邵琳

摘要：隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)手段的不斷發(fā)展與革新，促使我國科技水平有了進一步的提升，其中移動通信技術(shù)的發(fā)展便格為突出，當前，我國已逐漸進入第五代通信移動技術(shù)時代。相比于4G通信，5G的傳輸性能各方面性能都有較大的提升。但同時，隨著社會生活水平的逐漸提升，人們對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性以及時效性等方面也有了更高的要求?；谝陨嫌^點，本文對5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵以及使用價值進行分析闡述，進而對5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池的基本架構(gòu)進行分析研究，對5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署所需條件進行探討，旨在幫助相關(guān)人員進一步熟悉5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署的策相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：5G移動網(wǎng)絡(luò);核心網(wǎng);虛擬化;云資源池

引言：2021年1月，中國移動與中國廣電兩大行業(yè)代表，在首都北京對“5G戰(zhàn)略”的共同合作協(xié)議進行簽署，宣布雙方將發(fā)揮各自優(yōu)勢，計劃在2021年至2022年內(nèi)建設(shè)48萬700MHz 5G站點，實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，一同打造“網(wǎng)絡(luò)+內(nèi)容”的生態(tài)形式，并促進5G網(wǎng)絡(luò)的高效覆蓋，從而切實提升人民百姓的生活質(zhì)量，促進現(xiàn)代化數(shù)字化社會的進一步發(fā)展。由此可見，5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)對當前社會進步的重要價值。同時，第五代通信移動技術(shù)其內(nèi)部各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及層次設(shè)計都具有較高的科學(xué)水平，發(fā)展前景相當廣闊，需要相關(guān)行業(yè)的工作人員對第五代通信技術(shù)進行深度的分析測試，從而促使第五代通信移動技術(shù)更好地被廣大人民群眾所使用，并且促使我國第五代通信移動技術(shù)能夠走在國際前沿。基于以上觀點，對第五代通信移動技術(shù)的內(nèi)涵以及第五代通信技術(shù)的使用價值進行分析，進而對5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池的基本架構(gòu)及5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署所需條件進行探究，是一項建設(shè)性的研究課題。

1. 5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵及使用價值

1.1 5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵

5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（5th Generation Mobile Communication Technology）又稱5G，是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流趨勢之一。5G相對于4G而言，其運轉(zhuǎn)速率高、網(wǎng)絡(luò)延時率低，同時還能做到一定程度上的能量節(jié)約，提高網(wǎng)絡(luò)各設(shè)施設(shè)備的容量儲備，是實現(xiàn)人機物間互相連接的一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，同時，也是屬于采用蜂窩無線組網(wǎng)方式進行網(wǎng)絡(luò)連接的先進技術(shù)。隨著社會經(jīng)濟形勢的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量水平不斷提高，相應(yīng)地，對網(wǎng)速的要求也在不斷增加。因此，5G網(wǎng)絡(luò)憑借自身網(wǎng)速快、傳輸效率高等優(yōu)勢，目前其技術(shù)應(yīng)用范圍正在不斷的擴張。5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅可以促進用戶個人網(wǎng)絡(luò)的提升，時，還可以提高各行各業(yè)企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)工作效率。根據(jù)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的測試計算顯示，5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論上的最高傳輸速度高達10Gpbs，即125GB/s，足以滿足各類高清視頻，以及AR/VR等虛擬顯示技術(shù)的大數(shù)據(jù)傳輸。并且在連續(xù)性的廣域覆蓋以及高速移動下，用戶使用的體驗網(wǎng)速也達到100Mbit/s.

