探討無線虛擬化架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

摘 " "要：社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，帶動了IT行業(yè)的高速發(fā)展，同時也對無線網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展提出了相應的挑戰(zhàn)。如何能充分結(jié)合大數(shù)據(jù)云計算和無線網(wǎng)絡虛擬化的優(yōu)勢，推動IT行業(yè)的進一步發(fā)展，是現(xiàn)在很多電信網(wǎng)絡供應商必須解決的問題。本文通過提出無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的發(fā)展背景，研究無線虛擬化技術(shù)的特征，提出了推動IT行業(yè)發(fā)展的無線虛擬化架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無線虛擬化;架構(gòu);關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN925.93 " " " " " " 文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0224-02

1 "引 言

無線網(wǎng)絡通信技術(shù)的高速發(fā)展不僅僅為廣大用戶帶來了很多的方便，同時為移動網(wǎng)絡運營商帶來了很多的挑戰(zhàn)。無線網(wǎng)絡業(yè)務日益增長的需求為移動網(wǎng)絡運營商的發(fā)展增添了很多新的動力，其中，如何能夠準確把握無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)將成為制約移動網(wǎng)絡運營商和無線網(wǎng)絡通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2 "無線虛擬化技術(shù)的發(fā)展

Wireless Network Virtualization（WNV）又稱為無線網(wǎng)絡虛擬化作為一種新興的無線網(wǎng)絡通信技術(shù)，剛一問世就被科學研究人員認為是解決現(xiàn)階段制約移動網(wǎng)絡運營商和無線網(wǎng)絡通訊技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

無線網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，就意味著出現(xiàn)更多樣化的移動通訊設備和網(wǎng)絡設備，運動通信運營商就需要維持這些多樣化的設備正常運行以滿足移動通訊用戶的正常需求，這給移動通訊運行商帶來了很大的維護壓力和經(jīng)濟壓力。將無線虛擬化引入到無線網(wǎng)絡中通過大量的科學實驗證明可以解決僵化的網(wǎng)絡管理和移動運營商現(xiàn)階段承受的巨大壓力。

從無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的發(fā)展歷程中，我們不難看出這種新興的技術(shù)完全具備這種能力。無線網(wǎng)絡技術(shù)經(jīng)歷了第一代、第二代、第三代、第四代通信系統(tǒng)的發(fā)展后，已經(jīng)向著第五代移動通信系統(tǒng)（IMT-2020）的大方向上穩(wěn)步發(fā)展。

伴隨著這些通信系統(tǒng)的穩(wěn)步發(fā)展，無線網(wǎng)絡技術(shù)也得到了相應的發(fā)展和前進。但是現(xiàn)在無線網(wǎng)絡管理存在管理復雜化和僵化的問題，這一問題現(xiàn)階段的解決方式為多種接入制式的無線接入網(wǎng)絡異構(gòu)化并存，這種并存方式可以使得終端節(jié)點日益智能化，同時可以使終端節(jié)點的應用程度和普及程度日益增加[1]。

這一解決方式盡管有效的解決了無線網(wǎng)絡管理中存在的問題，但又同時增加了無線通信網(wǎng)絡的節(jié)電設備，更大程度上增加了無線拓撲網(wǎng)絡的復雜性，使得移動通信運營商對于無線網(wǎng)絡設備的管理和無線網(wǎng)絡資源的分配產(chǎn)生了更深層次的問題，第五代通信技術(shù)（5G）的提出無疑在很大程度上解決了這一問題，隨著虛擬化技術(shù)被廣泛應用到第五代通信技術(shù)中，移動通信運營商的網(wǎng)絡管理機制也更加靈活和智能化，有效的解決了僵化的無線網(wǎng)絡管理的問題。同時，第五代通信技術(shù)（5G）也通過其優(yōu)秀的可靠性、穩(wěn)定性、低延時率、高連接密度等優(yōu)勢，贏得了人們的廣泛關(guān)注和研究開發(fā)。

3 "無線虛擬化技術(shù)的特征

在明確無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)特征之前，必須對其進行定義上的分析，才能確保應用的過程中不會出現(xiàn)原則性的偏差。

無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)是一種抽象的隔離每一個網(wǎng)絡資源的方法。它的基本工作原理是將很多無線網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施依據(jù)廣大用戶的需求劃分成多個獨立的無線網(wǎng)絡區(qū)域，但是這樣的一種無線網(wǎng)絡區(qū)域只是一種抽象的、虛擬的區(qū)域網(wǎng)絡，并不能直接被用戶使用。這樣做不僅可以簡化移動通信運營商的工作壓力，同時可以使每個用戶共享自己的網(wǎng)絡資源，又不需要擔心降低自己的網(wǎng)絡體驗和泄漏自己的隱私。在明確無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的定義和工作原理后，大量的科學實驗發(fā)現(xiàn)，其具有隔離性、可容納性、靈活性等突出特征，因此被廣泛應用于網(wǎng)絡管理體系中。

