基于SDN的5G移动通信网络架构

基于SDN的5G移动通信网络架构

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摘要:目前我国对移动通信网络系统提出了更高的要求,促使其突破自身的技术限制,逐步向5G移动通信技术发展。本文基于SDN背景下,简单的对5G移动通信网络架构作出以下几点探讨,以供参考研究。

关键词:SDN;5G移动通信技术;网络架构

一、5G关键技术

现阶段的5G技术将频谱效率大大提高,并且传送信息数据时无需调度,显著减少的终端消耗的功率与其它成本。在实际的技术运用中,5G技术不仅能够在现阶段使用技术的基础上将先进的无线技术整合其中,以便根据不同用户的不同需要提供不同的服务。另外,当蜂窝宏基站距离用户较远时,信息传输会受到一定的限制,5G中使用的超密集网络技术能够有效突破这种限制。该种技术能够在用户聚集较为紧密的位置形成蜂窝式区域,在很大程度上节约成本,减弱用户之间的互相干扰,提高传输信息的速度。相对于现在广泛应用的4G技术具有比较明显的优势,取得了广泛的认可。

二、SDN概述

2.1SDN独特构架

随着网络技术的不断发展,SDN技术也不断的深入,随之也出现了SDN相关网络框架的设计理念。对于该构架的设计分三个部分,分别是控制层、应用层以及基础设施层。对于应用层,主要是相关各类用户的业务信息,它通过将控制层与应用层相互连接,实现通过应用层的共性,给用户制定独特的网络需求服务。这样用户就可以实现自行管理和控制网络访问了。对于SDN的控制层,它主要包含了SDN中的各类控制器。各控制器通过与平面接口相互连接,然后就可以实现与基础设备的交互了,最后通过接受层对有关设备的信息交互进行上报,进而就可以获得该设备的状态了。控制层主要是通过对各个设备进行信息和命令的传输,就可以实现对整个网络的控制与管理。对于SDN的基础设施层来说,主要是通过各类设备转发数据,然后利用开放接口命令实现对控制层的服务。首先在实行转发设备时,要在受到控制层的命令和信息,才能对用户需要的信息数据进行转发、分类、更新或修改等操作,这样能够将网络向更简便化的方向发展。

2.2SDN的关键技术

SDN的关键技术主要有网络控制器和交互协议,还有SDN的可扩展技术等。对于SDN中的网络构成主要包括转发数据平面和控制平面之间的交互,还有就是应用平面和控制平面之间的协议。对于目前的技术,主要还是对数据转发和控制平面的交互进行深入的研究。而且很多人都是比较认可OpenFow形式的协议,它能够实现将数据设备以及数据转发等信息进行合理的控制与管理。对于SDN构架来说SDN控制器是非常重要的部分,它能够实现上层应用和底层转发设备的相互连接。该控制器包含了很多重要的技术,它能够对整个SDN网络系统进行集中管理和控制。虽然SDN技术具有较为高效和变通的管理技术,但是对于多个交互实现还是存在一定的问题,这严重的影响了网络的完整性。所以,对SDN实施了可扩展技术,它主要是将各个控制器间的主动与被动流标以及负载均衡进行有效的结合。

三、简析5G移动通信系统

3.1概述5G移动通信技术的应用场景

目前在我国飞速发展的社会市场经济过程中,发展日益成熟的物联网,以及不断升级的智能终端设备,都促使着移动通信技术必须要顺应时代的发展,对自身做出升级改造的决定。目前我国普遍应用的4G移动通信技术,其虽然在一定程度上提升了信息传输速率,并有效扩大了信息的储存容量,具备着相当显著的优势,但是在信息传输稳定性、用户终端容量等方面依旧存在较多的不足之处,甚至在区域覆盖密度方面也有着一定问题,这一方面不利于信息安全,另一方面也影响着用户的终极体验。在这种情况下,5G移动通信技术的出现,能够有效解除信号在传输过程遇到的限制,并能够提升信息传输安全性,其应用前景十分广阔[3]。