1.2 5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用價值

第五代通信移動技術(shù)的主要優(yōu)勢之一，便是在進行數(shù)據(jù)信息傳輸時，其效率要遠遠高于以往的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。第五代通信移動技術(shù)的最大傳播速度可達 10Gbit/s。并據(jù)相關(guān)調(diào)查資料顯示，第五代通信移動技術(shù)相比于4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其傳播速率要快將近一百倍。處于聯(lián)合國專門機構(gòu)之一的國際通信聯(lián)盟（International Telecommunication?Union?-- ITU）將第五代通信移動技術(shù)的三大應(yīng)用場景進行了闡述，其分別是增強移動網(wǎng)絡(luò)（eMBB）、超高可靠低延時通信（uRLLC），以及海量機器類通信（mMTC）[1]。其中，eMBB主要是為移動互聯(lián)網(wǎng)的用戶提供更加極速的應(yīng)用體驗。而uRLLC的面向?qū)ο?，主要是制造工業(yè)的控制端，以及利用遠程通信和信息技術(shù)提供臨床保健的遠程醫(yī)療，或自動駕駛等延時性及保障性能要求較高的行業(yè)進行服務(wù)[2]。mMTC則主要是面向需要各類信息技術(shù)及創(chuàng)新概念的智慧城市創(chuàng)設(shè)，為促進自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境監(jiān)測，及智能家具等對傳感技術(shù)及信息數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求較高的應(yīng)用提供支持。除此之外，第五代通信移動技術(shù)還在教育領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，例如，借助第五代通信移動技術(shù)在校內(nèi)進行VR教學(xué)，可以進一步提升投播畫面的傳輸效率，從而更好地提升教育教學(xué)的質(zhì)量。在文化旅游領(lǐng)域中，相關(guān)從業(yè)者可借助第五代信息移動通信技術(shù)進行展館內(nèi)文物的全息細節(jié)展示，或進行5G+AR的文物修復(fù)，從而更好促使文化及旅游行業(yè)進入現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的快道之中。

2.5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池的基本架構(gòu)

2.1 架構(gòu)規(guī)劃

5G云資源池在實際的設(shè)計過程當中，需要多個方面的基礎(chǔ)基礎(chǔ)以及配套機構(gòu)的配合支持[3]。其中，網(wǎng)絡(luò)虛擬化結(jié)構(gòu)NFV的標準架構(gòu)是由歐洲典型標準化協(xié)會提出來的。網(wǎng)絡(luò)虛擬化結(jié)構(gòu)的標準機構(gòu)主要包括以下幾部分組成，首先，是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施（NFVI），其次是虛擬網(wǎng)絡(luò)功能及服務(wù)（VNF and services），最后一部分是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化管理以及編排（NFV-MANO）。將此標準架構(gòu)應(yīng)用至通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當中時，會產(chǎn)生借助DC資源池的中心分層網(wǎng)絡(luò)，并且所有網(wǎng)絡(luò)信息處理都是在此基礎(chǔ)之上對信息進行網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，從而將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)單位以及中心的網(wǎng)絡(luò)組織形式進行了轉(zhuǎn)變。同時，在DC資源池在進行實際的部署時，則需要對互聯(lián)網(wǎng)中的架層級以及不同類型的用戶進行網(wǎng)絡(luò)運用時，對網(wǎng)速的不同需求。一般而言，DC資源池需要設(shè)置出三層，分別是區(qū)域DC、邊緣DC以及介入AP，分別用在設(shè)置部署較為集中、設(shè)置部署較為分散，以及對最終的使用信息進行最后的網(wǎng)絡(luò)介入當中[4]。

