面向5G/B5G 的智能云化网络架构探讨

唐 路

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 638500）

0 引 言

相较于前一代通信技术，5G 系统和B5G 系统在通信能力、端到端时延、网络能效、连接密度以及频谱等方面都具有质的飞越，不仅能够为用户提供大量的接入端口，而且其核心网的接入速率高达10～100 Gb/s， 这大大提高了用户的服务体验。当前，互联网发展的阻碍主要存在于移动回传和广域传输宽带速率上，并且随着接入的终端设备数量逐渐增多，互联网云端将迎来不小的压力。为了有效改善互联网的发展困境，可以在5G/B5G 的基础上，构建相应的智能云化网络架构，以此满足不同场景中的差异化网络需求，进而促进互联网技术的不断发展[1]。

1 5G/B5G 核心关键技术

1.1 边缘计算

通过将ESTI 技术有效的运用于互联网通信工作中，能够对其边缘计算能力进行充分的扩展运用，进而能够形成多接入的边缘计算。在计算机强大的边缘计算能力辅助下，在同一时间能够稳定接入更多的无线接入设备，有助于促进时延、宽带以及无线实时访问质量的不断改善，在业务下沉的同时还能进一步提高互联网的服务质量。随着边缘计算应用程度的不断加深，其能够作为媒介，将移动网络与互联网进行更深层次的融合，这就能够为网络带来相应的计算和存储能力，进而促进云网融合的不断发展。

1.2 SDN 与NFV

SDN 是软件定义网络的简称，其是在互联网的发展过程中形成的一种新型网络创新架构，能够大大降低网络流量的控制难度，并且还能在一定程度上提高网络的智能化程度。通过将SDN 有效的运用于互联网中，能够为用户提供高度灵活的编程环境，有助于用户主观能动性的充分发挥，进而提高了软件的编程质量，并且外部软件的定义网络也具有更大的自由度，有利于外部网络全面发展。

NFV 是网络功能虚拟化的简称，其通过对标准虚拟化技术进行系统全面的应用，大大扩展了网络功能的应用范围。NFV 能够为用户提供完全独立于硬件的网络组件，为了确保网络各项功能的顺利实现，就要确保相关的网络组件始终处于良好的工作状态中。随着SDN 和NFV 技术在网络中应用的不断深入，促进了软件、虚拟化技术以及网络技术三者之间的不断融合，基础设施所提供的功能逐渐增多，网络的应用范围也逐渐增大。

1.3 其他关键技术

作为5G 移动通信的关键技术——毫米波，其具有巨大的频谱资源开发空间和极高的无线传输速率，能够为5G 技术的顺利实现提供良好的基础。根据3GPP38.101 协议中的相关规定，在5G 技术中所采用的毫米波频率介于24.25～52.6 GHz，能够在一定程度上扩大5G 技术的应用范围。通过借助毫米波充足的频段范围，有助于促进无线接入速率的不断提高，其最高的接入速率能够达到10 Gb/s，这就能够大大提高用户的服务质量。但是毫米波也具有其自身的局限性。相较于低频段的通信技术，毫米波在传输过程中的损耗非常高，这就会造成严重的浪费，也大大限制了毫米波的通信距离，导致其难以在长距离通信中得到有效运用。

在毫米波技术之后，太赫兹通信技术正在逐渐获得应用，其将在B5G 通信中获得广泛的应用。相较于毫米波，太赫兹的整体性能有明显的提升，尤其是在带宽和传输速率上都有了质的飞跃，其接入速度高达100 Gb/s，能够满足用户对于速度的要求。这就大大改善了用户体验，提高了服务质量。太赫兹作为载波应用于无线通信技术中，已经成为5G/B5G 技术未来的发展趋势，对于未来网络的发展具有十分重要的现实意义。

2 面向5G/B5G 的智能云化网络架构

2.1 智能云化网络架构

当前互联网的服务架构已经无法满足5G/B5G 的发展要求，因此就要对网络的服务架构进行改善。需结合5G/B5G 的发展特点，构建智能云化网络架构，进而确保网络的快速发展。在网络5.0 创新协议架构的基础上，形成的一种新型智能云化网络架构，能够结合当前互联网的接入特点，进而加快其接入速度。智能云化网络架构如图1 所示[2]。

