王彩虹

摘 要 隨著數(shù)字化中國的建設，全國統(tǒng)一的互聯(lián)時代即將來臨。流量帶寬的加大、流量資費的降低，促使運營商加快網(wǎng)絡轉型。5G網(wǎng)絡的部署離不開NFV技術，NFV云化促進網(wǎng)絡轉型，而5G核心網(wǎng)演進實現(xiàn)網(wǎng)絡轉型。NFV技術的運用需要一定的條件，要一改傳統(tǒng)通信核心網(wǎng)的機房設備以及內部軟硬件技術，才能夠保證虛擬化技術的順利運行。本文對通信核心網(wǎng)NFV技術的部署策略進行探究。

關鍵詞 NFV技術；SDN；解耦；分步推進

中圖分類號 TN91 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）208-0096-02

NFV通過虛擬化技術，將軟硬件解耦，從而能快速地對業(yè)務進行部署。在核心網(wǎng)引入NFV技術，是滿足通信互聯(lián)網(wǎng)時期業(yè)務和產(chǎn)品極大豐富化的需求，實現(xiàn)業(yè)務和新功能快速上線、靈活部署的條件，是促進基礎資源動態(tài)共享，提高網(wǎng)絡運營效率的重大技術策略之一。鑒于NFV云化涉及設備形態(tài)、組網(wǎng)、規(guī)劃建設及運維管理的重大變革，屬CT/IT深度融合在專業(yè)通信領域內的首次落地實踐探索。部分運營商已經(jīng)開始規(guī)模的NFV網(wǎng)絡建設，希望借助NFV技術，在軟硬件解耦、硬件通用化、資源虛擬化、管理云化的基礎上，讓電信網(wǎng)絡架構更開放敏捷，加快業(yè)務上線速度，加速業(yè)務創(chuàng)新，同時能提升運維效率降，降低運營成本。

1 NFV技術部署策略

1.1 機房環(huán)境要求

NFV技術的順利運行需要相應的機房設備支持，但是目前我國的機房設備主要包括數(shù)據(jù)中心和傳統(tǒng)通信機房兩類，數(shù)據(jù)中心指的是具有安裝傳輸、核心網(wǎng)等通信設備功能的新型數(shù)據(jù)中心，不僅具有較低的成本，而且可以以較高的效率完成數(shù)據(jù)的傳輸和通信。傳統(tǒng)通信機房是為了滿足核心網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、支撐網(wǎng)、傳送網(wǎng)等傳統(tǒng)設備而設立的機房，傳統(tǒng)通信機房相較于數(shù)據(jù)中心來說數(shù)量更多，使用率更高。NFV技術的運用需要建立起電信云機房，國家只有根據(jù)NFV技術的發(fā)展進程對機房進行相應的改進，才可以實現(xiàn)技術的順利運用。首先NFV應該建立起新型的數(shù)據(jù)中心，使用新型的多檔單機架，新型空調系統(tǒng)，滿足NFV技術的運行條件。新型的數(shù)據(jù)傳輸除去傳統(tǒng)的外網(wǎng)連接，還需要建立IP承載網(wǎng)專網(wǎng)、連接網(wǎng)管、計費開通的專網(wǎng)等。在進行新型電信云機房的過程中，為了滿足NFV技術的下沉需求，需要對中心數(shù)據(jù)的周邊承載網(wǎng)絡進行提前規(guī)劃，一改傳統(tǒng)中心機房與通信機房數(shù)量差距過大的弊端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的下沉需求。電信云機房要做好容災備份，具備不同路由的市電和傳輸。

以數(shù)據(jù)中心機房為核心，分級部署NFV。數(shù)據(jù)中心機房整體建設思路是分集團、區(qū)域、本地、邊緣四級，每級承載不同的業(yè)務，滿足不同用戶的體驗訴求。集團級主要承載集約化運營業(yè)務，如運營商的公有云業(yè)務、集約化IT等。區(qū)域級以承載有屬地化需求和計算類敏感的業(yè)務為主，如政企業(yè)務以及省份IT；控制面和信令面網(wǎng)元也可以集中部署在區(qū)域級。本地級主要部署轉發(fā)敏感類網(wǎng)元（時延要求高），用戶面網(wǎng)元跟隨CDN下沉到地市，滿足用戶對高清視頻等業(yè)務的體驗訴求。邊緣級更進一步，部署對轉發(fā)極度敏感的網(wǎng)元（時延要求極高），用戶面網(wǎng)元跟隨CDN下沉到基站位置，滿足未來用戶業(yè)務的極致體驗訴求。

1.2 軟硬件解耦部署

NFV技術在使用的過程中，將傳統(tǒng)的網(wǎng)元分為硬件層、虛擬層、虛擬網(wǎng)元層，因此傳統(tǒng)的由廠商統(tǒng)一提供和維護的軟硬件設備被替換成不同型號的通用設備。虛擬化網(wǎng)元架構相較于傳統(tǒng)網(wǎng)元架構來說，增加了由虛擬機監(jiān)控器組成的虛擬層。在解耦方面，分為二層解耦與三層解耦，即軟硬解耦和軟軟解耦。運營商普遍采用三層解耦模式，只有分層解耦才能滿足NFV開放、開源的要求，形成“應用軟件+云操作系統(tǒng)+通用硬件”架構，不僅實現(xiàn)軟硬件解耦，更實現(xiàn)了應用軟件與運行平臺的解耦，構建開放、敏捷的電信網(wǎng)絡，實現(xiàn)ICT轉型。