2.2 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)云的應(yīng)用

5G核心網(wǎng)絡(luò)的各類元素及設(shè)備在實際的構(gòu)建過程中，需要依照分布在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的云數(shù)據(jù)中心以及分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣的云數(shù)據(jù)中心進行搭建。因為其中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)實際情況搭建在相對較低的網(wǎng)絡(luò)接入口上。并且，其中分布在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的設(shè)施設(shè)備，能夠支持運行第五代通信移動技術(shù)當中的部分核心網(wǎng)控制面單元。第五代通信移動技術(shù)中的UDM網(wǎng)元和PCF網(wǎng)元，以及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化中的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，能將大量的終端用戶的信息進行有效存儲，并且，還能對網(wǎng)絡(luò)傳輸信息進行全程的實施檢測，因此，此技術(shù)的運行對網(wǎng)絡(luò)信息的存儲容量有較大的要求，需要對其采用分布式存儲技術(shù)進行支持[5]。其次，網(wǎng)絡(luò)流量的傳流方向往往是以東西流量為主要方式，在SDN集中式的管理思路當中，能夠?qū)FV的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備服務(wù)站點進行有效的深化，因而能進一步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的及時檢測，同時，也能按照實時的流量傳輸進行實時性的調(diào)節(jié)，從而更好對網(wǎng)絡(luò)流量進行均分的分布設(shè)置。最后，對處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的云數(shù)據(jù)NFV基礎(chǔ)設(shè)置設(shè)備所支持的5G核心網(wǎng)，需要對UPF的流量進行實時接入并整理，并設(shè)施相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)提速設(shè)施設(shè)備，從而保證流量的南北方向，更好的保障網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的有效鏈接。并且，在這過程中，需要重視對物理以及虛擬相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)方案進行科學(xué)的計劃安排，從而為信息的順利傳送提供強有力的保障[6]。

3. 5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署所需條件

3.1設(shè)計原則

核心網(wǎng)虛擬化又被稱為網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，即NFV，其主要是借助英特爾X86等通用硬件進行運行。同時，5G移動核心網(wǎng)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置需要在Cloud CONPUTATIO Center（云計算中心）的虛擬化資源池當中，轉(zhuǎn)化成為網(wǎng)絡(luò)云機房。對于網(wǎng)絡(luò)云機房而言，其需要對系統(tǒng)的良好運行提供有效的保障，并對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行提供強有力的支持，擁有相對完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。同時，網(wǎng)絡(luò)云機房還應(yīng)擁有一定量的出口寬帶資源，從而為內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)安保提供完善的管理。一般來說，進行網(wǎng)絡(luò)虛擬化計劃設(shè)置時，需要遵從一下幾方面原則，首先，運營性。在對網(wǎng)絡(luò)云機房進行系統(tǒng)設(shè)計時，要切實保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建后的可運營性。其次，靈活性。因為第五代通信移動技術(shù)所需承載的信息數(shù)據(jù)形式多樣，包括音頻、圖文等各方面，因此在進行網(wǎng)絡(luò)虛擬化設(shè)計時，需要針對不同形式的信息數(shù)據(jù)進行針對性的處理，保證各類數(shù)據(jù)信息的有效傳遞。再次，可靠性。第五代通信移動技術(shù)的順利運行，對安全性能的要求極高，因此為了更好的保障終端用戶信息的隱私，需要對可靠性進行有效的保障。最后，調(diào)控性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在搭建之后，需要根據(jù)實際的使用情況進行行之有效的調(diào)控和優(yōu)化，因此，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在進行設(shè)計的過程中，需要相關(guān)人員保持良好的客觀性，從而保障系統(tǒng)后期運行的可調(diào)控性，這對后期的系統(tǒng)維持具有重大的意義。綜上所述，在進行組網(wǎng)設(shè)計時，相關(guān)人員要綜合考慮系統(tǒng)設(shè)計的運營性、靈活性、可靠性以及調(diào)控性，從而全方位系統(tǒng)的為系統(tǒng)的運行提供強有力的保障。