目前作为移动通信网络覆盖最为基础形式的连续广域覆盖场景,其除了能够稳定信号传输外,还能够将网络覆盖密度进行有效提升,5G移动通信技术在现阶段所接受的最大挑战之一,就是在相对恶劣的环境下,能否给用户提供的传输速度,始终保持在100Mbit/s左右,然而要想保障传输速度始终处在高质量的情况下,就必须要能够发展出更加高容量的场景区域。在局部区域中,提升信息传输的功率,才能够将信息传输的容量以及速率提升,这对移动通信技术保障高质量的传输速度,有着一定的积极作用,对物联网发展以及智能终端发展均有着促进意义。

3.2概述5G关键技术

事实上,通过5G移动通信技术所支持的不同应用场景,其本质上存在一定的差异性,各不同应用场景的用户业务指标也相应的存在一定的差异。那么现有技术如何在优化革新的过程中,发展成更加新型的关键技术,就成为当前移动通信十分关注的焦点问题。目前5G移动通信技术普遍是通过将关键技术进行升级以及融合,来保障信号传输始终处在高质量的情况下,其中5G移动通信技术,在利用天线阵列技术的过程中,提升了信号传输频谱效率,对移动终端信号传输质量提高有着重要的作用,同时作为5G关键技术之一的多址技术,其也能在信号传输环境十分不利的情况下,有效提高其信号接收能力,保障信号传输质量。另外,5G移动通信技术在与SDN进行有效架构的过程中,一方面处理了信号在传输设备上遇到的不足之处,另一方面也有效保障了信号传输的稳定性。

四、基于SDN下5G移动通信技术网络架构

4.15G云架构

随着信息化进程的快速推进,我国云计算技术以及SDN、NFV也获得了极大的发展机会,在发展与设计5G移动通信技术网络构架的过程中,将SDN与云计算技术有效融入进去,成为当前全世界移动通信技术发展的主要方向。这种模式设计,主要是简化分组核心网络,从而实现高效网络管理,其主要通过集中式本地云、接入云以及分布式局域云组成,其中分布式局域云主要依赖于接入云不同数据形成一个或者一个以上的数据中心,然后再对用户的移动终端设备进行有序化分布式管理。

4.25G多控制器架构

现阶段我国网络传输设备中,存在着较多的不足问题,其中主要以信息传输滞后、以及信息传输缺乏稳定性为主要特征,基于此,我国移动通信技术研究与开发工作人员,积极投入并在基于SDN下,调计研制出5G多控制器架构。这种网络架构主要是由云架构与网络传输组成,其能够实现动态信息传输,在不同容量间进行接入,尤其是在我国高频信息密集覆盖的区域中,这种5G多控制器网络架构,能够独立完成信息集成,将网络资源进行精简化,对资源利用更加充分,实现网络连接灵活性,进一步推动着新型业务的研究与开发。

在5G多控制器网络架构设计中,基站作为一种控制器,其主要的作用是将信息资源进行虚拟切片,然后再对这些经过虚拟切片的网络资源进优化调度,使资源传输更具有高效性。而无线接入网控制器,其主要作用是对上下层级控制器起到一个管理连接的作用,能够高度统一以及协调信息传输与信息设备支架的管理效率,有利于保障信息传输的稳定性,能够避免出现信息混乱弊端。

结语:

5G移动通信技术对现行通信技术进行优化,通过对通信网络构架的调整扩充传输容量,提高用户体验。由于5G技术能够满足市场的需求,在不久的未来将会成为热点技术。这种通信技术的进步不仅与移动通信技术的更新密不可分,还能进一步提高安全性与稳定性。基于SDN的5G移动通信网络架构不仅能够延长设备的使用周期,还能为信息的传输提供保障,将会得到广泛的应用。

参考文献:

[1]赵明宇,严学强.SDN和NFV在5G移动通信网络架构中的应用研究[J].移动通信,2015,(14):64-68.

[2]王胡成,徐晖,程志密等.5G网络技术研究现状和发展趋势[J].电信科学,2015,31(9):149-155.

[3]肖子玉.面向5G网络运营转型思路[J].电信工程技术与标准化,2016,29(3):1-5.

[4]王建国.NFV及SDN对运营商网络架构产生的影响[J].工程技术:全文版,2016(12):00152-00152.

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