5G元年，你最该搞懂的技术竟然是……
导读：4G改变生活，5G改变社会。5G是下一代移动通信技术，5G的应用将渗透到社会生活和生产的各个领域，比如沉浸式媒体、自动驾驶汽车、智慧工厂/城市/建筑、互联健康、下一代教育等。
但作为一名通信领域的技术人员，要跳出普通大众的范畴，站在更高的层面，用审慎的眼光来看5G：在带来诸多好处的同时，5G又会给我们的工作带来什么挑战？
在诸多挑战中，最大的是如何实现网络自动化，让5G变成一张可以同时动态支持多种不同服务的网络。
作者：陈道清
如需转载请联系大数据（ID：hzdashuju）
01 网络自动化成为影响5G稳定发展的关键因素
与前几代无线技术不同，一些新的用例和技术带来了一定程度的动态网络行为。动态行为来源于不同应用场景对延迟、可靠性、可用性、移动性，带宽和成本的不同级别的需求，如表所示。
不同应用场景的网络特征：
应用案例 | 网络特征 |
自动驾驶 | 低时延，高移动性 |
物联网（IoT） | 低成本，低带宽 |
智慧工厂 | 高可靠，低移动性 |
视频 | 高带宽，高延迟 |
支持这些不同需求的核心技术称为网络切片，就是通过在公共网络基础设施上创建为特定服务或客户服务的专用虚拟网络。此外，5G的另外一个需求是需要按需向用户提供边缘计算应用，比如视频缓存等，从而使环境变得更加动态。
为了支持5G网络，网络自动化成为关键考虑因素，对网络管理和编排层提出以下新要求：
物理和虚拟混合的5G无线网络：5G网络的基站部分（基站DU功能）是以物理网络功能（PNF）的形式实现的，而另外一些功能（基站的CU功能）以虚拟网络功能实现。这意味着5G网络服务需要同时支持物理硬件（PNF）和虚拟网络功能（VNF）。
边缘计算自动化：5G核心网的网络服务及其组成VNF一般部署在大数据中心中， 对于5G，无线处理的集中化和核心/边缘应用处理的分离预计将创建大量高度分布的边缘计算位置，5G必须支持边缘应用的自动化管理。
实时分析智能：5G网络需要实时优化自身以响应用户请求和网络行为。这意味着边缘位置需要执行实时分析以决定生命周期管理操作，例如扩展，故障管理，性能优化等。
02 ONAP为5G场景做了专属规划
5G自动化是一个复杂的课题，包含5G RAN的自动化、5G传送网络的自动化、5G核心网的自动化，开源ONAP提供了完整的5G自动化解决方案参考。
可以说，在人们对更快网速、更稳定的网络，更高的自动水平，差异化的SLA需求的背景下，不懂ONAP的技术，在5G时代将举步维艰。
ONAP支持初始的5G功能集，目前规划的5G相关应用案例包括：
PNF发现和集成。
5G网络优化。
网络切片。
下图是5G蓝图所聚焦的范畴，目前聚焦在5G RAN的自动化。5G RAN包含物理网元DU和虚拟化网元CU，5G蓝图主要聚焦在DU的即插即用管理。
▲5G RAN的场景
1. PNF发现和集成
5G 物理网元（DU）的管理需要支持即插即用，ONAP开发了一套用于在线注册PNF的流程。这个流程的步骤如下：
步骤1 - PNF建模（PNF Modeling）：ONAP采用类似VNF的方式来定义PNF，定义了一个网元描述文件PNFD 。用户可以在SDC上Onboarding PNF作为一种资源。加载成功后，PNF作为一种资源，可以作为业务的组成部分参与业务设计。
步骤2 - PNF实例化声明（PNF Instance Declaration）：网络操作者通过BSS或者VID等方式，触发ONAP创建一个PNF基础设施服务，这个基础实施服务是由SO启动一个工作流在A&AI上创建一个PNF的记录，这个PNF记录并没有对应真实的物理网元，因此只是一种声明而已。
步骤3 - PNF启动初始化（PNF Boot Strapping）：特定供应商的PNF进行物理安装，上电后，执行特定的启动步骤完成初始化，比如获取IP地址，并感知到ONAP的IP地址，准备好联系ONAP。
步骤4 - PNF联系ONAP：物理网元同ONAP的DCAE模块联系，产生一系列事件，被ONAP的VES模块捕获。DCAE的物理注册处理（PRH）执行PNF的注册功能。
步骤5 - PNF激活：ONAP执行PNF的配置流程，对物理网元进行配置，可以包含一些必要的，厂商特有的配置动作，让物理网元处于可以提供业务的状态。
2. 5G网络优化
