下面是小编精心推荐的《业务网络和IP化论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。与移动业务网络的IP化相应，移动承载网络也将逐步从核心到接入实现端到端的全IP化。未来几年，我国移动业务和承载网络的IP化进程将随着3G网络的全面部署将显著加速，随着后3G移动宽带网络的部署，将迎来全面IP化的时代。随着即将到来的中国3G网络的大规模部署，移动数据业务的发展将步入更加精彩纷呈的时期。
业务网络和IP化论文 篇1：
移动通信互联网数据中心设计与实现分析
摘 要：文章主要采用文献资料检索方法，先检索国内与移动通信、数据中心等相关的研究报告、学术论文、图书杂志、文集文章等，对相关研究成果进行系统化的梳理及总结分析，并围绕移动通信层面互联网的数据中心系统设计及实现开展深入研究与探讨，以期为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的参考。
关键词：移动通信;互联网;数据中心;设计;实现
1 方案设计
1.1 总体方案层面
移动通信层面互联网的数据中心系统整体设计方案选定层次化、模块化结构，前端系统业务网络及后端的管理网络分离，业务承载着网络，依照实际功能，做好业务区的有效划分，为各个业务分区的用户提供相应差异化的服务。业务网络及运维管理系统网络有效分离，确保业务网络极具安全性及高性能。前端的业务网络内含业务接入、网络连接等系统模块，而后端则以管理系统模块为主;数据中心由专用路由系统交换装置、多层交换装置、安全网关、IDS组成，为移动客户提供极具安全性、可用性、高密度性、高性能的网络结构;数据库的服务装置集群包括NT高端两台服务装置及共享的磁盘柜群集结构，以主备接入的交换装置、双网卡为主，促使双联路故障问题的自动化处理得以实现;服务装置经SAS5e独立卡连接至磁盘柜;而节点服务装置则直接经心跳线实施心跳测定，心跳测定可靠性及效率得到提升，防止网络宽带被占用;门户网站、接口服务装置、后台管理、用户自主服务装置集群类似于数据库的服务装置;采集代理的服务装置、系统运行专用监控服务装置、流量流向精确分析服务装置等，确保满足服务装置MCIDC的建设需求[1]。
1.2 网络结构层面
移动通信层面互联网的数据中心系统实践中，其网络结构设计方法以前端的业务网络及后台的管理网络有效分离、模块化、通道分离等为主，设计集成云计算、虚拟存储、虚拟主机等技术特征的业务网络。（1）在网络结构设计方法以前端的业务网络及后台的管理网络有效分离层面。为确保网络的可维护性、可扩展性、安全性得以提升，该系统的网络结构以前台的业务网络及后台的管理网络为主，前台的业务网络系统功能主要为网络系统用户提供各项服务，包含SSL加速、安全，SP则提供下载铃声、彩信、游戏等服务;后台的管理网络系统功能即系统维护技术员为客户们提供KVM带外的数据维护、存储、管理、远程接入各项服务，因该系统需要连接备份的数据中心、银行、DCN网络等，故后台的管理网络需提供对应的接口。（2）在模塊设计层面。前台的业务网络内含网络连接系统及业务接入两个模块，业务接入功能模块内含各种业务分区，可为各个业务区的用户提供相应差异形式的服务，参照业务用户的现实需求，把它划分成普通类型客户区、VIP客户区。普通客户区提供基础性的业务，VIP客户区则内含自有业务、增值应用业务区、ADC-SI等。根据实际功能，可把客户划分成自有、主机托管、增值应用、ADC-SI等业务区;随意业务区域所容纳业务服务装置为不同类型;业务模块经网络连接其余 Internet模块，随时可扩展，灵活度极高。（3）在分离业务通道层面。发挥通道分离作用，有效分离存储、业务、维护及控制各个通道。系统内每台服务装置均配若干网卡，所有网卡均连接对应的网络，两个网卡负责连接前台的业务网络，另外一个网卡则连接后台的管理网络，数据中心整体网络系统安全性可得到保障。
