NFV技術使得網元的軟件與底層的硬件解耦、VNF的部署不再依賴專用硬件，為網絡集中化、規模化部署提供了可能。本文對虛擬化核心網大區集中部署做簡要分析。

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網絡功能虛擬化(NFV)是核心網的發展趨勢，目前NFV核心網已經在全球得到了大規模商用。NFV最重要的特點就是采用通用的硬件和虛擬層(NFVI)為上層各個虛擬化網元(VNF)提供統一的運行資源，NFV技術為VNF的靈活部署、快速上線、智能及自動化運維、網絡轉型等提供技術基礎。NFV技術使得網元的軟件與底層的硬件解耦、VNF的部署不再依賴專用硬件，為網絡集中化、規模化部署提供了可能。本文對虛擬化核心網大區集中部署做簡要分析。

大區集中部署是與分省部署比較而言的。目前的電信網絡(物理化設備)中，每個省份都有自己獨立的機房、獨立的硬件和軟件、BOSS等，省份之間的資源完全獨立，無論硬件還是軟件，都是按省份獨立維護。大區集中部署是指多個省的網絡設備組成大區集中部署和集中運維，為本大區的所有用戶提供網絡服務。一般而言，大區DC內集中部署業務類網元、數據管理類網元、控制面網元以及對時延不敏感的用戶面網元。根據大區的地理區域跨度大小按需部署用戶面網元：地理區域跨度小的大區，4G EPC用戶面以及5G eMBB場景UPF可在大區集中部署;地理區域跨度大的大區，4G EPC-U以及5G UPF下沉到邊緣DC或者接入DC部署(見圖1)。

大區集中部署需要考慮的問題

核心網大區集中部署與目前按省份部署的網絡差異很大，需要綜合分析，重點考慮下列問題。

● 傳輸

大區集中部署，意味著流量需要匯聚。控制面流量和用戶面流量(全部或部分)需要匯聚到集中部署VNF的數據中心(DC)，需要新建或改造現有的傳輸網絡，尤其是無線網絡與核心網之間的傳輸網絡改造。無線網絡分布式部署在各個省份，核心網集中化意味著回傳網絡必須在大區匯聚，大區的用戶規模越大，對傳輸的帶寬要求越高，并且隨著用戶流量的增加，對傳輸網絡的帶寬要求會進一步提高。

● 時延

無線網絡中，不同的業務有不同的QoS要求，有時延不敏感的業務(如NB-IoT)、時延敏感類業務(如實時游戲、語音、實時視頻等)、超低時延業務(如網絡自動駕駛、工業控制等)，業務部署必須考慮滿足不同QoS的要求，用戶體驗不降低。

● 容災

大區集中部署，必須考慮容災方式，保證容災能力與現有的分省份部署相同。

● 互操作

大區集中部署，必須考慮與省份的現存網絡進行互操作，滿足業務連續性要求，提升用戶體驗。

● 業務遷移

大區集中部署與現有省份業務會長期并存，必須制定長期計劃，保證大區用戶平滑地從省份遷移到大區。

● 資源利用率

大區集中部署，必須關注資源利用率的提升，發揮集約化的優勢，挖掘云化網絡的潛力，提升資源利用率。

● 運維

大區集中部署的一個優勢是資源池規模大，NFVI和VNF可以集約化運維，必須部署自動化工具，提升運維效率;大區內適合采用大數據分析、人工智能(AI)等技術提升運維自動化水平，降低維護成本。

● 大區和省份協調

核心網集中在大區，無線網絡和現有網絡還在省份，要考慮大區和省份的協調工作，以及組織架構變化、職責劃分、故障處理流程、業務發展協調、差異化運營等問題。

用戶面部署形態分析

核心網大區部署場景下，控制面網元采用NFV設備，已經是共識，用戶面網元(比如4G GW-U和5G UPF)的部署形態是當前關注熱點之一。用戶面部署要滿足三大需求、基于四大選擇因素(見圖2)。

三大需求

● 高性能、低成本

以較低的成本提供高吞吐和低時延能力，滿足流量爆炸式增長和高帶寬低時延業務需求。

● 按需部署

具備快速部署、位置動態調整、新業務快速使能和彈性資源擴展能力，實現垂直行業個性化服務質量需求。

● 持續演進能力

平滑演進支持4G/5G融合用戶面，統一接入支持語音和數據連續性。

用戶面選擇四大因素

● 性能

用戶面不僅需要支撐當前EPC場景，也必須滿足未來5G 高流量增長的需求。隨著資費降低和越來越多高帶寬業務的興起，用戶流量持續大規模增長，用戶面的性能必須匹配流量增長。隨著通用服務器性能的提高，目前基于NFV架構的性能已經與傳統設備對齊，并且隨著通用CPU性能的快速提升以及軟件加速、硬件加速技術的發展，NFV架構的用戶面性能在快速提升。

● 成本

在當前取消數據漫游費及不限流量套餐用戶快速增加的情況下，如何降低TCO是運營商面臨的問題。傳統專用CPU設備演進速度慢，成本不可控，而NFV設備成本透明，采購成本下降速度比傳統設備快。大區集中部署，便于集約化運維和管理，大幅降低運維成本，提高資源利用率。

● 架構

用戶面的架構需要滿足按需、彈性和長期演進需求。5G網絡中的業務特性千差萬別，用戶的QoS差異很大，要求用戶面可靈活部署，滿足不同差異化需求。傳統用戶面設備基于固化的硬件架構，無法擴展和彈性部署，而NFV的用戶面設備非常匹配靈活部署要求，在5G切片化部署場景下，NFV設備更能滿足用戶需求。

● 成熟度

用戶面形態選擇需要依賴成熟的產業鏈，虛擬化設備在IT領域中已經大規模部署，在CT領域，全球已經有幾個百vEPC商用網絡在穩定運營，積累了較為豐富的經驗。

綜上分析，虛擬化用戶面架構更先進，硬件成本透明，運維成本低，擴展性好，滿足網絡關鍵需求和長期演進目標，在滿足QoS的條件下，用戶面部署在大區可以做大資源池，提高資源池利用率，提升維護效率。

核心網大區集中部署，給網絡建設帶來了諸多挑戰，運營商需要從自身的需求和條件出發，進行各因素的綜合評估和合理規劃。虛擬化形態的用戶面具有綜合優勢，在大區建設中，建議采用NFV用戶面，可以滿足4G/5G網絡關鍵需求，匹配長期演進目標，降低網絡建設TCO。