基于SDN与NFV在5G移动通信网络架构中的创新应用研究

基于SDN与NFV在5G移动通信网络架构中的创新应用研究

徐泽亮

公诚管理咨询有限公司

摘要：当前的5G技术已经在广泛采用了传统SDN技术和新一代NFV技术架构的技术基础上更能够全面满足人类当前多样化的网络社会需求，实现设备对数据进行传输转发和与数据进行存储转换的功能分离，提升硬件设备整体的实际使用及效率，随着移动信息技术时代的进一步纵深发展，网络智能通信的硬件设备也将会成为过去式，技术的发展将迎来新的春天。本文结合笔者多年丰富的技术工作实践及已有研究成果探讨对基于SDN和基于NFV架构在我国5G移动通信系统网络架构优化中的若干创新应用进行了研究探讨，可供同行借鉴。

关键词：SDN；NFV；5G移动通信；网络架构；创新应用

前言

随着目前5G通信技术网络的构建日渐趋于成熟，给到人们将在无线网络与通信服务方面会带来很多全新的网络体验，但是实际在其具体实际的实际应用系统中，5G网络通信的技术方面还有待很多相关技术研究者进行探索研究。SDN技术和NFV技术在整个5G无线通信服务网络体系中广泛的被应用，提高到了整体网络与通信网络效率，还更有利于实现系统数据和转发系统功能数据的快速分离。相比应用于之前实际应用上的新一代4G系统，其网络核心部分已能够逐渐实现跳线脱出多信道输入与输出分离技术和正交多频空分复用分离技术，在网络核心层面技术创新上都有得到了很多新方向的创新开拓，由此可见，5G未来的产业发展及市场应用非常地广阔，在当前竞争形势压力下未来也仍将面临有更多科技创新方面的新发展及机遇。

1、SDN和NFV技术优势分析

1.1SDN技术的优势

（1）集中控制。SDN具有软件控制逻辑与资源转移逻辑的等性特征，利用基于SDN网络的可编程扩展技术，可以直接利用通过其来实现部署网络上的各种通用的硬件产品与一些高级扩展软件产品来实现代替在移动通信网络建设中出现的许多昂贵复杂的移动通信终端设备，进而避免实现与不同网络设备制造商产品之间产生的各种不互相兼容问题的复杂状况。

（2）促进网络的虚拟化。可以促进通信网络基础设施的虚拟化。SDN系统的整体网络结构中具有的一定高度的自主开发性特征与技术统一性，能较有效地的避免各种网络和通信网络设备间转发网络中可能存在较大的技术差异性，能更快速准确的地实现各种软件系统与各种硬件结构之间技术的自动解耦，提高整体网络设计的相对稳定性。在SDN网络处还同时可实现根据特定用户信息共享服务模式，提供多种个性化网络技术应用支持及服务，有利于持续提高广大用户满意的个性化网络用户体验服务。

（3）开放接口。SDN在网络技术上提供的专用网络通信接口软件结构特点上都具有完全可动态规划化扩展的高度开放性特点，有利于快速进行目标网络技术上的通信技术软件系统资源的更大规模的集成，在其对专用通信资源接口软件逐步大规模开放及使用推广的这整个演进过程中，能更充分的根据网络通信技术网络资源现状特点与特定目标用户系统实际的实际应用的需求，自动地匹配和为每个目标网络用户系统自动调配生产出了相应的规模的专用网络通信系统硬软件件的资源，够便捷地快速实现网络通信网络上层设备的通信应用设备硬件设备和网络通信系统底层网络(基础设施层)网络之间设备的相互通信数据转发系统及应用设备硬件之间相互的通信数据连接交换网络与系统通信，而且系统如果同时采用到了多种SDN通信技术也一样可以做到基本通信不受任何现有系统专用的通信网络硬件设备数量规模的严格限制，便于现有网络用户也能够完全根据自身其自身需要可以随时地自由的设计和开发出一种具有新型和高效通信的基于新型通信网络系统的通信新业务，不仅可大大的提高我国现代电信网络上的现代通信网络应用建设的系统总体效率，也将同时又极大有效地有效的地缩短我国了对现有各种新型现代化网络及通信业务网络系统进行的系统新业务应用研究和开发准备与系统适应准备工作时间。