1.3 后台管理层面
（1）在网络管理层面。系统内部IT环境复杂性突出，管理监控有着较多设备，实际应用极具复杂性，且较多的应用环节涉及较多故障层次。为保证系统整体维持正常运行状态，须构建IT整套监控系统，实时监控关键设备，确保问题得以及时发现，向管理员及时发出响应的警告信息，快速处理各项问题。统计分析业务数据流量，为业务管理计费功能模块提供了计费数据源，涉及应用软件、数据库、客户机、服务装置、网络装置、线路等IT各项资源管理，是信息系统安全且高效运作的重要基础。系统管理不可仅依赖系统维护技术员手工操作，须整套系统管理软件协助系统管理者完成IT系统监视及维护，须有效构建IT网络完整化监控系统，端至端系统的监控管理即可实现，减少故障时间，最大化地发挥系统性能，实现自动化实操。（2）在资源管理层面[2]。资源管理支持灵活呈现及管理系统机房资源，以运维中心、机房、机架、机位为一体化管理模式，流程化监管IP、机位、带宽、端口、设备等;系统提供装置模板，在线自动监控资源具体情况，资源的自动监控功能模块围绕IP及端口资源，可实现自动监控和及时报警，系统资源状态若和具体在线状态处于不吻合状态，系统会自动报警给操作员予以确认。为开展多地市、多运维系统中心、多机房等各项机房资源之间统一化的监管，须设计树型系统架构，无缝且灵活地支持系统运维资源的规模化扩展。（3）在业务管理层面。基于现实服务，以产品实际类别为业务管理核心模式，业务内含套餐、产品和相对较多的具体业务，为用户提供套餐、服务和产品等。（4）在运营管理层面。运营管理功能模块内含资料、计费及账务、流程及工单、内容、统计及查询管理等系统管理功能，支持MCIDC 产品服务，新业务扩展力相对较足。
2 具体实现
2.1 系统功能层面
（1）资料管理。可为用户提供全面的财务管理服务，引入合同及账户。基于各项基础业务、合同、账户和客户等，有效落实资料管理，确保满足用户查询及更新业务信息层面的需求。（2）流程及工单层面管理。业务实现以扩展为基础，对业务加以控制。（3）统计及查询管理层面。可提供丰富的报表模板，促使生成各种业务报表;信息结合采集，涉及业务、运营、管理、服务所有报表，注重查询手段的丰富性，方便运营人员、管理者、业务员、客户等了解业务，做好相应调整工作。
2.2 运行监控层面
移动通信层面互联网的数据中心系统实践中，运行监控具有设定网络服务、服务器、网络设备、流量流向精确分析等系统功能。（1）网络装置的运行监控层面。在网络装置运行监控基础上，MCIDC 网络设备可维持稳定运行及监控状态[3];对指定路由器、交换机上面CPU和内存的利用率等进行实时监控;实时监控网络设备上的物理及VLAN 端口状态;实时监控系统网络装置物理端。（2）在系统端口实际出入流量层面。能够搜索特定时间端口实际流量信息，实施端口总体流量的统计，提供相应流量的趋势图;支持10G系统端口有效监控流量;采集、呈现及分析专家信息数据，可自动调整设备重启所致端口序号改变现行;支持多图的监控页面。（3）在服务装置的运行监控层面。服务装置运行监控以 Agent 高级的服务装置监控为基本采集手段，可支持多种常规操作平台及数据材料。（4）在网络服务的运行监控层面。网络服务的运行监控可响应检查TCP任意服务系统，可实施时延分析，响应检查Smtp 服务。
2.3 运维层面
