如何完成端到端的5G网络切片呢?

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实际的5G网络部署中是怎么做的呢?

1)5G无线接入网和核心网:NFV

目前4G网络中主要终端设备是手机,网络中的无线接入网部分(包括数字单元(DU)和射频单元(RU))和核心网部分都采用设备商提供的专用设备。

如下图:

5G

为了实现网络切片,网络功能虚拟化(NFV,Network Function Virtualization)是先决条件。本质上讲,所谓NFV,就是将网络中的专用设备的软硬件功能(比如核心网中的MME, S/P-GW和PCRF,无线接入网中的数字单元DU等)转移到虚拟主机(VMs,Virtual Machines)上。这些虚拟主机是基于行业标准的商用服务器,它们是COTS商用现成产品,低成本且安装简便。 简单的说,就是用基于行业标准的服务器、存储和网络设备,来取代网络中的专用的网元设备。

网络经过功能虚拟化后,无线接入网部分叫边缘云(Edge Cloud),而核心网部分叫核心云(Core Cloud)。边缘云中的VMs和核心云中的VMs,通过SDN(软件定义网络)互联互通。

5G

这样,网络采用NFV和SDN后,执行切片就非常容易了,像切面包一样水平将网络“切”成多个虚拟子网络(片)就可以了。

5G

如上图所示,针对不同的应用场景,网络被“切”成4“片”:

高清视频切片:原来网络中数字单元(DU)和部分核心网功能被虚拟化后,加上存储服务器,统一放入边缘云。而部分被虚拟化的核心网功能放入核心云。

手机切片:原网络无线接入部分的数字单元(DU)被虚拟化后,放入边缘云。而原网络的核心网功能,包括IMS,被虚拟化后放入核心云。

海量物联网切片:由于大部分传感器都是静止不动的,并不需要移动性管理,在这一切片里,核心云的任务相对轻松简单。

任务关键性物联网切片:由于对时延要求很高,为了最小化端到端时延,原网络的核心网功能和相关服务器均下沉到边缘云。

网络结构是这样的:

5G

当然,网络切片技术并不仅限于这几类切片,它是灵活的,运营商可以随心所欲的根据应用场景定制自己的虚拟网络。

2)边缘云与核心云的连接: IP/MPLS-SDN

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5G切片网络通过SDN连接边缘云和核心云里的VMs。核心云里有虚拟化的服务器,服务器的Hypervisor里运行着内置的vRouter/vSwitch,SDN控制器负责在虚拟服务器与DC G/W路由器之间创建SDN tunnels,随后,SDN控制器执行SDN tunnels和MPLS L3 VPN之间的映射,从而建立核心云与边缘云之间的连接。

3)边缘云与基站射频单元的网络切片

现在,我们来到前传部分。如何完成5G 射频单元(RU)与边缘云之间(前传)部分的切片?首先需要定义5G前传的标准,目前并没有统一的标准。下图是国际电信联盟(ITU)5G移动通信标准研究小组(Focus Group on IMT-2020)曾提出的一个虚拟化前传的结构图,有兴趣可以看看:

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