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基于SDN的5G SA商用网络建设取得突破性进展

2019-08-15 14:29 次阅读

近日,浙江移动携手华为5G SA商用网络的建设上取得突破性进展,成功实现5G业务开通,具备友好用户采用不换卡不换号体验5G业务条件。本次浙江移动联合华为建设的5G网络,端到端全面满足3GPP 5G SA最新版标准和中国移动集团企业标准。

就在前不久,中国移动表示2020年国家将不再允许NSA组网方式的5G手机入库。如今,在5G建设上,各个国家都在5G商用的时间上你追我赶,但未来,能否建好5G、用好5G,真正在于5G网络质量。

基于SDN的5G SA网络是何来头?

这次浙江移动联合华为建设的5G网络,是全球首个基于SDN的5G SA预商用网络。我们都知道,5G应用场景的服务需求与3G、4G有所不同,分为三大类:一、增强型移动宽带(eMBB),需要关注峰值速率,容量,频谱效率,移动性,网络能效等指标,和传统的3G和4G类似;二、海量机器通信(mMTC),主要关注连接数,对下载速率,移动性等指标不太关心;三、高可靠低时延通信(uRLLC),主要关注高可靠性,移动性和超低时延,对连接数,峰值速率,容量,频谱效率,网络能效等指标都没有太大需求。

不同的服务需求对网路的要求有不同的侧重点。为了能够提供按需分配、独立运维且稳定高效的网络,就需要设立独立的子网络来支持5G应用的几大场景,这种相互隔离的网络称为网络切片,或者子切片。而这些模块的统一管理和资源切分便需要NFV和SDN技术的支持。

SDN指软件定义网络。这是一种控制与转发分离并直接可编程的网络架构,引入了控制器作为中枢控制节点,来统一指挥下层设备的数据分发,如同网络的大脑一般。在5G网络中引入SDN技术,能够快速实现控制与转发的分离、控制面的集中部署和转发资源的全局调度,通过可编程接口为后续5G网络的智慧化运维提供技术手段。

NFV指网络功能虚拟化。其本质是实现软硬件资源的解耦及软件功能的抽象,使网络设备功能不再依赖于专用硬件,资源可以充分灵活共享,实现新业务的快速开发和部署,并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等。

简而言之,SDN主要是优化网络基础设施架构,NFV主要是优化网络的功能。二者是相辅相成。目前业界达成的普遍共识是:5G网络将基于SDN/NFV技术、云计算技术来实现网络虚拟化、云化部署。

在5G的网络架构上,包含独立的SA和与4G网络相结合的NSA两种。SA(独立组网)是新建5G网络,不仅引入了全新网元与接口,还将大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术。NSA(非独立组网)则是用现有的4G基础设施进行5G网络的部署。基于NSA架构的5G 载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过4G网络传输。

采用NSA架构组建起的5G可以有效满足运营商在现有经营模式下的发展需求,且网络升级所需投资门槛低,技术挑战可控。但这种架构将无法充分发挥5G低时延的特点,更无法通过网络切片实现对多样化业务需求的灵活支持。相比于NSA,SA可以很好地支持这些需求,但协议开发、网络规划部署及互通互操作所面临的技术挑战更大,将超越3G和4G系统,成本也相应更高。不过我们必须要清楚的是,NSA仅是从4G向5G的过渡选项,而SA架构才是5G发展的真正目标。

打造高质量网络是我国5G商用领先的关键

目前,4G网络在全球范围内的铺设相对完备,将NSA作为过渡至SA的组网方案或更加现实。因此,国际上大部分运营商都倾向NSA标准组网方案,韩国、美国、英国等18个国家已经推出了基于NSA的5G商用服务。而我国的5G商用在时间上并不领先,是第19个宣布商用的国家,当下要做的便是在网络上实现领先,坚持高质量发展。

去年6月14日,3GPP全会(TSG#80)批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。在独立组网协议标准化工作中,中国移动在3GPP担任了5G网络协议标准研究和制定、5G IMS协议标准的项目负责人,并牵头确立了基于HTTP/2的5G新协议体系的设计。而SA功能的冻结不仅使5G NR具备了独立部署的能力,也带来了全新的端到端新架构,赋能企业级客户和垂直行业的智慧化发展,为运营商和产业合作伙伴带来新的商业模式。

不过即便我国在今年的6月6日正式发放了5G商用牌照,目前正在建设的主要也还是NSA(非独立组网),也就是说只能通过eMBB场景提高流量传输速率,并不能支持面向垂直行业应用的更多其他场景。目前在三大运营商中,除了中国移动在同步推进5G NSA和SA发展外,中国联通的第一步是非独立组网(NSA),然后逐渐独立组网(SA)。中国电信方面则表示会坚持5G核心的SA组网方式。目前中国电信在5G建网初期建设以SA为主、NSA/SA混合组网的精品网络,并且已经与华为在核心网、基站、终端等方面开展了SA端到端性能测试。其实现阶段,在5G规模部署前期,不管是选择NSA,还是SA,或者是二者混合组网,运营商也都需要加快网络虚拟化、软件定义网络等技术的实践步伐,为5G核心网的部署积累经验。

这次浙江移动联合华为建设的5G网络,是全球首个基于SDN的5G SA预商用网络,端到端全面满足3GPP 5G SA最新版标准。其中,在5G核心网上采用NFV+SDN方式进行部署,可实现边缘计算以及端到端网络切片功能,满足面向千行百业敏捷的业务定制、部署、配置、生命周期管理,以及确定性SLA保障的能力需求;在5G承载网上,浙江移动已实现SPN规模预商用,并采用PAM4 50/200GE、FlexE、SR等5G承载新技术方案,完成了从技术验证到现网应用的跨越,实现4G/5G统一管理。

全球首个基于SDN的5G SA预商用网络对我国加快SA组网具有重要的推动意义。但我国5G建设还需砥砺前行、稳扎稳打。中国运营商的优势在于推行5G更多是国家战略,而并非只从成本和技术角度来考虑问题。因此,在我国5G商用时间相对落后的情况下,建设高质量网络,真正用好5G才是关键。

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