5G移动核心网虚拟化云资源池部署研究

邵琳

摘要：随着现代化信息技术手段的不断发展与革新，促使我国科技水平有了进一步的提升，其中移动通信技术的发展便格为突出，当前，我国已逐渐进入第五代通信移动技术时代。相比于4G通信，5G的传输性能各方面性能都有较大的提升。但同时，随着社会生活水平的逐渐提升，人们对网络稳定性以及时效性等方面也有了更高的要求。基于以上观点，本文对5G移动网络技术的内涵以及使用价值进行分析阐述，进而对5G移动核心网虚拟化云资源池的基本架构进行分析研究，对5G移动核心网虚拟化云资源池部署所需条件进行探讨，旨在帮助相关人员进一步熟悉5G移动核心网虚拟化云资源池部署的策相关内容。

关键词：5G移动网络;核心网;虚拟化;云资源池

引言：2021年1月，中国移动与中国广电两大行业代表，在首都北京对“5G战略”的共同合作协议进行签署，宣布双方将发挥各自优势，计划在2021年至2022年内建设48万700MHz 5G站点，实现全国范围内的网络覆盖，一同打造“网络+内容”的生态形式，并促进5G网络的高效覆盖，从而切实提升人民百姓的生活质量，促进现代化数字化社会的进一步发展。由此可见，5G技术网络对当前社会进步的重要价值。同时，第五代通信移动技术其内部各网络结构及层次设计都具有较高的科学水平，发展前景相当广阔，需要相关行业的工作人员对第五代通信技术进行深度的分析测试，从而促使第五代通信移动技术更好地被广大人民群众所使用，并且促使我国第五代通信移动技术能够走在国际前沿。基于以上观点，对第五代通信移动技术的内涵以及第五代通信技术的使用价值进行分析，进而对5G移动核心网虚拟化云资源池的基本架构及5G移动核心网虚拟化云资源池部署所需条件进行探究，是一项建设性的研究课题。

1. 5G移动网络技术的内涵及使用价值

1.1 5G移动网络技术的内涵

5G移动网络技术（5th Generation Mobile Communication Technology）又称5G，是未来网络发展的主流趋势之一。5G相对于4G而言，其运转速率高、网络延时率低，同时还能做到一定程度上的能量节约，提高网络各设施设备的容量储备，是实现人机物间互相连接的一种网络基础设施，同时，也是属于采用蜂窝无线组网方式进行网络连接的先进技术。随着社会经济形势的不断发展，人们的生活质量水平不断提高，相应地，对网速的要求也在不断增加。因此，5G网络凭借自身网速快、传输效率高等优势，目前其技术应用范围正在不断的扩张。5G移动网络技术不仅可以促进用户个人网络的提升，时，还可以提高各行各业企业的互联网工作效率。根据相关专业技术人员的测试计算显示，5G移动网络技术理论上的最高传输速度高达10Gpbs，即125GB/s，足以满足各类高清视频，以及AR/VR等虚拟显示技术的大数据传输。并且在连续性的广域覆盖以及高速移动下，用户使用的体验网速也达到100Mbit/s.

1.2 5G移动网络技术的使用价值

第五代通信移动技术的主要优势之一，便是在进行数据信息传输时，其效率要远远高于以往的蜂窝网络技术。第五代通信移动技术的最大传播速度可达 10Gbit/s。并据相关调查资料显示，第五代通信移动技术相比于4G蜂窝网络，其传播速率要快将近一百倍。处于联合国专门机构之一的国际通信联盟（International Telecommunication Union -- ITU）将第五代通信移动技术的三大应用场景进行了阐述，其分别是增强移动网络（eMBB）、超高可靠低延时通信（uRLLC），以及海量机器类通信（mMTC）[1]。其中，eMBB主要是為移动互联网的用户提供更加极速的应用体验。而uRLLC的面向对象，主要是制造工业的控制端，以及利用远程通信和信息技术提供临床保健的远程医疗，或自动驾驶等延时性及保障性能要求较高的行业进行服务[2]。mMTC则主要是面向需要各类信息技术及创新概念的智慧城市创设，为促进自然环境可持续发展的环境监测，及智能家具等对传感技术及信息数据采集技术要求较高的应用提供支持。除此之外，第五代通信移动技术还在教育领域得到了较好的应用，例如，借助第五代通信移动技术在校内进行VR教学，可以进一步提升投播画面的传输效率，从而更好地提升教育教学的质量。在文化旅游领域中，相关从业者可借助第五代信息移动通信技术进行展馆内文物的全息细节展示，或进行5G+AR的文物修复，从而更好促使文化及旅游行业进入现代化转型的快道之中。

