飛象網(wǎng)訊 2019年是5G商用元年，全球主要運(yùn)營商正在緊鑼密鼓地部署5G網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)槭袌?chǎng)策略的不同、頻譜的差異等原因， 5G商用網(wǎng)絡(luò)初期呈現(xiàn)碎片化態(tài)勢(shì)，主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：
網(wǎng)絡(luò)部署模式碎片化：3GPP標(biāo)準(zhǔn)為5G網(wǎng)絡(luò)定義了五種部署模式（Option 2、 Option 3、Option 4、Option 5和Option 7）。運(yùn)營商根據(jù)自身特點(diǎn)和需要以及產(chǎn)業(yè)鏈成熟度出發(fā)，主要選擇了Option 2和Option 3兩種方式作為5G網(wǎng)絡(luò)商用初期的部署模式。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)碎片化：作為5G 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)，NFV能幫助運(yùn)營商更好地適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的業(yè)務(wù)部署和創(chuàng)新，滿足網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向5G演進(jìn)需求。但是，運(yùn)營商在傳統(tǒng)核心網(wǎng)虛擬化進(jìn)程中，由于選擇的解耦方式、用戶面軟硬加速方式、虛擬化產(chǎn)品等差異性，導(dǎo)致目前有的運(yùn)營商已完成傳統(tǒng)EPC虛擬化改造，有的運(yùn)營商還未開始商用部署。因此，運(yùn)營商由于其虛擬化進(jìn)程的差異，5G商用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也有較大差異。
網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)碎片化：5G網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)是萬物互聯(lián)，滿足千變?nèi)f化的萬物互聯(lián)需求。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，國內(nèi)外運(yùn)營商根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)需求、品牌策略和產(chǎn)業(yè)鏈成熟度等角度，可選擇不同的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)逐步過渡到萬物互聯(lián)最終目標(biāo)。不同的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)部署的要求和功能需求也會(huì)有相應(yīng)的差異。
5G時(shí)代的核心網(wǎng)，其作用越來越重要，尤其是5G引入了網(wǎng)絡(luò)切片來全面支撐運(yùn)營商的商業(yè)模式轉(zhuǎn)型，為電信產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和新的盈利模式提供了肥沃的土壤。面對(duì)碎片化5G商用網(wǎng)絡(luò)，存在需求多樣性、架構(gòu)復(fù)雜性、演進(jìn)困難等諸多挑戰(zhàn)，作為網(wǎng)絡(luò)控制中心的核心網(wǎng)，需構(gòu)建“無憂”心，是運(yùn)營商面臨眾多挑戰(zhàn)和確保競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。那么如何構(gòu)建“無憂”核心網(wǎng)呢？
● 極敏架構(gòu)
5G初期建設(shè)，核心網(wǎng)采用極敏架構(gòu)可滿足碎片化5G網(wǎng)絡(luò)需求。極敏架構(gòu)的核心網(wǎng)，基于SBA+的獨(dú)立服務(wù)、獨(dú)立配置、獨(dú)立升級(jí)、獨(dú)立彈性，比傳統(tǒng)NFV提供更靈活的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的即插即用，實(shí)現(xiàn)用戶定制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建基礎(chǔ)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
融合增強(qiáng)，5GC融合2/3/4G接入，對(duì)核心網(wǎng)做全面的軟件重構(gòu)。從而實(shí)現(xiàn)接入融合、數(shù)據(jù)融合、策略融合、轉(zhuǎn)發(fā)融合。并對(duì)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)兼容，提供極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)滿足5G初期快速商用要求。
電信級(jí)微服務(wù)架構(gòu)，采用微服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)軟件構(gòu)建，并對(duì)其增強(qiáng)（如通信可靠性、通信效率等關(guān)鍵組件特性），使其達(dá)到電信級(jí)要求；提煉出多種公共微服務(wù)，如信令、控制路由、LB等；依托微服務(wù)關(guān)鍵特性（如ISSU、灰度升級(jí)等）大幅度縮減新業(yè)務(wù)上線時(shí)間，大幅度降低運(yùn)營商OPEX。
后向平滑演進(jìn)，依托3GPP定義的服務(wù)，做了更細(xì)粒度自定義服務(wù)劃分，滿足網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期演進(jìn)；基礎(chǔ)設(shè)施無關(guān)性，可以快捷部署在虛機(jī)、容器或裸金屬資源池中。
● 極寬轉(zhuǎn)發(fā)
