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服务驱动的5G架构旨在灵活高效的满足多种移动服务的要求,在SDN和NFV技术的助力之下,5G的接入、传输、核心网都向云化的方向发展。云化为各种各样的5G服务带来更好的支持,使E2E网络切片技术、按需部署服务锚、网络功能组件化成为可能。
如图1所示,从层次角度来看,该服务驱动的云本地5G架构主要包含
CloudRAN、传输网、核心网、切片服务层
。CloudRAN包含站点和移动云引擎(MCE),RAN实时部分协调了不同的接入标准和不同的站点,RAN非实时部分主要实现多连接。策略控制数据和统一用户数据数据主要存在于核心网侧。基于组件的控制平面和可编程的数据平面使得网络可以按照不同的服务需求选择对应的控制平面和用户平面功能。传输网络包含SDN控制器和当前的转发节点。SDN控制器基于当前的拓扑和服务需求生成特定的数据转发路径。网络结构的最高层实现E2E自动化切片和网络资源管理。
白皮书主要从四个部分来介绍其5G核心网解决方案:
☘ 基于数据中心(DCs)来构建物理网络,同时引进E2E网络切片来满足各种服务;
☘ 基于移动云引擎(Mobile Cloud Engine,MCE)构建CloudRAN;
☘ 基于用户/控制平面分离实现5G核心网,实现基于组件的控制面和可编程的用户平面,并辅以统一的数据库管理;
☘ 以服务为导向的网络自创建(Service Oriented Network Auto Creation,SONAC),利用软件定义拓扑(software-defined topology,SDT)、软件定义协议(software-defined protocol,SDP)和软件定义资源分配(software-defined resource allocation,SDRA)等技术来保证服务部署、资源调度和错误恢复的自动化实现。
接下来对这四个方面进行详细介绍。
A.基于DCs的物理基础架构
如图2,基于NFV和SDN,未来网络架构的物理基础设施将会包括站点和三层DCs。站点会以宏基站、微基站、微微基站的形式支持5G、LTE和WIFI等多种模式,这些功能对计算能力和时间性能要求很高,构成RAN的实时功能,需要专用的硬件设备加以支持。三层云DC包含计算和存储资源,底层名为central office DC,距离基站侧有相当近的距离;第二层为local DC,最上层为regional DC。
服务需求类型不同,部署缓存的位置也不同。eMBB切片对带宽具有很高要求,因此倾向于在local DC的移动云引擎中部署缓存,以此来提供高速服务,从而减少对骨干网的带宽要求。无人驾驶、远程管理等uRLLC切片对时延有严格要求,因此RAN实时和非实时处理功能单元必须部署在尽量靠近基站侧,V2X服务器和服务网关部署在central office DC的移动云引擎中,控制平面功能部署在local DC和regional DC中。mMTC切片不需要大量和高频的数据交互,因此可以部署在local DC的移动云引擎,其他额外功能和应用服务器可以部署在regional DC。