新型的網絡架構需要滿足千倍流量增長、降低時延、海量設備連接的網絡發展需要,支持網絡管理的自動化、網絡資源的虛擬化和網絡控制的集中化。
本書根據未來5G網絡業務和運營部署的需求,以及技術發展的趨勢,重點介紹軟件定義網絡、網絡功能虛擬化、內容存儲和分發、以及未來5G的蜂窩SDN架構下如何實現控制與轉發分離、接入網和核心網融合、異構網絡間無線資源協調管理、網絡虛擬化、網絡能力開放等,使得5G網絡具有可編程性、靈活性和可擴展性,最終達到以 用戶為中心的服務目標。
楊峰義,中國電信股份有限公司技術創新中心副主任、教授級高級工程師,”新一代寬帶無線移動通信網」國家科技重大專項總體專家組專家,國家高技術研究發展計划(”863」計划)5G專家組專家,中國通信標准化協會無線技術委員會副主席,中國通信學會無線及移動通信委員會委員,長期工作在移動通信領域。因中國第三代移動通信研究開發項目獲2003年國家科技進步二等獎,並數次獲得郵電部、信息產業部和中國電信科技進步獎,發表學術論文數十篇,撰寫涉及第三代、第四代移動通信領域的學術專着6部,及ITU-R關於數字選呼系統的國際標准譯着1部。
目錄
第1章Chapter1
5G網絡業務需求1
1.1移動通信發展近況和5G國際研究情況2
1.1.1移動通信發展近況2
1.1.25G國際研究情況4
1.25G業務需求、應用場景與性能指標5
1.2.15G業務需求5
1.2.25G應用場景與性能目標6
1.35G網絡建設部署及運營維護需求9
1.3.15G網絡建設部署需求9
1.3.25G網絡運營維護需求9
1.45G網絡架構特征分析10
1.4.1更高數據流量和用戶體驗10
1.4.2更低時延14
1.4.3海量終端連接15
1.4.4更低成本16
1.4.5更高能效17
1.4.65G網絡架構特征總結18
1.5參考文獻19
第2章Chapter2
軟件定義網絡23
2.1SDN概述24
2.2SDN標准研究進展25
2.2.1ONF標准化進展26
2.2.2IETF相關工作進展27
2.2.3ITU—T相關工作進展28
2.2.4CCSA相關工作進展29
2.3SDN架構、接口、協議30
2.3.1SDN架構和接口31
2.3.2OpenFlow協議32
2.3.3OF—CONFIG協議39
2.4SDN的應用場景43
2.5SDN在移動通信中的應用44
2.5.1SDN在核心網中的應用44
2.5.2SDN在無線接入網中的應用46
2.5.3SDN應用於移動通信中的挑戰48
2.6參考文獻49
第3章Chapter3
網絡功能虛擬化51
3.1虛擬化概述52
3.2網絡虛擬化概述53
3.2.1網絡虛擬化定義53
3.2.2網絡虛擬化技術55
3.2.3國際上網絡虛擬化研究項目57
3.2.4無線網絡虛擬化58
3.3網絡功能虛擬化概述60
3.4NFV標准研究進展61
3.5NFV架構、接口、協議63
3.5.1NFV架構63
3.5.2NFV接口協議66
3.6NFV的應用場景與挑戰68
3.6.1NFV在移動通信中應用69
3.6.2NS擴縮容70
3.6.3VNF擴縮容74
3.6.4NFV在內容分發網絡中的應用76
3.6.5NFV面臨的挑戰76
3.7SDN和NFV的關系77
3.8參考文獻78
第4章Chapter4
5G網絡架構81
4.1歐洲METIS5G架構82
4.1.1網絡功能架構83
4.1.2網絡邏輯編排和控制架構85
4.1.3拓撲和功能部署架構87
4.1.44G和5G架構比較90
4.2日本5G架構90
4.3韓國5G架構92
4.4北美5G生態系統架構94
4.5NGMN5G架構95
4.5.15G設計原則96
4.5.25G架構98
4.5.3網絡切片100
4.5.45G系統組件101
4.6中國IMT—2020(5G)網絡架構102
4.6.1三朵雲概念架構102
4.6.2系統參考架構107
4.6.3部署架構示例109
4.7總結及展望114
4.8參考文獻115
第5章Chapter5
5G網絡控制雲117
5.14G網絡控制面118
5.1.1概述118
5.1.2網元控制功能118
5.1.3控制面接口協議121
5.1.44G網絡控制面小結124
5.25G網絡控制雲124
5.2.1控制與轉發分離125
5.2.2網絡控制功能重構127
5.2.3典型控制功能模塊128