（1）在考勤管理层面。移动通信层面互联网的数据中心系统，其考勤管理内含轮班、办公班，可合理安排和变更考勤计划、上下班及交接打卡各项操作。同时，支持考勤详细说明、统计、IP地址打卡及限制。（2）在仓库管理层面。内含网络装置、办公设施等管理，可实施入/出库操作，入库日志及备件统计。（3）在公告管理层面。公告管理功能模块包括告警、信息发布、置顶等。同时，支持设置重要级别、短消息自动群发、图形化机房的出入化管理[4]。在图形化的机房系统出入管理实践中，可自动扫描二代身份证;可人工录入其余证件、视频出入快照、自动检查机房的出入人员实际权限、持门禁卡的发放管理、统计机房出入等。（4）在机房值班层面。机房值班可做好巡检安排及详细记录。
3 结语
总体上，移动通信层面互联网的数据中心系统实践中，应当注重总体方案的有效设计，移动通信层面互联网的数据中心系统整体设计方案选定层次化、模块化结构，前端系统业务网络及后端的管理网络应注重科学分离;而数据库的服务装置集群包括NT高端两台服务装置及共享的磁盘柜群集结构，应当以主备接入的交换装置、双网卡为主，设计好网络结构及后台管理。同时，结合自身应用需求，注重系统功能合理优化及设计，做好移动通信层面互联网的数据中心系统实践工作，以保证移动通信层面互联网的数据中心系统整体设计实现效果，维持系统整体可靠且稳定的运行状态。
Design and implementation analysis of mobile communication Internet data center
Xu Qibin
（Hubei Province Xinye Communication Service Co.， Ltd.， Wuhan 430051， China）
Key words：mobile communication; Internet; data centre; design; implementation
[參考文献]
[1]李业谦.VXLAN技术下的数据中心通信网络设计及实现[J].无线互联科技，2020（3）：909-910.
[2]杨阳，李印，孙丽玫，等.数据中心基础设施认证体系研究综述[J].工程建设标准化，2020（1）：664-665.
[3]王瑞雪，熊学涛，翁思俊.中国移动数据中心SDN网络架构及关键技术[J].移动通信，2019（7）：711-712.
[4]陈长流，寇巍巍，叶帅华，等.BIM技术在互联网数据中心工程中的应用实践[J].工程质量，2019（3）：889-890.
（编辑 王雪芬）
作者简介：徐其彬（1979—），男，湖北孝感人，中级工程师（经理助理），学士;研究方向：互联网技术。
作者：徐其彬
业务网络和IP化论文 篇2：
多业务推动移动承载网络全ＩＰ化
与移动业务网络的IP化相应，移动承载网络也将逐步从核心到接入实现端到端的全IP化。未来几年，我国移动业务和承载网络的IP化进程将随着3G网络的全面部署将显著加速，随着后3G移动宽带网络的部署，将迎来全面IP化的时代。
随着即将到来的中国3G网络的大规模部署，移动数据业务的发展将步入更加精彩纷呈的时期。2G时代的移动业务主要以话音为主，到了3G时代将呈现话音和数据业务并重的态势，而到了后3G时代，将是移动宽带时代。在移动网络的演进中，IP将从边缘走向中心，为包括话音在内的所有业务提供融合的基础。
移动承载网络IP化到来
移动承载网络IP化的目标是建设一个统一承载所有业务的、端到端基于IP技术的承载网，基于该IP承载网可运营新一代的、基于IP的移动业务。从这个角度来看，移动承载网络及其运行的业务的IP化程度是移动网络IP转型程度的一个显著标志。移动承载网络，特别是移动回传网络的IP化改造主要受以下这些需求的影响。
一是大幅度降低每比特的传输成本。国外移动运营商的回传网络大多是通过租用电路来组建的，在2G时代，租线成本约占到总体运维成本的5%左右，尚处于可承受的范围内。到了3G时代，随着数据传输量的增长，对回传网络的带宽需求也将迅速增长。然而，由于数据业务的特点就是业务收入的增长幅度总是低于业务流量的增长幅度，因此，能否大幅度降低每个比特的传输成本，是数据业务能否持续健康发展的决定性因素。对于国内运营商来说，虽然回传网络大多是自建的，但是数据业务对高带宽低成本传输网络的内在需求，也必然推动国内的移动运营商去寻求传统的TDM技术以外的、更适于数据业务要求的移动回传解决方案。
