盖率与应用率更高，渐渐深化人们的生活与工作中。当前4G通信技术日益普及和广泛,提高了信息的传输速度，信息存储容量也更大。同时，用户对移动通信的服务供应出了更高的要求，也可满意人们多元化的通信需求.E软件定义网络以及网络功能虚拟化是当前业界探讨的重点，为r实现移动通信网络架构的优化，须要对当前网络中存在的问题进行总结

2、，充分发挥出SDN.NFV的技术优势，而基于SDN和NFV建立的5G移动通信网络架构发挥其技术优势,促进了通信技术的发展，为人们供应便利。【关催词】：移动网络：信息技术：SND：5G：网络架构：一、SDN技术分析SDN是由斯坦福高校的探讨者提出的，运营商希望在解决现有网络饿件设备困难、笨拙、创新应用困难及不利于扩展等问题的同时，能够最大限度地利用他们已有的网络，以爱护投资。为此提出了网络功能虚拟化的概念，通过运用基于行业标准的x86服务罂、存储和交换机等通用性硬件，来取代通信网的那些私有专用的网元设备，基丁这些通用设备，采纳虚拟化技术，把多种网元设备的功能通过软件来实现。在SDR中网络限制功能

3、与编程软件是相互独立，所以底层基础设施可以将抽象地认定为应用程序和网络设施，网络是逻辑或者是虚拟存在的.如图2所示SDN架构，而网络智能功能均集中于SDN限制器中。企业以及运营商在接受了SDN限制器的指令后便可对网络进行管控，无需通过协议标准的接口进行限制。随着SDN限制器和网络应用的发展，APl协议统.应用于商业时不会受到配置的限制，网络服务以及网络性能可正常运营.图I-ISND与传统网络架构1. SDN的进展在业界的共同参加下，以SDN/NFV为代表的云化网络正面临着日新月异的改变，卜面从标准化、设备和解决方案、运营商实践等几个方面探讨一SDN和NFV的进展。目前，我国的通信标准化协会（C

4、CSA）也与时俱进，在国内主导SDN,NFV标准化工作.已经在多个TC开展了SDN/NFV的探讨工作，主要涉及TCI、TC3、TC5、TC6等。其中在TC3卜特设了SVN探讨组，目前重点聚焦对于基于SDN的智能管道技术和基于虚拟化的核心网的探讨，方面从网络架构上保持对全局的把握，另一方面从详细实现上找寻云化网络的落地点.在SDN核心部件限制器的软件实现上。目前呈现出多元化发展的势头。虽然多数厂商采纳开源代码，并基于通用硬件实现，但在软件的功能上并不完全开放，只有少部分商业代码（收费）才能供应完整的功能集，因此仍旧存在肯定的封闭性：同时，对限制器性能的调优（如底以硬件和开发代码/语言的协作）。也

5、须要借助厂商自身的馁件系统实现，纯粹基于标准x86的限制器往往难以达到电信级要求，短区无法统一。在国内，中国电信成立了集团级的云计算重点试脸室，以云数据中心为切入点，探究SDN技术，希里借此解决公平台网络资源池的功能、性能、平安性、扩展性等核心问题，针对营商数据中心需求设计限制器，可支持多租户网络、虚拟防火墙等典型网络服务。中国移动和中国联通也结合自身的需求，分别提出了SDN2.0和SCN（servicecustomizednetwork）的概念,将相关技术从试验室推向现网。2. SDN面临的挑战作为一个新兴事物，SDN不行能是尽善尽美的。在其逐步探讨和试验部署的过程中，也发觉了一些值得关注的

6、问题，亟待探讨解决。概括来说，SDN当前面临如下六大挑梭。I）接口/悔议标准化的问题:2）平安性的问题：3）SDN设备的关犍性能:4） SDN的集中限制理念：5）互操作性方面的问题：6）不能很好地满意云计算服芬网络需求。3. SDN的优势在现在的网络框架中，技术依据不Im的网络需求进行不同的调整，路由器、交换机、防火墙等相应的网络设备配巴步骤繁琐，容错率低，已经满意不了互联网业务瞬息万变的的状况，须要更为敏捷灵敏的网络来进行相应的反应。SDN技术可以分别出网络设备的限制权，集中限制，这样就避开了对路由港、交换机等底层网络设备的依旅，也就消退了底乂网络设备对于网络带来的差异。用户可以实现随意自定