3.2部署架構(gòu)設(shè)計

5G核心網(wǎng)虛擬化云資源池在進行部署框架設(shè)計時，需要框架組網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用分層從形式以及分區(qū)模塊化的構(gòu)建形式。其中，下位對層次化網(wǎng)絡(luò)化目標的定位可以分成三個層次，首先，是接入層設(shè)置。該層次主要是通過對交換機的連接，負責(zé)對不同類型的接入器以及存儲設(shè)備的接入處理。其次，是核心層。該層次主要是通過對核心交換機的連接，進而對網(wǎng)絡(luò)中所有的業(yè)務(wù)接入層交換設(shè)備進行整合，從而在一定程度上接入層各交換設(shè)備之間的交換率。再而，是出口層。該層次主要是保障內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對外部網(wǎng)絡(luò)的高校高效訪問以及和外部網(wǎng)絡(luò)的有效鏈接，同時，還需要對內(nèi)外網(wǎng)路進行二十四小時的保障和轉(zhuǎn)化。綜上所述，在進行5G核心網(wǎng)虛擬化云資源池在進行部署框架設(shè)計時，需要對接入層、核心層、出口層進行有效的區(qū)分以及科學(xué)的規(guī)劃，從而更好的保障該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。

3.3多平面層次

在NFV的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備中，主要對一下四個平面層次進行了科學(xué)的劃分。首先，是業(yè)務(wù)往來平面。該層面主要是對第五代通信移動技術(shù)網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量進行有效的承載。其次，是存儲網(wǎng)絡(luò)平面。該平面主要對網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施中的內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)信息進行科學(xué)有效的互聯(lián)。再而，是VIM管理平面。該平面主要是對VIM內(nèi)各組件的應(yīng)用程序編程接口流量，以及運行相關(guān)的控制系進行有效保障。最后，是OAM平面。該層面主要實現(xiàn)PXE、OAM以及PIM硬件的管理三種功能。綜上所述，在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備上，主要對業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平面、存儲網(wǎng)絡(luò)平面、VIM管理平面以及OAM平面進行科學(xué)合理的設(shè)置。

3.4 NFV基礎(chǔ)設(shè)施組網(wǎng)研究

NFV運行設(shè)施設(shè)備資源池與外部網(wǎng)絡(luò)進行傳輸數(shù)據(jù)量鏈接，主要有用戶訪問傳輸數(shù)據(jù)量以及NFV跨網(wǎng)絡(luò)的虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施資源池傳輸數(shù)據(jù)量兩種。同時，若想要更好的實現(xiàn)與用戶訪問傳輸數(shù)據(jù)量的鏈接，需要對建立各城市鏈接的骨干網(wǎng)的互聯(lián)情況進行重點的跟蹤檢測。同時，出口路由器運行IGP（interior Gateway Protocols）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議和城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network）出口CR進行互相連接，城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network）出口CR運行需要滿足EBGP 協(xié)議標準的要求，從而更高的保障本區(qū)區(qū)域的靈活、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

4.結(jié)語：綜上所述，在進行5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署研究時，需要對5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵以及使用價值進行深度了解，進而對5G移動核心網(wǎng)虛擬化云資源池部署進行更好的探討。本文對5G核心網(wǎng)虛擬化云資源池的基本架構(gòu)以及部署所需要的條件深度探究，希望本文內(nèi)容能夠讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)維護等通信行業(yè)的相關(guān)人員，更好了解第五代通信移動技術(shù)的核心網(wǎng)虛擬化云資源池配置思路，從促進國家網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的建設(shè)的進一步個性，同事，更好的促進現(xiàn)代化信息技術(shù)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]呂華章，陳丹，王友祥. 邊緣云與5G網(wǎng)絡(luò)融合部署方案與演進規(guī)劃[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)，2019（11）：71-76.

[2]陳飛，歐中焱. VDC資源測算及部署策略探討[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)，2019（12）：66-70.

[3]聶衡，趙慧玲，毛聰杰. 5G核心網(wǎng)的部署問題與建議[J]. 中興通訊技術(shù)，2020，26（03）：3-8.

[4]盧良生. 5G核心網(wǎng)虛擬云資源池配置研究[J]. 信息通信，2020（07）：242-243.

[5]彭楠. 移動核心網(wǎng)虛擬化影響和演進探究[J]. 數(shù)字通信世界，2020（08）：163-164.

[6]黎奇邁，胡智霖. 核心網(wǎng)虛擬化部署策略[J]. 中國新通信，2020，22（20）：96-97.