二是基站上联接口向高带宽演进所带来的影响。随着数据业务的逐步引入，基站上联带宽将逐步从2G时代的1-2个E1增加到3G时代的2-4个E1，HSPA等移动宽带业务的引入更将把基站的带宽需求再提升一倍或以上。随着基站上联带宽需求的提高，逐步在基站上联接口引入新的高带宽低成本的以太接口来代替多个传统的E1接口将成为合理的选择。这一趋势将推动电信级以太网技术在移动回传网络的部署。
三是电信转型的战略需求。随着3G移动网络向后3G移动宽带网络的发展，包括移动业务在内的所有电信业务店都将逐步向IP迁移和融合。对于运营商来说，拥有一张端到端从接入到骨干的、基于IP的多业务承载网络将为话音、视频、数据、移动等多重业务的融合提供前提条件，也将为运营商的成功转型打下坚实的基础。
与移动网络分为核心网和接入网类似，移动业务的承载网络也分为核心网和接入网两部分，二者的IP化策略是相似的，即都是核心网首先进行IP化；随后，在市场需求和技术发展的驱动下，逐步推进接入网的IP化。目前，全球3G业务已步入发展的高峰期，主流的移动运营商大多已建设了骨干IP专用承载网，用以支撑3G核心业务网的部署。中国的3G业务也已处于蓄势待发的前夜，中国主流的移动运营商也为此做了充分的准备，纷纷为3G业务而新建了大规模的骨干IP专用承载网。总的来说，移动承载网络IP化的第一阶段工作已大体完成。随着移动承载网络IP化第二阶段的工作提上议事日程，业界的注意力正逐渐聚焦于移动接入网的IP化上来。
与核心网相比，接入网的IP化面临着更复杂的问题。一方面，由于量大面广，接入网在总体投资里占了大部分份额，接入网的更新改造必须更多地考虑成本因素；另一方面，正由于接入网改造的复杂性，改造时就不能仅限于考虑短期的业务需求，还应该兼顾业务和网络发展的长期需求。换句话说，在电信业务宽带化的趋势下，接入网的演进方案不仅要瞄准近期的3G需求，还应当考虑到如何容纳HSPA等更高级的移动宽带业务。近一年来在欧美发达地区，移动宽带业务已成为移动业务发展的热点，相信不用很久，中国国内也将逐步引入这些最先进的移动业务。
移动承载网IP化解决方案
为适应电信IP转型的大趋势，结合自身丰富的产品线，阿尔卡特朗讯对移动承载网络从TDM向全IP演进的市场需求进行了全面的梳理和提炼，在全球首次提出了全方位、多样化的META解决方案(MobileEvolutionTransportArchitecture，移动网络的演进方案)，覆盖了从核心网到接入网的端到端需求，提供了从光传输、IP/MPLS分组数据、微波传输、DSL/GPON接入到基站内置接入模块等多样化的移动回传手段，为移动运营商提供了适应于不同场景、不同层次需求的移动承载网络向全IP演进的解决方案。
根据移动运营商所采纳的网络演进途径和阶段性目标，META解决方案的核心网络分别基于阿尔卡特朗讯7750SR业务路由器或7670RSP路由交换平台，配合多种光传输手段，形成了具备电信级可靠性和可用性的、兼容2G/3G/后3G等多种无线接入网、兼容TDM/ATM/以太/IP等多种移动回传技术的IP核心承载网络。META移动网络部分提供了从光传输、IP/MPLS分组数据、微波传输、DSL/GPON到基站内置接入模块等多样化的选项，能够分别适应于移动运营商从以2G的话音为主，到3G的话音和数据并重，直到后3G的移动宽带业务为主的不同发展阶段的移动网络。
其中，基于IP/MPLS分组数据技术的多业务移动回传解决方案是尤为重要的组成部分。与其他移动回传技术相比，IP/MPLS技术具备一些独特的优点：
