淺析SDN和NFV在5G移動通信網絡架構中的應用

帥知春

（廣東東軟學院，佛山 528225）

SDN即軟件定義網絡的縮寫，這是Emulex網絡一種新型網絡創新架構；NFV是網絡功能虛擬化，通過使用X86等通用性硬件以及虛擬化技術來承載很多功能的軟件處理。這兩者都是通信網絡架構中必不可少的組成部分。不過，迫于網絡流量持續高速增長的壓力，移動用戶的爆炸式增長，數據傳輸速率的幾何級數式增長需求等問題，對5G技術提出了更好的要求，因此，5G技術將面臨著新的挑戰和機遇。

1 SDN和NFV在5G移動通信網絡架構中的應用分析

1.1 對網元功能進行分解

SDN和NFV應用于5G移動通信網絡架構之中，通過無線網絡的分片，進行無線網絡資源的動態調配。若遇到網絡容量劇增的情況，將可以利用SDN控制器和NFV把預先設置的規則下發給相應的網絡設備，從而分散資源和傳輸網的擁擠情況，減少因網絡容量需求的急劇增長影響網絡安全運行的問題出現。因此，SDN和NFV技術在5G移動通信網絡架構中的核心作用在于能夠對網絡軟件與硬件進行分解，將網元設備中的各種功能從專有硬件之中分離出來，仍保留其轉發功能，進而促進移動通信網絡流量的靈活控制和網絡資源的優化配置

1.2 網絡功能加以抽象化

SDN和NFV應用于5G移動通信網絡架構之中，通過網絡功能抽象，將使網絡功能更具模塊化和組件化，網絡各功能模塊之間將采取開放的API接口，按照標準加以重新組織，進一步以全網的視圖構成新的網元功能。基于SDN和NFV技術形成的5G移動通信網絡架構，其主要是由基站、控制器層、用戶以及網絡控制器層構成的，另外還將基站的無線資源加以虛擬切片，建立相應的服務鏈，對無線資源進行有效的管理。并通過基于行業標準的X86服務器、存儲以及交換設備，將通信網絡私有專用網元設備替換掉，實現新業務的快速開發和部署。

1.3 實現網絡功能重構

5G時代的移動通信網絡架構不再局限于傳統移動通信網絡架構的束縛，其將利用虛擬化技術來進行分析，充分地發揮出SDN和NFV 技術的優勢，它將采用模塊化的功能組件和開放的API接口對移動網絡業務實際需求進行靈活地組合，并對其架構加以快速重構，這樣重構的方式不僅能組合可用的網絡功能，還能減少冗余的網絡功能。而且促進一個空口和網絡的結合，達到獨立發展的狀態，進一步實現網速100M，峰值100G以及流量密度提高100倍的目標。因此，基于SDN和NFV技術，通過模塊化功能視圖加強網絡重構的實現。

2 SDN和NFV在5G移動通信網絡架構與原理及其需求分析

2.1 5G技術的發展與需求

隨著移動互聯網的興起，傳統電信運營商的語音、短信等業務被各類互聯網應用不斷地沖擊和侵蝕，移動運營商采取相應的改進措施對傳統業務加以升級和創新，而SDN和NFV技術的應用就是其發展的重要成果。在5G移動通信網絡發展的背景下，其大量的數據交互、用戶使用等情況都是5G移動通信網絡在發展過程中需要攻克的技術難題的導因之一。實現高度的網絡自動化與動態重新配置，更加高效的進行快速部署新服務，能夠更加有實效的形成對5G網絡的要求，同時在用戶量逐漸增多的情況下，控制平面與用戶平面實現獨立部署與運行、網絡功能的模塊化、物理功能的具體實現都是5G移動通信網絡技術在發展過程中需求。

2.2 SDN和NFV的實現架構和實現原理

SDN和NFV作為5G移動通信核心網絡的主流技術，在技術上，兩大主流技術具有較強的互補性，能夠盡可能的相互配合，在必要時又可以實現相對獨立性，從而實現了網絡功能虛擬化脫離SDN靈性部署的情況。為了進一步提升5G移動通信網絡進入快速部署能力，把SDN與NFV兩大5G移動通信核心網絡主流技術相結合，實現網絡架構。無線資源的優化通過無線網絡化的控制器進行直接操作，在明確兩者的主要功能上，SDN技術主要體現在控制器所部署的數據中心，對其主要功能為實現對數據流轉發控制，NFV技術能夠實現網絡功能軟件化、模塊化的核心前提，網絡架構使用了SDN控制和分離的功能，在網絡部署的效率、傳輸性能等方面都做到了互相操作性，同時，在與NFV相互配合下，在降低網絡容量、減輕運營管理流程的目的存在一致性，從而實現了兩種技術相互融合的應用在5G移動通信網絡架構中。

2.3 SDN和NVF能夠滿足5G網絡的需求

SDN和NFV都是應用于5G移動通信網絡架構中的重要保障，網絡用戶的大量增多，使得網絡設備及使用流量也隨之大量增加，在網絡的正常運行中對其效率、資源管理等多個方面都有了新的需求與新的難題。而5G移動通信網絡系統集云計算、大數據等諸多信息技術為一體的綜合性網絡，在網絡功能上有高于4G的高效率傳輸、擴展延伸性強等優點。SDN和NVF部署在5G移動通信的核心網絡中，在搭建網絡架構的情況充分的滿足了5G移動通信網絡的需求。如，高效、快捷的進入快速部署新服務，實現高度的網絡自動化和動態重新配置；在控制平面與用戶平面兩方面，可以更好的推動其進行分隔，進而實現了獨立部署的重要支撐；在進行網絡構架設計方面，滿足了5G移動通信網絡將物理實體轉向物理功能的要求，讓網絡功能更加的軟件化、模塊化，從而按需進行網絡資源與服務的調配與優化等多方面的需求。

3 結束語

綜上所述，自SDN和NFV出現至今，對二者的研究和應用得到了業界的廣泛關注，充分利用SDN和NFV技術來促進5G移動通信網絡的發展已經成為未來通信網絡技術的主要潮流。SDN和NFV在5G移動通信網絡架構中的應用，這不僅是通信領域的一大創新點，也使得我國戰略發展得到有效的保障。