1.2NFV技术优势

利用NFV技术可以快速实现移动通信硬件设计与系统软件研发的高效配合，实现移动硬件系统与通信软件功能完美解耦合，提高用户移动终端网络移动通信硬件系统需求的灵活弹性，可以更加有效快捷的大幅降低客户移动通信过程中的硬件设备调配中的硬件损耗，使得移动系统真正能够实时根据终端用户对于通信系统的各种需求，自动匹配为各用户终端配置最佳通信网络资源，提高实现了终端网络移动通信服务的效率。

2、基于SDN和NFV技术的5G移动通信网络架构

由于5G移动通信在网络内的移动通信功能上的灵活实现，需要通过将各种硬件设备功能与移动软件功能紧密结合集成在一起，灵活自主的来对移动通信网络带宽的进行有效分配，才能最终实现了5G移动通信系统在网络数据快速传输、网络无缝拓展、灵活调度控制网络等功能。在中国移动5G的通信基础网络构架中，采用了SDN网络和NFV等技术可以进一步将对无线基础网络资源架构的虚拟化与设计技术融入应用到移动通信核心网络架构建设中

，满足运营商5G无线通信服务功能增强的技术需求，构建了SDN网和在NFV网技术基础下实现的中国5G移动通信基础网络架构。

（1）利用现有SDN系统和新一代NFV等技术中的可编程逻辑控制等功能转换与网络虚拟化与控制等的转换能力，将这些它们统一融入应用到我国5G移动通信主干网络结构调整中，利用新一代SDN网络和第三代NFV网络技术实现的数据分离转发处理与网络集中控制转换的新功能，优化推进5G网络基础设施的优化结构及调整，实现移动通信网络资源的智能自动化及配置。在未来5G无线通信及移动通讯中大量的用户数据集中进行智能控制，进而快速实现网络独立化部署功能的全面有效与落实，便于系统对覆盖整个无线通信基础网络环境中大量的通信用户数据集中进行智能化动态跟踪控制，实现通信系统软件功能模块的快速加载优化与智能化提升，实现了数据处理中的各种自动化智能控制管理功能。

(2)在对新一代5G移动通信实现网络数据智能传输规划与实时控制设计中，利用新一代SDN系统和第二代NFV通信技术对实现网络数据通信系统的关键物理实体功能进行智能化控制，实现网络在通信整体架构系统中重要的网络物理功能，并同时从通信网络功能控制的软件化、模块化要求等要求出发，综合的对各种网络硬件设备系统进行功能控制，实现对网络资源利用与各种通信硬件服务设备的有效优化配置。

(3)针是对面向于5G频段的宽带通信在网络过程中实现的高速实时大容量数据信号传输的实时无线网络传输，利用在SDN技术中和在NFV技术过程中形成的网络分层和结构优势，对整个无线通信网络功能单元及与整个网络相关各个业务通信业务功能模块，进行了实时的动态化与集成性的网络动态调整。在未来对移动通讯网络结构设计以及接入服务所进行优化的技术设计思路方面还需要综合考虑到从动态网络架构和链路资源配置模型中如何来实现灵活地控制分配各种接入网络资源以及各种通信业务链路资源，灵活而动态的控制进行和调配各种网络和各种冗余业务链路的控制分配带宽分配以及如何来有效降低各种网络数据速率和各种传输业务信息资源的传输和延时性，以来有效提高未来基于5G移动通信接入业务链路的动态网络带宽，从而真正能够实现达到有效地提高移动网络移动通信设备上的传输信息吞吐量及其数据与任何其它移动网络数据进行混合传输使用时需要的网络效率。

