【摘要】：5G網(wǎng)絡(luò)面臨著多種多樣的業(yè)務(wù)需求和不斷變化的應(yīng)用場(chǎng)景,例如具有更高帶寬、更低時(shí)延的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù),超高可靠性、超低時(shí)延的垂直行業(yè)應(yīng)用以及支持海量用戶(hù)連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。為應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的巨大挑戰(zhàn),NGMN(Next Generation Mobile Networks)發(fā)布5G白皮書(shū)并提出端到端網(wǎng)絡(luò)切片方案。白皮書(shū)指出端到端的網(wǎng)絡(luò)切片至少應(yīng)具有如下功能:選擇傳送網(wǎng)、配置網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體、切片隔離和資源管理等功能。此前,國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector)第 13研究組主要側(cè)重于核心網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體的切片管理和軟件化,但并未實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)絡(luò)的切片工作。同時(shí),5G傳送網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)涉及到多廠商設(shè)備和多技術(shù)系統(tǒng)的混合使用。實(shí)現(xiàn)端到端的切片管理要求在設(shè)計(jì)5G切片方案時(shí),需要考慮設(shè)備間的差異,5G架構(gòu)各網(wǎng)絡(luò)段的協(xié)同管控和多場(chǎng)景下租戶(hù)切片業(yè)務(wù)的管理。如何實(shí)現(xiàn)面向5G傳送網(wǎng)絡(luò)的混合異質(zhì)多租戶(hù)切片,構(gòu)建端到端的切片系統(tǒng)是個(gè)難題。另一方面,5G二級(jí)前傳和回傳網(wǎng)絡(luò)段承載大量業(yè)務(wù),任何故障都會(huì)帶來(lái)巨大的資金損失和海量數(shù)據(jù)丟失。致力于提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的5G傳送網(wǎng)切片應(yīng)提供高可靠性的切片服務(wù)。可靠性指切片服務(wù)在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成承載切片業(yè)務(wù)功能的能力,高可靠性切片表示切片網(wǎng)絡(luò)具備更低的網(wǎng)絡(luò)阻塞率和快速的功能恢復(fù)能力。但是,在擁有靈活管控功能和隔離功能的5G傳送網(wǎng)絡(luò)切片領(lǐng)域,還沒(méi)有較為深入的高可靠性切片研究。同時(shí),在持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)要求下,各運(yùn)營(yíng)商對(duì)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的成本要求越來(lái)越嚴(yán)格。如何提供一個(gè)服務(wù)質(zhì)量好、成本低的高可靠性切片是項(xiàng)挑戰(zhàn)。為解決以上難題,實(shí)現(xiàn)面向5G傳送網(wǎng)絡(luò)的混合異質(zhì)多租戶(hù)切片管理,本文分別從端到端多租戶(hù)切片系統(tǒng)和高可靠性切片管理兩個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新性研究。首先,在構(gòu)建端到端多租戶(hù)切片系統(tǒng)方面,設(shè)計(jì)一種高效分層集中式管理架構(gòu)。該架構(gòu)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和跨層協(xié)商機(jī)制,保證端到端切片管理和多業(yè)務(wù)場(chǎng)景的靈活接入,有助于拓展新業(yè)務(wù)和提供定制化服務(wù)。同時(shí),在傳送網(wǎng)絡(luò)的一級(jí)前傳網(wǎng)絡(luò)段中使用可靠性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,PON)技術(shù),二級(jí)前傳和回傳網(wǎng)絡(luò)段中分別使用基于二層交換和三層交換的傳送效率高的軟件定義分組傳送網(wǎng)(Software Defined Packet Transport Network,SPTN)技術(shù)。采用靈活的協(xié)議拓展策略屏蔽各種技術(shù)和多供應(yīng)商設(shè)備的差異,解決混合組網(wǎng)不兼容問(wèn)題。然后,基于虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離策略為傳送網(wǎng)切片提供按需資源,并減少切片間的流量干擾。另一方面,為實(shí)現(xiàn)提供服務(wù)質(zhì)量好、成本低的高可靠性切片目的,設(shè)計(jì)出一種基于部分保護(hù)策略的高可靠性切片方案。方案中的“部分保護(hù)”是指將切片業(yè)務(wù)分解為多個(gè)細(xì)粒度更小的基層切片,然后提供切片的部分資源即部分基層切片實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)單鏈路故障下的保護(hù)。該方案充分的利用傳送網(wǎng)切片具有靈活管控和資源隔離的優(yōu)勢(shì),使保護(hù)資源能更快的進(jìn)行故障恢復(fù)和定向保護(hù)。在部分保護(hù)策略基礎(chǔ)上,提出兩種算法:“等比切片部分保護(hù)算法”和“均衡切片部分保護(hù)算法”。“等比切片部分保護(hù)算法”將業(yè)務(wù)請(qǐng)求均勻分配到多條路徑上,具有高性能獲取最短多路徑集合和智能化遍歷方案實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)。“均衡性切片部分保護(hù)算法”結(jié)合鏈路的可用容量比例和資源約束擇優(yōu)方式,能更加平衡的分配業(yè)務(wù)資源,在網(wǎng)絡(luò)阻塞率的表現(xiàn)上更有優(yōu)勢(shì)。在綜合考慮網(wǎng)絡(luò)阻塞率和成本的情況下,實(shí)驗(yàn)表明,部分保護(hù)策略比全保護(hù)策略有更大的優(yōu)勢(shì)。
【圖文】：

功能和特定的配置集合組成，這些配置針對(duì)特定用例或業(yè)務(wù)模型進(jìn)行組合。因此，逡逑５Ｇ切片可以跨越網(wǎng)絡(luò)所有域，包含云節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的軟件模塊，，網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體以逡逑及前傳回傳中的傳輸資源［９］。如圖１－１所示，在基礎(chǔ)設(shè)施中不同的網(wǎng)絡(luò)資源切片逡逑１逡逑

點(diǎn)上運(yùn)行的軟件模塊，網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體以及前傳回傳中的傳輸資源。逡逑在２０１６年１１月，中國(guó)移動(dòng)５ＧＣ－ＲＡＮ白皮書(shū)提出一種ＣＵ／ＤＵ架構(gòu)得到產(chǎn)逡逑業(yè)界與學(xué)術(shù)界的高度認(rèn)可，架構(gòu)如圖１－２所示。在架構(gòu)中，一級(jí)前傳網(wǎng)絡(luò)使用的逡逑傳輸技術(shù)也要求有時(shí)延低的特性。數(shù)據(jù)傳輸可以采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Ｐａｓｓｉｖｅ邋Ｏｐｔｉｃａｌ逡逑Ｎｅｔｗｏｒｋ，邋ＰＯＮ）技術(shù)，或者是米用邋ＷＤＭ邋（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ逡逑Ｎｅｔｗｏｒｋ）光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［２２］。對(duì)于ＣＵ至ｌｊ邋ＤＵ之間的前傳網(wǎng)絡(luò)和ＣＵ至ｌｊ邋ＣＮ的回傳逡逑網(wǎng)絡(luò)，可以采用軟件定義光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，具備集群處理的優(yōu)勢(shì)逡逑和網(wǎng)絡(luò)管控的靈活性。逡逑＿二

本文編號(hào)：2682000