软件定义网络 (SDN) 是控制平面功能和转发功能之间的物理分离。典型的 SDN 架构分为三个部分:应用层、控制层和物理基础设施。各层之间通过 API 相互通信(北向 API 用于应用控制通信,南向 API 用于控制基础设施)。SDN 提高了可编程性并实现了更高水平的网络自动化和优化。它还提供类似云的功能,允许从物理层进行集中计算和网络控制抽象、数据分析算法,并通过虚拟overlay网络实现系统虚拟化,从而实现了5G最重要的功能之一:网络切片。网络切片是指将物理网络划分为多个虚拟网络,这些虚拟网络是独一无二的,并且针对特定的服务或应用程序进行了优化。每个虚拟网络或切片只能配置执行特定任务所需的特定资源,例如自动驾驶汽车、物联网设备和移动服务。这种技术最明显的优势是资源分配的优化和调整,以满足特定客户和细分市场的需求。客户端服务可以分为 eMBB、mMTC 和 urLLC,每个类别都有自己的吞吐量、带宽、延迟和鲁棒性要求(图 3)。网络切片是通过结合使用 SDN、SDR、网络功能虚拟化(NFV)、数据分析和自动化来实现的。尤其是端到端的自动化对于实现实时网络适应性、设计和控制单个RAN中的大量切片至关重要。
图 3:5G 网络切片NFV对于网络切片至关重要,NFV可以实现曾经由硬件执行的RAN 和核心网络功能的虚拟化。通过在软件中实现网络功能,运营商无需更换硬件即可使用最先进的算法不断更新网络功能,节省时间且成本更低。此外,NFV 允许通过网络切片实时重新调整用途和重新分配功能,以及对 RAN 资源进行切片间和切片内控制。