3、SDN和NFV技术在5G移动通信的应用优势

3.1无线网络资源动态配置

5G移动通信中的无线网络架构，利用了SDN无线网络技术和NFV无线网络技术也就是要能快速将多种无线模式的移动网络资源快速有效的融合在一起，实现对各种网络资源模式之间移动的快速和实时移动通信的调动，无线通信系统的业务网络是要保持在分片快速传输的技术原则基础上，保证了各种无线RAN网络、通信设备和数据传输通道等各种业务网络间的实时有效和正常的高速无线通信，如果是当业务网络容量、传输入等数据容量若出现了超大的容量时，容易的就容易发生导致了整个网络数据传输的高度拥挤，影响了着整个网络实时的通信接入能力系统的正常运行的效率，利用SDSN技术进行控制，通过由计算机能够提前或者自动地对当前未来的网络数据及实时通信等技术环境情况来进行综合分析及预测，设置计算出整个网络系统和各通信节点设备数据的实时最佳通信传输以及接入的规则，从而同时也就是能达到最有效程度的控制对用于整个网络数据通信与实时通信传输环境下的各类无线信息资源设备环境与未来通信的网络资源环境结合进行了智能的配置，不仅是大大的抑制了未来通信网络设备及未来通信设备系统内的信号的拥挤，还能通过及时调度优化现有通信系统网络资源，降低将来无线信息网络环境或无线通信设备网络系统造成的系统设备系统安全运行事故。

3.2提高5G通信网络的业务开发效率

利用新一代SDN网络技术架构和下一代NFV网络技术构架本身拥有的高度的开放性特点与其高度虚拟性特征，可以极为方便的在实现下一代5G移动通信基础网络系统设计的中部上加署使用大量的高级的网络软件系统设备与其它高性能硬件设备，从而又将使得可以同时极大程度提高未来新一代移动通信网络基础设施项目的建设总体的部署过程的实施效率，降低我国未来的5G网络基础工程项目的研究开发以及建设总体成本。同时，利用SDN技术也就可以实现快速地实现5G移动数据通信的网络硬件和虚拟化网络集成等技术，通过编程平台的自主开发也可以同时将多种同移动通信和网络标准制定有关紧密的移动网络硬件技术快速组合地应用结合在一起，不仅将更加有效便于我国移动电信5G服务商能够快速的开发出新技术的应用新业务，实现其对移动网络软件及管理技术的软硬件技术进行全面地升级及革新，使得整个中国移动实现5G网络快速升级摆脱掉抛弃了以前单纯地依赖对传统的网络软件进行管理上的优化升级改造的一些旧老方法，利用了新一代SDN技术真正提高了到了移动通信系统的整个网络软件集成和业务管理系统运行管理效率

，也从而真正地保证了到了移动通信5G移动宽带互联网在通信行业网络架构优化创新工作中实现的集中化的管理。同时，针对未来现有运营商5G无线移动业务数据和通信基础网络架构过程中运营商对于业务数据网络的全网传输速率以及全网带宽的使用规模的高刚性要求，利用新一代无线SDN技术和第二代移动NFV技术既可能更加高效的实现无线运营商之间对整个未来的5G移动通信核心业务网络中传输介质的和全网流量带宽使用规模的双向动态优化控制，提高未来运营商对于5G移动通信核心业务网络整体上的无线网络资源的综合利用度及接入效率，而且可以既使得各种现有移动5G网络资源系统之间建立的网络数据实时交换的调用共享机制实现更加充分地灵活、便捷、高效，并因此又更能大大显著的缩短了对现有5G网络资源和其他新型移动通信核心业务产品之间的通信网络架构设计、部署与实施与性能测试及开发应用等项目的整体开发建设周期，能以更为高效快速而方便经济的模式地逐步实现新型5G移动通信系统网络架构上的创新性。

4、结束语

综上所述，从5G技术的实际应用来看，其正逐步成为人们广为欢迎应用和社会认可推广的通信技术之一。人们在发展应用于5G移动通信的网络技术过程中，无线网络设备数据的资源利用率在设备原有数据基础上得到大幅提升，同时还大大地延长原有网络设备数据的存储使用寿命，为我们今后实现更多无线技术数据的大规模应用部署和新功能需求的大规模实现提供创造机会。

参考文献

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[3]张梅.SDN和NFV在5G移动通信网络架构中的创新应用[J].浙江水利水电学院学报，2018，30(6).88