一是与基于SDH的多业务接入技术相比，基于IP/MPLS的多业务接入技术具备更高的带宽，支持数据业务的统计复用，能更好地支持未来的HSPA等宽带移动业务。与其他一些基于以太的数据技术相比，基于IP/MPSL的接入技术具备从TDM、ATM、以太到IP的多业务支持能力，能够支持2G/3G/后3G等各种基站接口，技术和设备的成熟度也更好，更加适合目前从2G向3G、后3G演进的过渡阶段。
二是基于IP/MPLS的多业务接入技术采用了与IP骨干网相同的技术，与骨干网具有更好的一致性和融合性，这将大幅降低投资和运维的成本。
阿尔卡特朗讯基于IP/MPLS的移动回传解决方案基于IETF标准的伪线技术，通过在MPLS隧道里封装和传送各类业务数据，包括以太帧、ATM信元和电路仿真信号，实现了在单一IP/MPLS网络里承载多业务的目的。位于网络边缘的多业务接入设备是关键的环节，由它把现有的多种接口的基站接入回传网络，并执行数据格式转换功能，把n×E1电路信号、n×E1ATM/IMA信号或以太帧转换为IP/MPLS网络里的各类伪线。7705SAR作为2G基站、3GATM基站或3GIP基站的接入路由器，正是起了这种关键的作用。
业务发展的需求推动着移动网络技术不断地从话音、数据进而向移动宽带方向发展。随着移动网络经历了不同的发展阶段，IP技术在移动网络里的应用也经历了从无到有，从边缘的叠加性技术到核心的基础性技术，最终将实现从网络层到业务层、从核心层到接入层的全方位多层次的IP化。在此过程中，承载网络的端到端IP化是移动IP化的主要目标之一，也是移动运营商成功实施IP转型的必由之路。
作者：张立新
业务网络和IP化论文 篇3：
5G新需求下无线网络重构的若干思考
摘要：认为无线网络重构技术是满足日益增长的数据业务需求的关键，虚拟化是实现无线网络重构的有效手段。通过无线网络架构的逻辑抽象和资源的池化虛拟，能够满足5G多种类型业务广泛连接的需求，并提供超高性能的数据传输体验。此外，还指出了无线网络虚拟化面临的挑战，认为未来的无线虚拟化网络将与大数据、人工智能等技术相融合，变得更加智能、灵活和高效。
关键词： 5G；无线网络虚拟化；架构
1 虚拟化实现5G无线网络的重构
无线通信的飞速发展正在深刻改变社会生产和生活方式。推动无线通信技术发展可以抢占新一轮科技革命和产业变革制高点，重塑全球竞争力优势。在这种需求背景下，5G的研发和演进成为了重中之重，然而发展无线通信技术面临着许多新数据业务形势下的艰巨挑战。
首先，移动数据量仍然急速增长。无线网络提供了诸如多媒体数据服务、电子商务、电子政务、物联网等种类丰富的无线数据业务，一方面满足了公众多样的数据需求，另一方面其带来的数据量的压力也是巨大的。根据国际电信联盟报告及工信部统计数据等资料预计，同2010年相比，2030年全球移动数据流量（仅移动业务数据）将增长近2万倍，而中国的移动数据流量增速高于平均水平，其增长将高达4.2万倍[1]。如何保障如此庞大的需求将会是严峻挑战。
第二，移动终端数量将迅猛增长。5G网络的目标之一是实现万物互联的物联网，这不仅将移动通信设备，也将工业设备、家具电器等电子终端融入了无线网络，网络中的设备数量将成倍增长。根据思科等的资料预测：到2020年，全球联网移动设备数量将达到250亿，并继续加速增长；物联网连接数到2020年达到72亿，2030年将接近1 000亿[1]。
第三，数据业务种类多样化，高可靠和低时延要求的数据业务增加。随着移动互联网提供的数据业务种类多样化，数据业务对网络的需求不再仅仅是传输容量的增加，一些新型的业务类型，如：高速铁路通信、虚拟现实、云协作、车联网等，均要求得到高可靠性和低時延的通信服务。如何在满足传输容量的基础上，满足差异化的数据业务需求，也将是5G面临的巨大挑战。