2.5G移动核心网虚拟化云资源池的基本架构

2.1 架构规划

5G云资源池在实际的设计过程当中，需要多个方面的基础基础以及配套机构的配合支持[3]。其中，网络虚拟化结构NFV的标准架构是由欧洲典型标准化协会提出来的。网络虚拟化结构的标准机构主要包括以下几部分组成，首先，是网络功能虚拟化基础设施（NFVI），其次是虚拟网络功能及服务（VNF and services），最后一部分是网络功能虚拟化管理以及编排（NFV-MANO）。将此标准架构应用至通信网络技术当中时，会产生借助DC资源池的中心分层网络，并且所有网络信息处理都是在此基础之上对信息进行网络功能虚拟化，从而将传统的基础单位以及中心的网络组织形式进行了转变。同时，在DC资源池在进行实际的部署时，则需要对互联网中的架层级以及不同类型的用户进行网络运用时，对网速的不同需求。一般而言，DC资源池需要设置出三层，分别是区域DC、边缘DC以及介入AP，分别用在设置部署较为集中、设置部署较为分散，以及对最终的使用信息进行最后的网络介入当中[4]。

2.2 区域网络云的应用

5G核心网络的各类元素及设备在实际的构建过程中，需要依照分布在网络区域中的云数据中心以及分布在网络边缘的云数据中心进行搭建。因为其中的网络设备可以根据实际情况搭建在相对较低的网络接入口上。并且，其中分布在网络区域的云数据中心的网络功能虚拟化的设施设备，能够支持运行第五代通信移动技术当中的部分核心网控制面单元。第五代通信移动技术中的UDM网元和PCF网元，以及网络功能虚拟化中的基础设施设备，能将大量的终端用户的信息进行有效存储，并且，还能对网络传输信息进行全程的实施检测，因此，此技术的运行对网络信息的存储容量有较大的要求，需要对其采用分布式存储技术进行支持[5]。其次，网络流量的传流方向往往是以东西流量为主要方式，在SDN集中式的管理思路当中，能够对NFV的基础设施设备服务站点进行有效的深化，因而能进一步实现网络流量的及时检测，同时，也能按照实时的流量传输进行实时性的调节，从而更好对网络流量进行均分的分布设置。最后，对处于网络边缘的云数据NFV基础设置设备所支持的5G核心网，需要对UPF的流量进行实时接入并整理，并设施相应的转发提速设施设备，从而保证流量的南北方向，更好的保障网络内外的有效链接。并且，在这过程中，需要重视对物理以及虚拟相应网络结构组网方案进行科学的计划安排，从而为信息的顺利传送提供强有力的保障[6]。

3. 5G移动核心网虚拟化云资源池部署所需条件

3.1设计原则

核心网虚拟化又被称为网络功能虚拟化，即NFV，其主要是借助英特尔X86等通用硬件进行运行。同时，5G移动核心网虚拟化的网络设置需要在Cloud CONPUTATIO Center（云计算中心）的虚拟化资源池当中，转化成为网络云机房。对于网络云机房而言，其需要对系统的良好运行提供有效的保障，并对网络的稳定运行提供强有力的支持，拥有相对完善的网络基础设施设备。同时，网络云机房还应拥有一定量的出口宽带资源，从而为内部的网络安保提供完善的管理。一般来说，进行网络虚拟化计划设置时，需要遵从一下几方面原则，首先，运营性。在对网络云机房进行系统设计时，要切实保障网络系统构建后的可运营性。其次，灵活性。因为第五代通信移动技术所需承载的信息数据形式多样，包括音频、图文等各方面，因此在进行网络虚拟化设计时，需要针对不同形式的信息数据进行针对性的处理，保证各类数据信息的有效传递。再次，可靠性。第五代通信移动技术的顺利运行，对安全性能的要求极高，因此为了更好的保障终端用户信息的隐私，需要对可靠性进行有效的保障。最后，调控性。网络系统在搭建之后，需要根据实际的使用情况进行行之有效的调控和优化，因此，网络系统在进行设计的过程中，需要相关人员保持良好的客观性，从而保障系统后期运行的可调控性，这对后期的系统维持具有重大的意义。综上所述，在进行组网设计时，相关人员要综合考虑系统设计的运营性、灵活性、可靠性以及调控性，从而全方位系统的为系统的运行提供强有力的保障。

