5G网络架构基于软件定义网络的分析

随着移动通信技术的不断发展,5G网络的出现已经成为必然,而5G网络对于当前互联网和移动互联网技术的要求也在不断提升,在网络架构上倾向于采用软件定义网络进行架构,实现5G网络技术的应用.本文主要对基于软件定义网络的5G网络架构进行了分析探讨,以期能够为5G网络架构的实现打下基础.     

5G蜂窝网络架构分析

5G网络比4G网络具有更大的优势,不仅具有更快的网络传输速度,更高的数据传输质量,而且还具有更好的系统协调功能。但是为了给用户提供更优良的体验,满足其更多的需求,应当在当前的基础上进行网络架构的设计,已取得更多的网络功能。因此本文对5G网络的技术特征进行了分析,还在此基础上提出了相应的网络架构设想。     

5G蜂窝网络架构设计分析

5G网络在网络传输速度、质量及系统协调方面都优于前者,但是为了满足更多的需求,需要对其网络架构进行新的设计。文章重点分析5G无线网络的主要技术特征和性能要求,并且从提高数据流量、提升用户体验、加块反应速度、节约成本和提高性价比等方面进行阐述,在此基础上提出建立在SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化)基础上的5G蜂窝网络架构设计,满足未来信号传输的速率及质量体验要求。     

基于SDN的5G移动通信网络架构分析

5G移动通信技术可以打破传统通信技术对于固定网络结构的依赖,从而大大提高网络覆盖的密集程度,而基于SDN(软件定义网络)的5G网络开发正在成为当前网络信息应用实施的热点问题。基于SDN的网络架构中,数据传输与数据存储的分离、控制层与应用层的分离等都将大大提高设备的利用效率及信息传输的稳定性和灵活性,为今后的技术研发及嵌入式应用等提供可能,以满足通信领域对于提升通信质量的社会化需求。     

基于软件定义的5G网络安全能力架构

基于5G网络"云化"和"软件定义化"的特点,提出了基于软件定义的安全能力架构。认为该架构能够实现5G网络模块化的、可调用的、快速部署的内生安全能力,能够更好地满足5G业务多样化和5G系统架构变迁所带来的安全新需求。     

5G网络切片技术综述

5G网络作为数字化社会的关键基础设施,需要满足高带宽、大容量、超可靠低时延等场景的差异化服务需求。网络切片技术是5G网络为不同应用场景提供差异化服务的重要使能技术。网络切片的思想自提出以来,目前已经经过五六年的发展,产业界学术界投入大量精力研究网络切片的业务场景、工作原理、关键技术以及商业模式等。截至目前,以运营商、设备商等构建的产业联盟发布了多个5G网络切片相关的白皮书,对网络切片的需求、概念、应用场景及关键技术等都进行了不同程度的描述,3GPP等标准化组织也陆续推出了网络切片的工作流程、管理与编排等方面的技术标准,更详细的技术方案目前仍在持续研究过程中。为方便读者系统地了解5G网络切片技术,持续推动相关技术研究、方案落地,加快商用化进程,梳理了5G网络切片技术产生的背景、概念、端到端架构,分析了实现灵活定制、安全隔离、质量可控的网络切片涉及的关键技术,概括了行业组织、标准化组织、产业联盟等对5G网络切片技术的研究和标准化现状,给出了网络切片实现相关的问题以及技术商用化尚面临的挑战。     

网络切片技术下的5G全新网络架构

移动互联网、物联网的快速发展,对5G移动通信提出了更高的要求。文章先分析了移动通信网络架构IP化、扁平化的发展趋势、4G网络存在问题与5G网络需求;在此基础上分析了全新的5G网络架构,重点剖析了基于SDN/NFV的通用平台、端到端的网络切片和服务化的架构SBA等新特性。     

基于移动通信技术的5G时代核心网架构研究

随着通信网络的更新迭代,5G网络的研发与应用已被提上日程。文章结合5G三大应用场景,对目前5G核心网的网络架构面临的挑战及改进方向进行分析,对5G核心网架构的关键技术进行探讨和研究。     

5G网络需求及架构分析研究

随着移动5G网络的成熟发展,5G网络全新的能力支撑丰富的多样化应用,垂直行业的深度参与是关键因素。利用5G加速产业发展,本质上是释放移动管道能力不足带来的产业滞后。有了5G网络这个全新能力的“管道”,运营商下一步就需要寻找可以改进的应用领域。5G网络建设需要因地制宜,充分利用好5G网络的弹性与细分功能切片,充分发挥无线覆盖的特点进行针对性场景部署,这与之前4G、3G以及2G面向普遍服务的建设思路有很大差别。     

5G网络架构的探讨

根据NGMN 5G白皮书对5G愿景的描述,文章从5G的设计原则、5G的组件、5G网络切片等方面分析了5G网络架构中涉及的关键问题。其中,对5G系统架构及网络组件进行了重点阐述,希望对今后5G网络的设计和部署起到引导作用。     

5G网络架构设计的5个重要问题

5G网络架构是当前国内外业界研究的重点,虚拟化、云计算、软件定义网络(SDN)等技术的发展也使得蜂窝网架构的重新设计成为可能.从背景及需求出发,提出了架构设计需要考虑的五大问题:集中或分布、无线网与核心网定位、网络组织与编排、NFV/SDN的影响、演进或颠覆.对影响上述问题的因素进行了初步探讨.     