图1 面向5G/B5G 的智能云化网络架构图

智能云化网络架构能够通过云端服务的微服务化与动态下沉以及访问请求的多元寻址与智能路由，进而在更深的层次进行云网融合，为5G/B5G 各项功能的充分挖掘提供良好的基础。

（1）网络能力云化

作为实现智能云化网络的重要基础——网络能力云化，在构建智能云化网络的过程中需要引起充分的关注。在虚拟化技术的基础上，通过将IT 和CT 技术进行有机结合，能够形成多种不同形式的计算方式，这就大大提高了智能云化网络的适用范围，再通过网络的计算和存储能力，进而能够为用户提供优质的网络服务。

（2）云服务原子化

云服务原子化是指将当前的云服务按照其运行特点的不同划分为若干个部分，即所谓的原子化拆分，这就能够大大提高不同部分的工作效率。所划分的原子部分主要是由动态组合和微服务单元按照一定的结构形式组合而成的，每个部分的组成数量根据其功能的不同而有所差别。通过划分能够大大降低云网络的管理难度，为云网络的安全平稳运行提供了可靠保障。然后按照等级和颗粒度对其进行封装，进而能够在不同的云化智能网络设备中将上述的微服务部署和运行。

（3）服务动态下沉

通过对终端发来的服务请求进行系统全面的分析研究，就能将微服务单元由云端动态下沉至智能云化网络中具备服务能力的智能节点。微服务单元能够通过协同的服务方式，并结合终端的服务请求，提供相应的应用服务，这就能够大大扩展网络的服务范围。

2.2 基于网络5.0 协议架构实现智能云化网络

网络5.0 协议架构中采用了大量的创新服务，其能够为智能云化网络各项功能的顺利实现提供良好的基础。首先，借助NewIP 所提供的拓展协议报文功能，能够对QoS 的相关需求进行更加全面的表达；其次，通过NewIP 所提供的多元寻址服务，能够实现面向服务寻址的功能，5.0 网络所提供的多元寻址和控制技术能够将微服务命名为与其相关的ID，再利用服务宣告方式，对微服务的具体位置进行明确的标定；最后，在面向服务路由技术的基础上，能够在一定程度上提高路由的智能化程度，即通过对微服务的具体位置和其相关的NewIP 报文中的应用请求进行系统全面的分析研究，进而为数据报文设计一条通往智能节点的最佳路由，同时还能够结合应用的相关需求，对其采取有针对性的静态保障或动态优化。

2.3 智能云化网络支撑互联网发展新需求

智能云化网络在架构的层面上实现了云网的深层次融合，这就大大缩短了服务与终端之间的距离，并且还能有效引导网络中的相关服务节点和云端满足终端所的应用请求。该架构还能为5G/B5G 各项功能的充分发挥提供良好基础，并消除移动接入网和互联网骨干之间的差距，促进互联网的快速发展[3]。

（1）满足超高带宽数据传输的需求

通过聚合网络中众多智能节点的服务能力，进而能够显著提高带宽的数据传输能力，有助于5G/B5G 超高带宽能力的充分发挥。

（2）满足低时延服务响应的需求

智能云化网络通过将服务下沉到终端附近的位置处，再结合应用的具体需求提供确定性时延的保障。这就能够大大缩短访问距离，将无线接入侧5G/B5G 的低时延特性在互联网中顺利实现。

（3）满足海量终端接入管理的需求

智能云化网络所提供的智能节点能够在网络边缘对区域内的大量终端应用连接进行系统全面的聚合，只需要与云端保持少量的连接，就能完成大量应用信息顺利传输。

3 结 论

通过将智能云化网络架构有效的运用于5G/B5G 的发展过程中，能够满足后者对于带宽和传输速率的要求，有助于充分发挥5G/B5G 的各项功能，进而为用户提供高质量的通信服务。