重塑5G时代的端到端移动网络_16页_2mb

重塑 5G 时代的端到端移动网络总结

核心内容

本文档探讨了5G时代移动网络架构的转型需求，重点介绍了基于软件定义和虚拟化的新一代网络模型。该模型旨在通过解耦、分离和自动化，提高网络灵活性、可扩展性、服务交付效率以及成本效益，同时支持多供应商生态和行业垂直应用。

主要观点

• 传统模型的局限性：当前移动网络依赖于传统的供应商架构，已无法满足5G动态化、多样化应用的需求。运营商需要新的模型来支持快速服务交付和降低运营支出。
• 软件定义架构的优势：采用以软件为中心的新方法，可实现真正的多供应商网络，支持自动化、云虚拟化和灵活的资源管理。
• 5G系统架构原则：新型端到端移动网络必须基于5G系统架构原则，包括RAN与核心网的解耦，以及用户平面与控制平面的分离。
• 云RAN的重要性：云RAN（云原生无线接入网）通过将RAN功能虚拟化，实现更高效的资源调配和扩展能力。
• 边缘基础设施的作用：5G的解耦与分离推动了网络架构向边缘基础设施的迁移，为低延迟服务（如AR/VR、MEC）提供了基础。
• 传输网络的优化：基于IP的传输网络，结合Segment Routing等技术，可实现流量工程与服务链的统一管理，提高网络效率。
• 自动化与编排：模型驱动的自动化和多域编排（如NSO和ESC）是实现端到端网络管理的关键，支持API驱动的多供应商服务和网络切片。
• 乐天移动网络（RMN）的创新实践：作为日本最年轻的MNO，乐天采用云原生、软件定义、虚拟化和自动化技术，构建了全球首个从RAN到核心网完全虚拟化的5G网络。

关键信息

网络架构演进

• 无线信号处理栈解耦：将无线处理功能分为CU（集中单元）和DU（分布单元），其中CU负责数据包处理，DU负责实时无线处理。
• 功能解耦的优势：
  • 提高灵活性，允许独立扩展各个功能模块。
  • 支持MEC和低延迟服务。
  • 构建开放的多供应商生态系统，推动创新。

云RAN部署

• 虚拟化部署：CU和DU均可在Intel x86服务器上进行虚拟化，支持灵活扩展和资源池化。
• 可扩展性：通过虚拟化技术，运营商可以快速适应不同网络拓扑和使用案例，同时减少资本支出。
• 硬件与软件分离：使用通用硬件SKU和开放接口，降低设备复杂性，提高效率和可维护性。

分布式通信云平台

• 架构特点：采用松耦合、模块化设计，支持多供应商部署和统一的管理和运营功能。
• 核心组件：包括思科VIM、ESC、NSO、Nexus交换和NCS5500路由解决方案，以及OpenStack、KVM、Docker等开源组件。
• 自动化管理：支持从初始部署到生命周期管理的自动化，包括故障管理、性能监控和资源优化。

传输与网络优化

• IP控制平面：建议采用单控制平面（IP）部署传输网络，简化架构并支持流量工程和网络切片。
• Segment Routing：整合服务链与流量工程，提升网络可编程性和灵活性。
• IPv6迁移：支持IPv6 Segment Routing，避免地址转换的复杂性，提升可扩展性。

乐天移动网络（RMN）实践

• 创新架构：RMN采用完全虚拟化的云原生架构，涵盖RAN、核心网、传输和边缘计算。
• 服务多样性：支持消费者移动服务、NB-IoT、富媒体、低延迟服务等。
• 自动化部署：利用NSO和ESC实现全生命周期自动化管理，部署时间从几周缩短至几分钟。
• 统一OSS/BSS：通过InnoEye OSS和Netcracker BSS构建统一的运营和业务支持系统，消除OSS孤岛。

技术基础与实施

• YANG模型驱动：用于网络元素建模和配置管理，支持自动化和API集成。
• 虚拟基础设施管理：通过思科VIM实现通用的NFV基础设施，支持多VNF类型和实例。
• 安全与可管理性：采用“零信任、零接触”原则，将安全嵌入到VNF中，提升整体安全性。
• DevOps与云运营：通过DevOps实践和分布式云运营，实现基础设施自我管理，减少人工干预。

结论

本文档强调了5G时代移动网络架构向软件定义、云原生和自动化方向演进的必要性。通过解耦、虚拟化和多供应商协作，运营商可以构建更加灵活、高效和可扩展的网络，满足新兴应用和服务需求。乐天移动网络作为实践案例，展示了这种新架构如何实现端到端自动化、服务创新和成本优化。