SDN/NFV‐based handover management approach for ultradense 5G mobile networks

With the great increase of connected devices and new types of applications, mobile networks are witnessing exponential growth of traffic volume. To meet emerging requirements, it is widely agreed that the fifth‐generation mobile network will be ultradense and heterogeneous. However, the deployment of a high number of small cells in such networks poses challenges for the mobility management, including frequent, undesired, and ping‐pong handovers, not to mention issues related to increased delay and failure of the handover process. The adoption of software‐defined networking (SDN) and network function virtualization (NFV) technologies into 5G networks offers a new way to address the above‐mentioned challenges. These technologies offer tools and mechanisms to make networks flexible, programmable, and more manageable. The SDN has global network control ability so that various functions such as the handover control can be implemented in the SDN architecture to manage the handover efficiently. In this article, we propose a Software‐Defined Handover (SDHO) solution to optimize the handover in future 5G networks. In particular, we design a Software‐Defined Handover Management Engine (SDHME) to handle the handover control mechanism in 5G ultradense networks. The SDHME is defined in the application plane of the SDN architecture, executed by the control plane to orchestrate the data plane. Simulation results demonstrate that, compared with the conventional LTE handover strategy, the proposed approach significantly reduces the handover failure ratio and handover delay.     

发展5G的分析与建议

首先简要介绍了5G在全球的研究进展,分析了5G的需求与挑战.分享了关于5G的几点再认识,指出5G是万物互联、连接场景的一代,电信IT化、软件定义、云化的一代,蜂窝结构变革的一代,承前启后和探索的一代.然后分析了5G无线传输和网络的关键技术,简要介绍了笔者团队提出的PDMA、UUDN和虚拟RAT等技术.特别指出了TDD在5G中的应用优势,并预测5G新空口将采用TDD模式.最后结合我国在TD-SCDMA和TD-LTE方面的创新经验,提出了关于我国实现“5G引领”的建议.     

5G安全架构分析

5G移动通信系统新应用场景和新技术带来新的安全需求和挑战,因此,在对3GPP 和IMT-2020发布的5G安全架构研究的基础上,分析了现有安全框架可能存在的安全风险,从安全系统、安全功能、安全服务等多维度提出了5G移动通信系统的安全框架,梳理了5G无线接入、网络、业务以及特殊行业等方面的安全机制要求和解决思路,可为5G安全技术的发展提供总体指导和规范约束。     

网络功能虚拟化中的网络转发性能优化技术研究

网络功能虚拟化(NFV)采用软件转发技术实现,其网络转发性能受到各类运营商关注.重点分析了NFV技术中影响转发性能的关键因素,讨论了多项开源转发性能优化技术实现方法,提出了NFV中性能优化整体解决方案,最后测试验证了部分开源技术对转发性能的提升能力,为NFV技术推广提供了重要参考.     

5G SA的网络架构和关键技术

SA是5G网络演进的目标架构,当前处于商用准备阶段。由于5GSA采用全新的服务化架构、虚拟化部署,是网络架构的深刻变革,在网络部署、运营、业务模式等多方面存在一系列新的问题和挑战。描述了5G SA的总体网络架构、跨区域漫游架构、4G/5G互操作架构、全国组网架构,分析和探讨了5GC网元实现、虚拟化部署、网络切片与切片管理、边缘计算、语音、智慧运营等方面的架构、方案和关键技术。     

SDN体系结构与未来网络体系结构创新环境

在讨论互联网体系结构的基础上,介绍未来网络体系结构的主要国际学术研究进展.介绍了软件定义网(SDN)的发展现状,讨论SDN的体系结构,提出一种SDN体系结构的抽象模型.最后结合国家“863”计划基金资助项目“未来网络体系结构和创新环境”,介绍一种未来网络体系结构创新环境(FINE)体系结构.     

基于软件定义的以用户为中心的5G无线网络架构

5G无线接入网络是一种复杂的异构网络,各个协议之间的封闭性限制了网络性能.为了统一管理异构网络,向用户提供个性化的服务,提出了一种基于软件定义的以用户为中心的新型网络架构.该架构通过软件定义的形式统一管理所有无线网络,打破了传统蜂窝小区的概念,针对每个用户生成以用户为中心的小区,小区内的所有基站都能为该用户提供服务.这种新的网络架构能够为用户提供个性化的网络服务,提升用户的峰值速率和边缘用户性能.     

基于SDN的IPRAN目标架构与组网模型探讨

在新型业务需求和新技术涌现的双重驱动下,软件定义网络(SDN)成为互联网应用提供商、运营商、IT系统和网络设备提供商共同关注的新型网络架构和技术。这种网络控制与转发能力分离的架构,可以支持更灵活的网络控制和业务能力提供。从SDN的概念和总体架构出发,分析IP RAN对SDN的需求,提出了在IP RAN中引入SDN技术的目标网络结构和网络模型,并对基于SDN的IP RAN应用策略进行了探讨。     

基于SDN和MEC的5G VANET架构及其性能分析

为了在大规模的车载自组织网络（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）中提供灵活的网络管理、控制和提高资源利用率,结合软件定义网络（Software Defined Network,SDN）、云无线接入网络（Cloud Radio Access Network,C-RAN）和移动边缘计算（Mobile Edge Computing,MEC）,提出了一种分层的5G VANET架构（5G MEC VANET）,能够支持智能交通系统各种功能和应用的动态特性,同时降低网络管理成本。此外,位于网络边缘的MEC框架避免了车辆与路边基站的频繁交互,减少了数据传播延时。仿真结果表明,与传统VANET和5G VANET架构相比,所提出的架构降低了传播时延,提高了网络带宽吞吐量,同时减少了控制器开销。