5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，不同部署模式或網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都需要極寬轉(zhuǎn)發(fā)能力。虛擬化轉(zhuǎn)發(fā)面按分布式設(shè)計(jì)，可線性擴(kuò)展，按需滿足5G爆炸式流量增長(zhǎng)需求。針對(duì)不同主流運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡或通用智能網(wǎng)卡，單計(jì)算節(jié)點(diǎn)支持單個(gè)或多個(gè)10GE/25GE標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡或40GE/100GE智能加速網(wǎng)卡，配置大規(guī)格虛機(jī)，充分發(fā)揮網(wǎng)卡轉(zhuǎn)發(fā)能力，最大程度利用CPU和網(wǎng)絡(luò)資源，后續(xù)演進(jìn)可換網(wǎng)卡不換服務(wù)器，最大帶寬可提升4倍，時(shí)延可從100微秒級(jí)降低到10微秒級(jí)，滿足高速、低時(shí)延業(yè)務(wù)需求。
軟件加速方案：基于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡采用DPDK或者SR-IOV加速技術(shù)，拉齊與傳統(tǒng)硬件成本差距。通過軟件流卸載技術(shù)，即采用VPP設(shè)計(jì)理念，結(jié)合OpenFlow思想，細(xì)分流，針對(duì)流特性執(zhí)行Action，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)報(bào)文高速轉(zhuǎn)發(fā)，性能可提升20%，成本可節(jié)約10%。
● 高可靠網(wǎng)絡(luò)
5G網(wǎng)絡(luò)初期提供eMBB服務(wù)，后續(xù)演進(jìn)需要提供uRLLC和mMTC服務(wù)，因此需要保證在提供大容量網(wǎng)絡(luò)前提下，還需要提供高可靠網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)零中斷的用戶體驗(yàn)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
業(yè)務(wù)處理高可靠：無狀態(tài)云化架構(gòu)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理與數(shù)據(jù)分離，業(yè)務(wù)處理由N+M負(fù)荷分擔(dān)替代原1+1主備，降低成本提升資源利用率；實(shí)現(xiàn)秒級(jí)彈縮，提升用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維可靠性。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高可靠：采用統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)共享；靈活的同步機(jī)制保證數(shù)據(jù)一致性，網(wǎng)絡(luò)QoS良好時(shí)，采用同步復(fù)制；網(wǎng)絡(luò)QoS差時(shí)，采用異步復(fù)制。四級(jí)備份和恢復(fù)保障數(shù)據(jù)安全可靠，內(nèi)存/磁陣/本地硬盤/外部存儲(chǔ)設(shè)備組成四保險(xiǎn)；用戶的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存。
豐富容災(zāi)組網(wǎng)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)支持N+K 地理容災(zāi)，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景；接入網(wǎng)元根據(jù)權(quán)重，在Set內(nèi)靈活接管業(yè)務(wù)；多用戶面和多控制面混合組網(wǎng)，可保障任何一個(gè)網(wǎng)元故障，用戶仍能正常接入。
● 自動(dòng)化運(yùn)維
因?yàn)樗槠?G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，核心網(wǎng)需從設(shè)計(jì)、部署、保障全方位提升全生命周期的自動(dòng)化運(yùn)維能力，通過設(shè)計(jì)工具、端到端部署、自動(dòng)業(yè)務(wù)配置和測(cè)試、灰度升級(jí)、跨層告警關(guān)聯(lián)RCA，提升工程、一線運(yùn)維效率，降低OPEX，提升業(yè)務(wù)上線速度。
快速業(yè)務(wù)上線：通過設(shè)計(jì)工具自動(dòng)生成開局腳本，包括DC資源、網(wǎng)絡(luò)、VNF、切片的HLD/LLD設(shè)計(jì)和生成；提供硬件、云平臺(tái)、MANO、VNF、切片的端到端自動(dòng)化部署；自動(dòng)完成業(yè)務(wù)配置和測(cè)試，業(yè)務(wù)上線時(shí)間由傳統(tǒng)設(shè)備的幾周降低到1天左右。
灰度升級(jí)：新老版本平滑升級(jí)和回退，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)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(yè)務(wù)；通過A/B測(cè)試提前發(fā)現(xiàn)或者降低故障對(duì)商用環(huán)境的影響。
跨層告警關(guān)聯(lián)RCA：同時(shí)支持模糊匹配和精確匹配；將資源層告警進(jìn)行模型抽象，VNF只需關(guān)心引發(fā)告警的資源屬性原因，如網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、CPU、主機(jī)、云盤等；VNF與資源層的關(guān)聯(lián)規(guī)則通過抽象的資源屬性打通，方便VNF與NFVI解耦。
5G核心網(wǎng)是支撐5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和承載5G業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，面對(duì)全球各主流運(yùn)營商5G核心網(wǎng)碎片化建設(shè)需求，中興通訊核心網(wǎng)產(chǎn)品已經(jīng)在付諸實(shí)踐，通過“無憂”心，為運(yùn)營商5G建設(shè)提供了快速部署通道，構(gòu)建“無憂”網(wǎng)絡(luò)，昂首進(jìn)入5G萬物互聯(lián)時(shí)代。