7、义的网络路由与传输策略，对于集中限制的网络设备进行管理，大大提高了敏捷性。卬而且网络进行SDN技术升级后，网络节点的路由器可以不用再反发的进行配置.仅仅须要运用时制定好简洁的网络应用规则比如：假如不喜爱路由幽本身臼带的内置相关协议，就可以自己通过编程对其进行规则写，不用上阶网络设备无怯识别的问题，从而可以更好的交换数据。另外，在传统网络中，网络的带宽使肯定的，但是经过SDN技术处理后，可以将流量整理，临时使网络的“管道”更粗一些，也就加大r带宽，这就使作为“管道”的网络有r更大的发展余地。在以后的大数据时代，云存:储的业务模型可以简洁处理为“云端-管路-用户端”，那么SDN技术将是“管路”这一

8、环节的重要技术支撑。二、5G移动网络技术概括1. 5G网络的发呈现状和存在的问题当前移动通信网络发展面临的挑战，主要是移动通信市场及用户、业务需求的爆破式增长同当前移动通信网络技术实力无法达到的冲突。更的用户体险速度及峰值速度，将来技术目标要求用户体验速度及峰值速度为当前4G技术实力所能达到的用户体验速度的IO倍以上。更低的时延及更高的牢兼性，物联网、车联网等对网络时延及牢靠性提出了更加苛刻的要求，要求达到亳秒级的接人要求。低功耗大连接，面对车联网、环境监测、才智城市、传感器等物联网应用，对移动终端的续航实力要求很高，要求低功耗大连接。移动宽带需求，热点高容量，虚拟现实、增加现实、超高清3D视

9、频等。连续广域圈养，如广域覆盖、高铁、快速路等，目前的移动通信网络在移动速度上存在技术瓶颈。卬应对不同场景，更高体验速率、更低端到端时延、海地连接终端、更低单位比特成本，4G技术已经无法达到相关应用指标。须要基于颠湿性的技术以解决,5G网络及其关键技术应运而生。依据对5G的需求分析，NGMN给出5G网络的设计原则，详细可归结为以下几点：1）采纳成本高效的密集布置：2）支持动态的无线拓扑：3）简洁化核心网络，例如采纳SDN技术；4）采纳网络分片提高系统的柔性功能和实力：5）激励价值创建，降低新业务部署的困难度：6）爱护用户的隐私：7）荷化运维和管理。基丁这些设计原则.NGMN提出/基于SDN、N

10、FV（网络功能虚拟化和云计兑等先进技术的5G网络架构，实现了以用户为中心的更敏捷、智能、高效和开放的5G新型网络JC2. 5G网络关键技术为应对将来移动互联网及物联网发展导致的数据流量及移动终端数搔指数级增长趋势，解决当前移动通信网络针对将来需求所面临的问题和挑极，对5G网络及其关键技术的探讨燃眉之急，主要包括超密集组网技术、大规模天线技术、终端直通技术（D2D）、Zi基站架构等，实现热点高容量覆盖、低时延高牢靠、定功耗大连接、连续广覆盖的新型移动通信网络。8）场景应用技术超密集组网技术，主要基于超密集异构网络,宏微协同和凹凸领段协作组网，利用宏站与微站，低频与高频的各自优势，提升系统性能；多

11、个节点形成虚拟小区：混合分层部署，楼层内形成虚拟小区，宏站供应楼层间、楼宇间移动性管理,高频通信技术。移动通信不断发展，而用于移动通信的频段资源现状是，低频段通信带宽资源有限，趋近饱和.将来用手移动通信网络的无线频谱资源须要显著增加，并将主要聚焦于获得新的授权型频谱、发展基于非授权频谱的移动通信、并须要大力发展高频段（比如塞米波）移动通信。高频段资源丰富的可用频谱资源，带宽可达到2以上，简洁实现极高速短距离通信，能够满意5G容量和传输速率的需求“但高频段信道传播特性也确定/其路径损耗大，随着频率的增高，路径损耗随之增加，如60GHZ路径损耗比5GHZ高出20多dB。同时，空气汲取造成额外的损耗