NFV開放合作的理念即是分層解耦模式。NFV基于分層解耦后軟硬件解耦開放性不同的特性，將集成策略分為單廠家、共享虛擬資源池、硬件獨立、三層全解耦等4種方案。分層解耦模式下的各層產(chǎn)品，都可以由不同廠家提供有競爭力的產(chǎn)品，運營商可在每層靈活選擇有競爭力的解決方案，有效避免廠商鎖定。為保障現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務穩(wěn)定，在建設引入NFV技術的初期，虛擬層和主要VNF網(wǎng)元建議同廠家建設，先做二層解耦，從軟硬件解耦入手，實現(xiàn)硬件和軟件的分離，在硬件層面實現(xiàn)資源共享。技術成熟穩(wěn)定后，可以實現(xiàn)三層解耦，即可實現(xiàn)不同廠家不同網(wǎng)元軟硬件資源的共享，并達到硬件層、虛擬層、虛擬網(wǎng)元層采用不同廠家，避免對同廠家過度依賴。三層全解耦方式對技術要求較高，運營商可以先采用硬件獨立設置的方式進行解耦，逐漸實現(xiàn)三層全解耦。

1.3 SDN組網(wǎng)演進

NFV技術是通過靈活的資源調度從而尋找最佳資源調度方案，為了實現(xiàn)靈活的資源調度，NFV技術需要采用SDN架構，即采用集中式控制面和分布式承載面的扁平化網(wǎng)絡，以便于更好地進行資源調度。NFV負責把各種網(wǎng)元進行虛擬化，而SDN負責把傳統(tǒng)網(wǎng)絡進行虛擬化，并且使網(wǎng)絡作為管道變得更加智能。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡業(yè)務需求新增或改變，需要在每一層網(wǎng)絡設備（路由器、交換機、防火墻）上修改配置，工作量大且繁瑣。SDN技術屏蔽了來自底層網(wǎng)絡設備（路由器、交換機、防火墻）的差異，無需反復配置每個節(jié)點的路由器，網(wǎng)絡中設備是自動化連通的，使用時只需定義簡單的網(wǎng)絡規(guī)則即可。路由器自身內置的協(xié)議可以變更，通過編程的方式即可對其修改，實現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)交換性能。

2 NFV分步實施策略

2.1 基于網(wǎng)元特性部署

按照“從控制到轉發(fā)、從核心到邊緣、從增量到存量”策略，分步推進網(wǎng)元功能的虛擬化?；诰W(wǎng)元特性，綜合考慮產(chǎn)品成熟度、部署需求、技術實現(xiàn)難度等問題，建議采用從EPC/IMS域信令面網(wǎng)元（MME）向數(shù)據(jù)面網(wǎng)元（PCRF），再向媒體面網(wǎng)元（VOLTE SBC、SAEGW）漸進式部署。智能網(wǎng)、彩鈴平臺等基礎通信相關的業(yè)務平臺，也可逐步部署。

2.2 基于業(yè)務領域部署

將圍繞物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)、固定接入和VoLTE三大應用領域開展技術推進。在物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)方面，利用NFV的靈活擴展能力，提供多樣的物聯(lián)網(wǎng)服務。在固定接入方面，利用NFV架構優(yōu)勢，高起點發(fā)展固網(wǎng)，推進降本增效。在VoLTE方面，主要是利用NFV快速部署和升級的特點，利用規(guī)模性發(fā)展VoLTE新網(wǎng)絡。

3 NFV在管理上的變革

3.1 規(guī)劃建設流程的跟進

調整規(guī)劃建設模式，以適應NFV帶來的管理變革。制定分層分級的網(wǎng)絡規(guī)劃建設流程。并且現(xiàn)階段NFV電信云與私有云的硬件資源池、虛擬化系統(tǒng)、管理系統(tǒng)均獨立規(guī)劃建設。

3.2 運維體系的升級

加快構建分層維護、高效敏捷的運維體系。NFV的維護不再是某個網(wǎng)元，而是一個虛擬層。針對NFV技能維護需求，制定培訓計劃，提升技能，優(yōu)化團隊結構。

3.3 采購模式的變化

為了保障虛擬網(wǎng)元快捷入網(wǎng)，應研究適應NFV網(wǎng)絡建設的新型采購模式，分層級、分業(yè)務類型執(zhí)行采購。

4 NFV運用所面臨的挑戰(zhàn)

在運維方面，解耦后的處理方式和傳統(tǒng)方式差異很大，分成了硬件設備維護、軟件設備維護和虛擬化網(wǎng)絡資源編排及云管理維護等。運行維護的范圍也從以省級為單位向更廣范圍擴展，虛擬化網(wǎng)絡能實現(xiàn)區(qū)域級、集團級的統(tǒng)一控制和資源的靈活調度。為了完成網(wǎng)絡集成工作，要改變網(wǎng)絡維護模式，以分層維護模式取代網(wǎng)元分類維護模式，將硬件與軟件分類維護。政府還應當加強對于軟硬件專業(yè)維護人員的培訓，培訓一批高技能的維護人員。專用機房的建設，新型的IP網(wǎng)絡、信令采集、網(wǎng)絡安全等內容均需進行深入研究，保證NFV技術在各方面的順利運行。

5 結論

邁向5G必經(jīng)過NFV、SDN、API、大數(shù)據(jù)、ICN等網(wǎng)絡資源建設，第一步推進NFV進度，第二步部署C/U分離網(wǎng)絡。目前，電信云和IT云融合的統(tǒng)一資源協(xié)同編排能力建設，電信增強特性軟件能力建設，新型數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)的云化網(wǎng)絡體系架構等方面仍存在諸多挑戰(zhàn)，只有產(chǎn)業(yè)鏈中的各方齊心努力，通過實踐對其進行完善和推進，NFV、SDN等技術才能在網(wǎng)絡轉型中起到關鍵的作用。

參考文獻

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