探討無線虛擬化架構和關鍵技術

全繼紅

摘 ? ?要：社會經濟和科學技術的發展，帶動了IT行業的高速發展，同時也對無線網絡技術的發展提出了相應的挑戰。如何能充分結合大數據云計算和無線網絡虛擬化的優勢，推動IT行業的進一步發展，是現在很多電信網絡供應商必須解決的問題。本文通過提出無線網絡虛擬化技術的發展背景，研究無線虛擬化技術的特征，提出了推動IT行業發展的無線虛擬化架構的關鍵技術。

關鍵詞：無線虛擬化;架構;關鍵技術

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

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

2 ?無線虛擬化技術的發展

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

無線網絡技術的不斷發展，就意味著出現更多樣化的移動通訊設備和網絡設備，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濟壓力。將無線虛擬化引入到無線網絡中通過大量的科學實驗證明可以解決僵化的網絡管理和移動運營商現階段承受的巨大壓力。

從無線網絡虛擬化技術的發展歷程中，我們不難看出這種新興的技術完全具備這種能力。無線網絡技術經歷了第一代、第二代、第三代、第四代通信系統的發展后，已經向著第五代移動通信系統（IMT-2020）的大方向上穩步發展。

伴隨著這些通信系統的穩步發展，無線網絡技術也得到了相應的發展和前進。但是現在無線網絡管理存在管理復雜化和僵化的問題，這一問題現階段的解決方式為多種接入制式的無線接入網絡異構化并存，這種并存方式可以使得終端節點日益智能化，同時可以使終端節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絡管理中存在的問題，但又同時增加了無線通信網絡的節電設備，更大程度上增加了無線拓撲網絡的復雜性，使得移動通信運營商對于無線網絡設備的管理和無線網絡資源的分配產生了更深層次的問題，第五代通信技術（5G）的提出無疑在很大程度上解決了這一問題，隨著虛擬化技術被廣泛應用到第五代通信技術中，移動通信運營商的網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絡管理的問題。同時，第五代通信技術（5G）也通過其優秀的可靠性、穩定性、低延時率、高連接密度等優勢，贏得了人們的廣泛關注和研究開發。

3 ?無線虛擬化技術的特征

在明確無線網絡虛擬化技術特征之前，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原則性的偏差。

無線網絡虛擬化技術是一種抽象的隔離每一個網絡資源的方法。它的基本工作原理是將很多無線網絡基礎設施依據廣大用戶的需求劃分成多個獨立的無線網絡區域，但是這樣的一種無線網絡區域只是一種抽象的、虛擬的區域網絡，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絡資源，又不需要擔心降低自己的網絡體驗和泄漏自己的隱私。在明確無線網絡虛擬化技術的定義和工作原理后，大量的科學實驗發現，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絡管理體系中。

3.1 ?隔離性

隔離性作為無線網絡虛擬化技術最重要的一種特征，是因為無線網絡虛擬化技術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絡拓撲設備、移動通信設備抑或者是用戶的網絡資源不會受到其他網絡用戶的影響，同時一個用戶對于自己網絡資源的定義不會影響到其他用戶對于網絡資源的定義。

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

3.2 ?可容納性

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

3.3 ?靈活性

無線網絡虛擬化技術通過解耦控制平面和數據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絡層級實現，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，決定了網絡資源可以通過這些網絡層級進行有效的傳遞。因此保證無線網絡虛擬化技術的靈活性可以保證用戶解耦功能的有效實施[3]。

4 ?無線虛擬化架構關鍵技術

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

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

5 ?結束語

隨著全球經濟的逐漸復蘇和IT行業技術的不斷發展，無線網絡虛擬化架構技術已經在網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、隔離性等多個優異特征決定了其勢必能夠解決現階段IT行業和移動通信運營商存在的大部分問題。但是我國的無線網絡虛擬化架構技術發展的并不是太成熟，因此在今后的發展過程中，需要吸取國外發達國家經驗，去蕪存菁，為我國建立具有中國特色的無線網絡虛擬化架構技術不斷努力。通過一套成熟的無線虛擬化架構技術的應用，不僅可以為我國的移動通信運營商增加可觀的經濟效益，同時可以提升用戶的使用體驗，維持社會的穩定和可持續性發展。

參考文獻

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

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

[3]劉曉輝，陳 宇.無線網絡虛擬化架構技術的發展[J].電信領域，2015（10）：103～105.

[4]陳澤東.探討無線虛擬化架構和關鍵技術的發展[J].無線網絡技術，2013（05）：87～89.

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

收稿日期：2018-12-15