3.2部署架构设计

5G核心网虚拟化云资源池在进行部署框架设计时，需要框架组网结构采用分层从形式以及分区模块化的构建形式。其中，下位对层次化网络化目标的定位可以分成三个层次，首先，是接入层设置。该层次主要是通过对交换机的连接，负责对不同类型的接入器以及存储设备的接入处理。其次，是核心层。该层次主要是通过对核心交换机的连接，进而对网络中所有的业务接入层交换设备进行整合，从而在一定程度上接入层各交换设备之间的交换率。再而，是出口层。该层次主要是保障内部网络对外部网络的高校高效访问以及和外部网络的有效链接，同时，还需要对内外网路进行二十四小时的保障和转化。综上所述，在进行5G核心网虚拟化云资源池在进行部署框架设计时，需要对接入层、核心层、出口层进行有效的区分以及科学的规划，从而更好的保障该网络系统的长期稳定运行。

3.3多平面层次

在NFV的基础设施设备中，主要对一下四个平面层次进行了科学的划分。首先，是业务往来平面。该层面主要是对第五代通信移动技术网元的网络业务流量进行有效的承载。其次，是存储网络平面。该平面主要对网络功能虚拟化基础设施中的内部存储数据信息进行科学有效的互联。再而，是VIM管理平面。该平面主要是对VIM内各组件的应用程序编程接口流量，以及运行相关的控制系进行有效保障。最后，是OAM平面。该层面主要实现PXE、OAM以及PIM硬件的管理三种功能。综上所述，在网络功能虚拟化基础设施设备上，主要对业务网络平面、存储网络平面、VIM管理平面以及OAM平面进行科学合理的设置。

3.4 NFV基础设施组网研究

NFV运行设施设备资源池与外部网络进行传输数据量链接，主要有用户访问传输数据量以及NFV跨网络的虚拟化基础设施资源池传输数据量两种。同时，若想要更好的实现与用户访问传输数据量的链接，需要对建立各城市链接的骨干网的互联情况进行重点的跟踪检测。同时，出口路由器运行IGP（interior Gateway Protocols）内部网关协议和城域网（Metropolitan Area Network）出口CR进行互相连接，城域网（Metropolitan Area Network）出口CR运行需要满足EBGP 协议标准的要求，从而更高的保障本区区域的灵活、稳定运转。

4.结语：综上所述，在进行5G移动核心网虚拟化云资源池部署研究时，需要对5G移动网络技术的内涵以及使用价值进行深度了解，进而对5G移动核心网虚拟化云资源池部署进行更好的探讨。本文对5G核心网虚拟化云资源池的基本架构以及部署所需要的条件深度探究，希望本文内容能够让网络建设以及网络维护等通信行业的相关人员，更好了解第五代通信移动技术的核心网虚拟化云资源池配置思路，从促进国家网络信息技术的建设的进一步个性，同事，更好的促进现代化信息技术的长期稳定发展。

参考文献

[1]吕华章，陈丹，王友祥. 边缘云与5G网络融合部署方案与演进规划[J]. 邮电设计技术，2019（11）：71-76.

[2]陈飞，欧中焱. VDC資源测算及部署策略探讨[J]. 邮电设计技术，2019（12）：66-70.

[3]聂衡，赵慧玲，毛聪杰. 5G核心网的部署问题与建议[J]. 中兴通讯技术，2020，26（03）：3-8.

[4]卢良生. 5G核心网虚拟云资源池配置研究[J]. 信息通信，2020（07）：242-243.

[5]彭楠. 移动核心网虚拟化影响和演进探究[J]. 数字通信世界，2020（08）：163-164.

[6]黎奇迈，胡智霖. 核心网虚拟化部署策略[J]. 中国新通信，2020，22（20）：96-97.