5G蓝图还支持5G网络的性能优化。这种优化通过动态配置5G无线网和回传网络的相关参数来实现。迄今为止，3G和4G网络中的优化都是依赖供应商专业的硬件和软件。ONAP将通过多个版本的努力，来构建一个开放的5G优化设计和实施生态系统。
当前和未来的5G网络优化ONAP功能列表包含：
实时性能管理：5G需要对频繁（间隔不到一分钟）来自大量边缘位置的时间敏感性能管理（PM）数据进行实时分析。此分析数据用于推动网络和客户体验优化。直到4G，优化算法还是存在于网元本身，未来，ONAP将通过吸收这些算法来解除对网元的负担，并将最终基于AI/ML的算法来执行分析功能，从而实现网络的全自动化。
非实时批量分析：5G还需要处理频率较低（例如每5-15分钟）的批量PM数据，以便进行优化。
应用安置（Homing）：ONAP将为特定的工作负载找到最佳边缘位置。工作负载包括VNF，边缘分析以及可能的边缘计算（MEC）应用程序。安置算法包括诸如物理小区ID（PCI）和RF优化之类的考虑因素。ONAP还允许基于硬件平台感知的安置策略。
缩放和修复：随着边缘节点的逐渐增加，集中单元（CU）和其他VNF的自动放大/缩小以提供具有适当容量的平衡网络变得非常重要。同时还需要自我修复功能。
边缘自动化：出于上述所有原因，ONAP还要实现边缘计算节点的轻松加载和注册。
3. 网络分片（Network Slicing）
网络分片是一个涉及全程全网的复杂课题，ONAP 针对5G相关的建模工作已经开始讨论，社区已有ONAP切片用例正在推进。
除了这三项主要举措之外，ONAP社区还积极参与服务定义和管理，动态网络库存管理以及与3GPP和ETSI协调模型定义，以使供应商能够轻松支持多个平台。
ONAP已经实现的第一批5G功能包括：
支持PNF注册和PNF发现、编排、生命周期管理和监控。
ONAP DCAE支持实时PM数据收集（开发了新的VES收集器，基于TCP/TLS协议，使用Google协议缓冲区编码实现）。DCAE还支持文件方式批量收集PM数据。
Multi-Cloud项目与SO的紧密集成来简化边缘云的Onboarding。
OOF项目有许多改进，以支持5G要求，如PCI优化和硬件平台感知（HPA）。
Policy项目支持PCI控制闭环等要求。
建模项目在PNF描述符资源信息模型方面取得了进展。
5G是ONAP的关键用例。5G蓝图是一个需要多版本共同努力优化的用例，Casablanca版本中引入了围绕PNF集成和网络优化的一些关键功能。Casablanca版本的建模和平台增强将为以后版本中的完整5G支持奠定基础。
鉴于ONAP所涉及的运营商拥有的移动用户占全球移动用户的70％以上，而且他们能够直接影响ONAP路线图，这为ONAP成为5G网络最终的自动化管理和编排平台铺平了道路。
03 如何高效学习ONAP
当国外运营商正积极推动ONAP，期望通过网络自动化平台重构基础设施网络的同时，国内运营商在网络自动化领域也开展了卓有成效的工作。国内网络从业人员对ONAP表现出了空前的热情。加之当下5G的热潮不断高涨，尽快掌握ONAP已经成为一种迫切需求。
现在学习ONAP有如下几种途径：
ONAP社区官方网站：优点是内容权威，更新及时；缺点是全英文，且介绍简单、晦涩。只适合了解主要动态，不适合系统学习。
ONAP社区Wiki：优点是内容更新及时，对某一专一问题介绍比较详尽；缺点是全英文，内容质量参差不齐，不适合系统学习。
国内一些技术网站资料：优点对某一专一问题介绍比较详尽；缺点是文章质量参差不齐，不适合系统学习。
《ONAP技术详解与应用实践》：国内第一本系统介绍ONAP的书籍，由华为首席开源联络官领衔撰写，华为作为ONAP项目的主要贡献者之一，确保了本书的权威性和系统性。优点是系统、权威，介绍详细，且建有专门的读者群，由作者指导学习，答疑解惑；缺点是需要拿出一定的时间来阅读。
延伸阅读《ONAP技术详解与应用实践》
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推荐语：本书中剖析了ONAP的方方面面，包括发展历史、框架、关键项目、应用实践、未来展望等，还穿插了华为在网络开源领域的思考和实践心得，值得阅读和仔细体会。
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