数据流量的快速增长，业务流量的不均匀分布和数据业务类型多样要求网络具备灵活的链路调配能力和对不同数据业务的适配能力，换言之，网络的重构技术是满足新形势下数据业务需求的关键。然而，要实现网络的重构，技术上还面临严峻挑战。首先，当前无线网络中设备数量庞大且种类多样，对应的无线资源也丰富多样，这些无线资源难以统一调度；第二，现有无线网络中的设备体系是垂直化的，网络缺乏弹性，扩展性不佳；第三，当前无线网络中很多业务服务形式仍然是紧耦合的，不利于网络的重构。
面对这些挑战，解决的关键是如何实现无线资源和网络基础设施的共享调度，建立面向业务服务的逻辑网络架构。无线网络虚拟化给出了解决的办法，通过网络的虚拟化、软件化，使网络可以在通用的平台上进行重构，具有良好的扩展性；同时，无线网络虚拟化将无线网络中多种多样的无线资源进行池化和划分，可以以构件的形式对不同颗粒度的无线网络资源进行剪裁和组合，实现了网络中多种资源的统一灵活调度；此外，无线网络虚拟化对网络功能的抽象也为网络业务的解耦合，进而实现网络的重构提供了解决方案。
无线虚拟化网络能够打破网络间的壁垒，使资源利用更有效率，网络管控更加灵活，网络的可重构性使网络升级更加便捷，成本更低，在保障用户体验的同时，降低运营商的投资成本和运行成本。因此，虚拟化是实现无线网络重构，满足5G新形势下业务需求的有效手段。
2 无线网络虚拟化的内涵与挑战
无线网络虚拟化，就是借用有线网络中软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的思想，将无线资源如频率、时间、编码、功率等虚拟为一个统一的资源池，对资源池的无线资源进行按需整合，从而使不同类型、不同需求的无线数据业务形成各自针对性的逻辑网络，这种逻辑功能上的网络相对于传统物理上的网络，是虚拟化和相互独立的。根据国际电信联盟电信标准局的定义，无线网络虚拟化包含了如下两个关键技术特征[2]：
（1）将各种网络资源整合并抽象的能力，例如资源池化和网络切片；
（2）网络间灵活管控的能力，例如：控制与业务平面安全隔离等。
无线网络虚拟化技术能够通过整个网络的协作与共享实现网络资源的最优配置。它能够超越网络物理层面的界限，实现整个网络的负载均衡和无缝覆盖。网络资源利用率可以得到提升，同时，灵活的网络管理能够简化网络功能和控制流程，大大降低网络的投资成本和运行成本。
网络虚拟化技术在有线网络领域已应用于虚拟局域网（VLAN）[3]、虚拟专用网络（VPN）[4]和主动可编程网络（APN），前两者将网络进行逻辑上的划分，APN则通过网络应用编程接口（NAPI）开放网络的物理资源。2009年，Nick McKeown等人提出了软件定义网络（SDN）[5-7]，更是助推了网络虚拟化研究在有线网络的展开。然而，无线网络与有线IP网有着巨大的不同：首先，无线网络具有地理特征的小区概念；第二，无线网络具有IP网络没有的信令；第三，无线资源是多种类多维度的。这些不同造成有线网络虚拟化技术并不能直接应用于无线网络。
无线虚拟化研究的任务和挑战主要分为以下几方面。首先，要设计出能够支持无线资源池化和无线网络重构的无线虚拟化网络架构。当前无线网络架构的静态、封闭，造成无线资源利用率低下，无线网络架构不能灵活重构，无法为用户提供广泛接入，也使得无线网络的升级换代周期漫长，且成本高昂。第二，要实现无线网络的控制与业务分离和无线网络协议的虚拟划分方法。虚拟划分无线网络协议能够实现虚拟逻辑网络的重构；而分离控制平面和业务平面能够有效降低无线网络重构带来的信令开销，提高信道资源的有效传输效率。第三，要研究多域无线资源的虚拟化方法，包括：虚拟资源的动态资源映射、分配以及迁移的方法和机理，对处理资源的基站进行水平共享，动态部署，按需分配。第四，要研究无线融合网络中通信、计算和存储多域资源的认知协同优化技术。无线资源是多维多域的，充分挖掘不同维度资源相互协作的潜力，如：计算换容量、存储换容量，是提升无线通信网络性能的新思路。