5.2.45G網絡控制雲小結134
5.3參考文獻134
第6章Chapter6
5G智能無線網絡S—RAN135
6.1功能與性能要求136
6.1.1性能需求137
6.1.2功能需求140
6.25G無線網絡關鍵技術144
6.2.1關鍵技術與網絡性能144
6.2.25G無線網絡關鍵技術144
6.35G智能無線網絡161
6.3.15G無線網絡設計原則162
6.3.25G無線網絡邏輯架構163
6.3.35G無線網絡部署架構166
6.4典型場景下5G智能無線網絡169
6.4.1熱點高容量場景下5G智能無線網絡169
6.4.2低時延高可靠場景下5G智能無線網絡174
6.5參考文獻178
第7章Chapter7
數據轉發網179
7.1移動網絡數據轉發現狀分析180
7.1.1當前移動數據轉發網絡架構180
7.1.2基於現有3GPP架構的數據轉發改進方案184
7.25G網絡對數據轉發的要求194
7.35G網絡數據轉發設計方案195
7.3.1承載與控制分離的架構195
7.3.2業務鏈管理與核心轉發功能的融合200
7.3.3基於虛擬化平台的模塊化的業務鏈統一管理201
7.3.4轉發面下沉的部署方案202
7.4本章小結205
7.5參考文獻205
第8章Chapter8
移動邊緣計算209
8.1概述210
8.1.1趨勢與市場驅動力210
8.1.2移動基站的演進方向211
8.1.3商業價值212
8.2應用案例213
8.3技術標准發展情況216
8.4部署場景216
8.5MEC架構217
8.5.1MEC應用平台服務218
8.5.2MEC應用平台管理接口219
8.6關鍵技術220
8.6.1雲計算和虛擬化220
8.6.2高性能標准服務器221
8.6.3應用程序和業務生態系統的實現221
8.7技術挑戰和需求221
8.7.1網絡集成221
8.7.2應用程序的可移植性221
8.7.3安全222
8.7.4性能222
8.7.5彈性223
8.7.6操作223
8.8本章小結223
8.9參考文獻224
第9章Chapter7
網絡能力開放225
9.1能力開放概述226
9.1.1基本概念226
9.1.2電信業務能力開放226
9.1.3能力開放的價值229
9.2發展現狀及應用情況230
9.2.1能力開放平台230
9.2.2標准化情況232
9.2.3現網應用240
9.3下一代網絡能力開放的典型場景和關鍵技術243
9.3.15G能力開放概述243
9.3.2典型場景244
9.3.3METIS能力開放平台架構247
9.3.45G網絡能力開放平台架構249
9.3.5關鍵技術251
9.4參考文獻252
5G網絡業務需求1
1.1移動通信發展近況和5G國際研究情況2
1.1.1移動通信發展近況2
1.1.25G國際研究情況4
1.25G業務需求、應用場景與性能指標5
1.2.15G業務需求5
1.2.25G應用場景與性能目標6
1.35G網絡建設部署及運營維護需求9
1.3.15G網絡建設部署需求9
1.3.25G網絡運營維護需求9
1.45G網絡架構特征分析10
1.4.1更高數據流量和用戶體驗10
1.4.2更低時延14
1.4.3海量終端連接15
1.4.4更低成本16
1.4.5更高能效17
1.4.65G網絡架構特征總結18
1.5參考文獻19
第2章Chapter2
軟件定義網絡23
2.1SDN概述24
2.2SDN標准研究進展25
2.2.1ONF標准化進展26
2.2.2IETF相關工作進展27
2.2.3ITU—T相關工作進展28
2.2.4CCSA相關工作進展29
2.3SDN架構、接口、協議30
2.3.1SDN架構和接口31
2.3.2OpenFlow協議32
2.3.3OF—CONFIG協議39
2.4SDN的應用場景43
2.5SDN在移動通信中的應用44
2.5.1SDN在核心網中的應用44
2.5.2SDN在無線接入網中的應用46
2.5.3SDN應用於移動通信中的挑戰48
2.6參考文獻49
第3章Chapter3
網絡功能虛擬化51
3.1虛擬化概述52
3.2網絡虛擬化概述53
3.2.1網絡虛擬化定義53
3.2.2網絡虛擬化技術55
3.2.3國際上網絡虛擬化研究項目57
3.2.4無線網絡虛擬化58
3.3網絡功能虛擬化概述60