12、。这些都是5G通信须要解决的问题。9）无线传输技术大规模MIMO技术是运用数域浩大的天线组成天线阵列来进行无线信号的发送和接收，由于天线数目的显著增加，形成3DMIMO天线。通过天线数目的增加，可以成倍提升系统频谱效率:新增垂直维度可以降低小区间干扰，通过水平和垂直维度区分更多用户，同时同频服务更多用户，提升系统性能及容址，部署敏捷，3D-MIMO下倾角度可以动态调整，实现发盖范围的动态调整。大规模MIMO技术是无线传输技术发展的又一里程碑,是应对数据业务爆炸性增长的有效手段。它可广泛应用于高楼场比、室内分布系统场景、城市置盖等。10）网络架构技术5G的网络架构获得了广泛认同，一个是接入网采纳

13、异构接入混合组网方式,另一个是转发面扁平化，业务数据流从接人侧就近转发。NFV/SDN驱动网元功能和网络连接的变革与创新，促进形成满意5G需求的全新网络基册环境。三、基于SDN的5G移动通信网络架构设计基于SDN、NFV建立的5G通信网络架构如图3-1所示，其设计思路如下:fine图3-1SND/NFV网络架构图1 .网元功能分解当前的通信网络较为封闭，部分功能重复，须要对现有的通信网络架构进行优化，并对网络功能进行梳理。为了实现限制与转发的分别，并进行软件与硬件的解耦，将限制功能设嵬与SDN限制器上，转发面依据当前标准的通用转发设备进行信息传送，从而降低成本。限制面板和转发而须要进行扩容以及

14、升级，网路架构功能运行更加高效，调控更加敏捷.对软硬件进行解耦，可以使得网元设备的功能模块更加独立，实现了虚拟化。各功能可以通过软件予以实现，接口标准化，运行高性能，可以建立在X86通用硬件平台上对设备进行优化组合，削减设备的投入金额。2 .网络功能抽象对当前个网元功能进行分斛，须要进行共性提取和总结，对逻辑架构进行抽象的概括与封装处理，细化功能模块，但是经过分解后处理后的接口以及协议也会更加用雄，对于现有网元内部各接口进行合理部署，而接口的私有化、软件化和组件化，也使得运营商的业务部署更加的便利。网络功能抽象,各功能模块可以采纳API接口并依据现行的标准进行重组，将新的网元功能以全网视图的形

15、势进行展示，并结合全部的上下文，对业务需求进行粽合考量，为用户供应业务数据流传输服务，可对网络终端的数据流进行合理处理，提高网络服务质量，发挥资源的利用价值。例如，不同的接入系统，移动性管理也存在共同之处，主要功能有切换管理、合法侦听、跟踪与寻呼、网络边缘设备选择，为面时异构接入系统的融合流移动性管理功能的实现奠定了基础。3 .网络功能重构对于开放接口的各功能子模块进行重新组合，实现功能、组件的独立运行，对于新增加的业务进行深度开发，并对功能模块进行性能检测，实现功能的拓展。此类资源共享并且基石现有业务需求进行重新组合，对业务需求进行部署，弹性伸缩，对故障进行隔离，实现故障的自动处理。移动通信

16、网络可以充分发挥出IT技术的优势，5G时代的网络架构不能局限于传统架构的约束，可通过虚拟化技术进行分析。模块化的功能组件、开放的APl接口,可以依据业务的实际要求进行模块组合，可以针时某类业务或者是某个用户的业务数据流的特别耍求供应相应的网络资源。模块的划分和歪构实现了现有网络的功能，同时也具有减持冗余功能。例如，某些功能模块以及业务达到了肯定的运用期限，可以刚好退市。现有电路交换机具有2000多个功能，而实际运用中只发挥出1%的作用，模块化的运行模式下，运营商可以依据特性化的发展需求以及经营策略对投资进行优化配置，削减成本，并削减冗余。四、将SDN和NFV引入5G网络架构所带来的好处SDN作为一种网络创新架构，具有以下显著特点：1）限制与转发分别：2）限制集中化：