3 基于无线虚拟化的网络架构演进
无线通信技术发展到4G，传输技术已得到极大地提升，我们通过各种技术已经逼近了香农公式给出的信道容量极限，如果没有新的开创性理论被发现，那么寄希望于通过传输技术大幅度提高链路传输速率和频谱效率已经非常困难，而网络技术将会是继续提升通信性能的突破点。从1G到4G，通信网络的架构并没有很大改变，然而现有的蜂窝控制的无线网络架构，已经无法满足网络向虚拟化发展的要求，因此，对无线网络架构重新设计，使之能够支撑无线网络虚拟化成为关键。
不同于现有网络以设备单元划分的网络结构，无线虚拟化网络的架构按照功能的不同，划分为3个功能平面：认知平面、虚拟化控制平面、数据平面。我们借助图1对无线虚拟化网络架构的组成和各功能平面间的关系进行说明。
这个架构的新颖之处是在原有无线网络架构中加入了认知平面、控制平面，与数据平面共同存在，各平面可以实现如下所述的功能。
认知平面。网络虚拟化需要实现对资源的灵活管控和共享，这需要捕获网络的状态，包括：业务类型，可用接入网和其位置、无线资源、用户要求等。认知平面可以从核心网和接入网获取网络状态信息，并将所获得的网络中业务类型和可用的无线资源信息提供给控制平面，为控制平面划分网络切片，实现资源共享提供参考。另一方面，认知平面收集接入网资源和位置的信息，根据业务特征相似度，将相似度高的小区划分为群落，减少控制平面进行资源管理时的复杂度。
虚拟化控制平面。控制平面收到认知平面提供的网络业务状态和接入网信息后，根据可用资源和用户业务将网络资源切片。每个切片是网络资源共享的单位，其构成可能是多种资源，如图 1右侧所示。用户分到网络切片，代表着可以使用对应的基础设施和无线资源。例如用户分到的切片由无线局域网（WLAN）和长期演进网络（LTE）资源组成，表示用户可以使用对应WLAN和LTE接入点和其资源来传输数据。
数据平面。数据平面包括了所有的接入网和其无线资源。在异构网络中，它由LTE、3G、WLAN、D2D网络等以及对应无线资源构成。数据平面承载了网络中数据的传输。在无线虚拟化网络中，数据平面的資源，如频谱和基础设施，被控制平面切片并分配各用户。
这3个平面协作实现了无线网络虚拟化。认知平面利用认知无线网络技术，对网络环境进行感知，将网络信息（如业务需求类型、地理位置、流量大小、用户种类等）反馈给虚拟化控制平面。虚拟化控制平面采用“联邦管控”的集中加分布的方式管理网络，即根据认知平面反馈的网络信息，按照地理位置和业务特征相似度集中地将无线网络设施（如基站、热点）划分为小区簇；而在每一个小区簇里，各种设施的无线资源抽象为一个资源池，再在簇内按照本簇业务特征对簇内资源池的资源进行切片划分，每一个资源切片中包含的无线资源则映射到数据平面对应的物理资源上，在数据平面中传输数据。
需要指出的是对网络设施（如基站和热点）进行分簇，以联邦群落的方式进行管控，能够在相似业务特征的小区内，把资源切片的复杂度大大降低，这使超密集5G异构网络的资源灵活分配成为可能。此外，群落式分布管理也利于无线虚拟化网络简化信令流程。
4 虚拟化中灵活的资源管控技术
无线虚拟化网络为无线网络的重构提供了架构基础，在此之上，如何进行无线资源的灵活管控，关系到虚拟化网络的重构效果。无线虚拟化网络中资源的管控技术包含多流传输技术和授权/非授权频谱的聚合技术。