3.4NFV標准研究進展61
3.5NFV架構、接口、協議63
3.5.1NFV架構63
3.5.2NFV接口協議66
3.6NFV的應用場景與挑戰68
3.6.1NFV在移動通信中應用69
3.6.2NS擴縮容70
3.6.3VNF擴縮容74
3.6.4NFV在內容分發網絡中的應用76
3.6.5NFV面臨的挑戰76
3.7SDN和NFV的關系77
3.8參考文獻78
第4章Chapter4
5G網絡架構81
4.1歐洲METIS5G架構82
4.1.1網絡功能架構83
4.1.2網絡邏輯編排和控制架構85
4.1.3拓撲和功能部署架構87
4.1.44G和5G架構比較90
4.2日本5G架構90
4.3韓國5G架構92
4.4北美5G生態系統架構94
4.5NGMN5G架構95
4.5.15G設計原則96
4.5.25G架構98
4.5.3網絡切片100
4.5.45G系統組件101
4.6中國IMT—2020(5G)網絡架構102
4.6.1三朵雲概念架構102
4.6.2系統參考架構107
4.6.3部署架構示例109
4.7總結及展望114
4.8參考文獻115
第5章Chapter5
5G網絡控制雲117
5.14G網絡控制面118
5.1.1概述118
5.1.2網元控制功能118
5.1.3控制面接口協議121
5.1.44G網絡控制面小結124
5.25G網絡控制雲124
5.2.1控制與轉發分離125
5.2.2網絡控制功能重構127
5.2.3典型控制功能模塊128
5.2.45G網絡控制雲小結134
5.3參考文獻134
第6章Chapter6
5G智能無線網絡S—RAN135
6.1功能與性能要求136
6.1.1性能需求137
6.1.2功能需求140
6.25G無線網絡關鍵技術144
6.2.1關鍵技術與網絡性能144
6.2.25G無線網絡關鍵技術144
6.35G智能無線網絡161
6.3.15G無線網絡設計原則162
6.3.25G無線網絡邏輯架構163
6.3.35G無線網絡部署架構166
6.4典型場景下5G智能無線網絡169
6.4.1熱點高容量場景下5G智能無線網絡169
6.4.2低時延高可靠場景下5G智能無線網絡174
6.5參考文獻178
第7章Chapter7
數據轉發網179
7.1移動網絡數據轉發現狀分析180
7.1.1當前移動數據轉發網絡架構180
7.1.2基於現有3GPP架構的數據轉發改進方案184
7.25G網絡對數據轉發的要求194
7.35G網絡數據轉發設計方案195
7.3.1承載與控制分離的架構195
7.3.2業務鏈管理與核心轉發功能的融合200
7.3.3基於虛擬化平台的模塊化的業務鏈統一管理201
7.3.4轉發面下沉的部署方案202
7.4本章小結205
7.5參考文獻205
第8章Chapter8
移動邊緣計算209
8.1概述210
8.1.1趨勢與市場驅動力210
8.1.2移動基站的演進方向211
8.1.3商業價值212
8.2應用案例213
8.3技術標准發展情況216
8.4部署場景216
8.5MEC架構217
8.5.1MEC應用平台服務218
8.5.2MEC應用平台管理接口219
8.6關鍵技術220
8.6.1雲計算和虛擬化220
8.6.2高性能標准服務器221
8.6.3應用程序和業務生態系統的實現221
8.7技術挑戰和需求221
8.7.1網絡集成221
8.7.2應用程序的可移植性221
8.7.3安全222
8.7.4性能222
8.7.5彈性223
8.7.6操作223
8.8本章小結223
8.9參考文獻224
第9章Chapter7
網絡能力開放225
9.1能力開放概述226
9.1.1基本概念226
9.1.2電信業務能力開放226
9.1.3能力開放的價值229
9.2發展現狀及應用情況230
9.2.1能力開放平台230
9.2.2標准化情況232
9.2.3現網應用240
9.3下一代網絡能力開放的典型場景和關鍵技術243
9.3.15G能力開放概述243
9.3.2典型場景244
9.3.3METIS能力開放平台架構247
9.3.45G網絡能力開放平台架構249
9.3.5關鍵技術251
9.4參考文獻252
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