3.1 "隔離性

隔離性作為無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)最重要的一種特征，是因為無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)本身的工作原理具備的。隔離性的重要作用在于保護用戶的任何一個網(wǎng)絡拓撲設備、移動通信設備抑或者是用戶的網(wǎng)絡資源不會受到其他網(wǎng)絡用戶的影響，同時一個用戶對于自己網(wǎng)絡資源的定義不會影響到其他用戶對于網(wǎng)絡資源的定義。

這種隔離性的最大好處就是在一個蜂窩網(wǎng)絡區(qū)中，比如說一個住宅小區(qū)中，相同的網(wǎng)絡用戶有很多，如果無線虛擬化技術(shù)不具備這種隔離性，一個小區(qū)住戶的網(wǎng)絡設置的改變就會引起整個小區(qū)網(wǎng)絡設置的變化，這種問題時很容易在日常的生活中出現(xiàn)的，在一定程度上增加了網(wǎng)絡應用的不穩(wěn)定性，同時造成了用戶糟糕的上網(wǎng)體驗。

3.2 "可容納性

無線網(wǎng)絡虛擬技術(shù)還具備一個很重要的基本特征：可容納性或者說是兼容性。在多種網(wǎng)絡異構(gòu)同時存在的情況下，無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)需要具備一定的兼容性，才能夠保證多種網(wǎng)絡異構(gòu)同時存在的情況下，一種網(wǎng)絡異構(gòu)不會對其他的網(wǎng)絡異構(gòu)造成影響。同時，基于無線網(wǎng)絡虛擬技術(shù)的工作特點，其在工作的過程中，需要設立多個網(wǎng)絡資源虛擬共存點，這種共存存在的前提就是無線虛擬網(wǎng)絡技術(shù)的兼容性[2]。

3.3 "靈活性

無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)通過解耦控制平面和數(shù)據(jù)平面來為用戶提供自定義的控制平面。這樣的一種控制方式需要依托不同的網(wǎng)絡層級實現(xiàn)，比如說子信道層級、時隙層級、天線層級。不同的層級之間存在不同的靈活性，正是這種不同層級之間的靈活性，決定了網(wǎng)絡資源可以通過這些網(wǎng)絡層級進行有效的傳遞。因此保證無線網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的靈活性可以保證用戶解耦功能的有效實施[3]。

4 "無線虛擬化架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)主要可以分為三種：①異構(gòu)無線網(wǎng)絡中的虛擬化架構(gòu);②基于C-RAN的無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù);③LTE空中接口虛擬化架構(gòu)技術(shù)。本文針對當前應用最廣泛的LTE空中接口虛擬化架構(gòu)技術(shù)進行詳細的論述[4]。

如圖1是一個基于LTE空中接口虛擬化的網(wǎng)絡架構(gòu)示意圖。其中的空中接口資源調(diào)度器（hypervisor）是整個LTE空中接口虛擬化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的核心。通過hypervisor將一個完整的網(wǎng)絡應用板塊虛擬成多個不同的網(wǎng)絡應用板塊，在這時不同的移動通信營運商就可以根據(jù)不同的用戶需求將不同的網(wǎng)絡資源傳輸?shù)讲煌挠脩羰种?。當然需要注意的是，在網(wǎng)絡資源的調(diào)度過程中，一切的調(diào)度手段都是自動的，減少了移動通信運營商的管理成本和壓力[5]。

5 "結(jié)束語

隨著全球經(jīng)濟的逐漸復蘇和IT行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)已經(jīng)在網(wǎng)絡資源的傳輸過程中得到了廣泛的應用。它具有的靈活性、兼容性、可編程性、隔離性等多個優(yōu)異特征決定了其勢必能夠解決現(xiàn)階段IT行業(yè)和移動通信運營商存在的大部分問題。但是我國的無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的并不是太成熟，因此在今后的發(fā)展過程中，需要吸取國外發(fā)達國家經(jīng)驗，去蕪存菁，為我國建立具有中國特色的無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)不斷努力。通過一套成熟的無線虛擬化架構(gòu)技術(shù)的應用，不僅可以為我國的移動通信運營商增加可觀的經(jīng)濟效益，同時可以提升用戶的使用體驗，維持社會的穩(wěn)定和可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻

[1]馮志勇，馮澤冰，張奇勛.無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].中興通訊技術(shù)，2014，20（03）：16～21.

[2]范 博，田 輝.無線網(wǎng)絡資源的虛擬化技術(shù)研究[J].通訊技術(shù)，2012，26（05）：111～114.

[3]劉曉輝，陳 宇.無線網(wǎng)絡虛擬化架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展[J].電信領(lǐng)域，2015（10）：103～105.

[4]陳澤東.探討無線虛擬化架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展[J].無線網(wǎng)絡技術(shù)，2013（05）：87～89.

[5]馮曉東.無線網(wǎng)絡虛擬化的發(fā)展前景[J].無線通信技術(shù)，2015（10）：75～78.

收稿日期：2018-12-15