多流传输技术是指数据业务能通过多条无线链路同时进行上、下行传输。我们回想无线虚拟化架构中控制平面将无线资源切分成资源切片，每一个资源切片中包含两方面资源：一是无线资源，如频谱的分配；二是接入网络，如Wi-Fi接入点和LTE接入点的分配。利用资源切片中的多种资源进行数据传输，是多流技术的主要目的。我们以一个简单的例子进行说明，假设某一用户被分配到的资源切片中包含LTE和WLAN资源，表明该用户可以使用对应的网络资源进行数据传输。根据切片里WiFi资源和LTE资源的比例和计划传输的数据业务的特征（如服务质量（QoS）需求、数据大小等），控制器将业务数据按比例拆分成合适大小的数据包并编好序列，分别经由Wi-Fi网络和LTE网络传输数据。当数据到达终端时，各链路数据包按照包序列重构为原始业务流。
多流传输技术整合了不同的接入网资源，但另一方面，频谱资源也需要我们相应地整合利用。由于现有的频谱分配政策，导致频谱离散化与碎片化现象特别严重，这些频谱碎片带宽窄，无法支撑5G超高速率数据传输。因此，将碎片化的零星频谱资源重构为一段虚拟的大带宽频谱有着极为现实的意义，这用到了授权/非授权频段的载波聚合技术。
在5G移动通信系统中，需要传输的业务种类十分丰富，如实时控制数据、实时视频数据和高速下载数据等，不同业务的传输性能要求不同，需要将业务与多个离散频段上的时频资源进行聚合，统一调度来提高资源利用效率。授权频谱的载波聚合基于信道质量的反馈，主要涉及终端的成员载波分配与每个成员载波上的时频资源的调度。离散成员载波所处的频段、覆盖范围与负载条件不同，并且不同终端在同一个成员载波上的信道条件差异很大，需要采取有效的调度方法来利用多频段载波的差异性、载波对终端的差异性与终端业务间的差异性，为终端分配频谱资源，提升网络对业务的服务质量。可以通过在最小负载（LL）成员载波选择方案中加入用户在成员载波上的信道条件，并利用成员载波上数据缓存的大小来衡量载波负载，以达到充分利用多个成员载波的频率分集特性和实现成员载波间的负载均衡的目的。
非授权频谱的载波聚合则是考虑频谱质量与业务需求匹配性。由于非授权频段存在多个通信系统，需要考虑载波聚合系统在非授权频段与已有通信系统的共存，故非授权频段的频谱资源對于载波聚合系统并不是持续可用的，也使得载波聚合系统的可用带宽是动态变化的。相比授权频段载波聚合，非授权频段的可用带宽大，传输速率高，适合非实时数据量大的业务传输，如文件下载类业务。但是其接入的不稳定性，无法保证数据包低时延传输。为了定量评估授权频段载波与非授权频段载波接入质量的差异性，可以采用载波聚合系统在各频段上的接入时延作为衡量指标。在授权频段可以持续接入；在非授权频段，可以根据采用的退避机制与频段的占用情况计算出其接入等待时延，同时采用业务数据包所能容忍的等待时延与所需的传输速率来定量评估业务对服务质量的需求。然后进一步可以根据成员载波的带宽与接入时延来计算与不同业务的匹配度，使授权载波尽量传输时延要求高的业务数据包，非授权载波尽量传输时延要求低和总传输数据量高的业务，从而有效地利用授权频段与非授权频段的差异性和用户业务的差异性，提高无线网络的服务质量。
5 結束語
面对无线数据业务需求不断扩大、种类日益繁多的新形势，5G无线网络需要实现虚拟化，以根据不同业务需求灵活管控和重构网络，提高无线资源的使用效率，满足各种业务用户的数据传输体验。无线虚拟化网络从架构上满足了5G网络“一个逻辑架构，多种组网”的架构要求，适应了网络演进与变革的趋势，为网络的长期演进提供了支撑。然而，我们也应该看到，随着通信技术迈向5G，通信的智能化时代也将来临，在无线虚拟化网络基础上，如果将大数据科学、人工智能技术融入到网络的管控中来，网络的虚拟化将更加适应和匹配无线网络多种多样的数据业务需求。可以预见，未来的虚拟化无线网络也将变得更加智能、更加灵活、更加高效。
参考文献
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作者：冯建元 冯志勇 张奇勋