电信网络
阅读说明：本技术 电信网络 (Telecommunications network ) 是由 A·科斯顿-皮特里 M·奎瓦斯·拉米雷斯 于 2020-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了在电信网络中建立多域网络切片的方法和实现该方法的网络节点,电信网络是第一网络域和第二网络域的互联网络,其中,第一网络域和第二网络域属于不同网络类型,网络类型是接入网络、回程网络和核心网络中的一者,其中,网络节点包括存储关于在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的数据的网络切片数据库,该方法包括以下步骤：网络节点接收指示在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的变化的数据,并且作为响应,更新网络切片数据库；网络节点从第一网络接收跨第一网络域和第二网络域建立多域网络切片的请求,多域网络切片使用在第一网络的网络节点的第一集合上的第一网络切片以及在第二网络的网络节点的第二集合上工作的第二网络切片,其中,请求包括多域网络切片的要求数据；网络节点通过以下操作识别第二网络切片：从网络切片数据库取回第二网络切片的网络切片能力数据,该网络切片能力数据指示第二网络切片的针对一个或更多个度量的能力,将取回的第二网络切片的网络切片能力数据与多域网络切片的要求数据进行比较,以及基于比较选择第二网络切片；以及网络节点利用第二网络切片的标识符对请求进行响应。(The present invention provides a method of establishing a multi-domain network slice in a telecommunications network and a network node implementing the method, the telecommunications network being an internetwork of a first network domain and a second network domain, wherein the first network domain and the second network domain belong to different network types, the network type being one of an access network, a backhaul network and a core network, wherein the network node comprises a network slice database storing data on a plurality of network slices established in the first network domain and the second network domain, the method comprising the steps of: the network node receiving data indicative of a change in a plurality of network slices established in the first network domain and the second network domain and, in response, updating the network slice database; the network node receiving a request from a first network to establish a multi-domain network slice across the first network domain and a second network domain, the multi-domain network slice using a first network slice on a first set of network nodes of the first network and a second network slice operating on a second set of network nodes of the second network, wherein the request includes requirements data for the multi-domain network slice; the network node identifies a second network slice by: retrieving network slice capability data for a second network slice from a network slice database, the network slice capability data indicating a capability of the second network slice for one or more metrics, comparing the retrieved network slice capability data for the second network slice to requirement data for a multi-domain network slice, and selecting the second network slice based on the comparison; and the network node responding to the request with an identifier of the second network slice.)
技术领域
本发明涉及电信网络。
背景技术
传统电信网络使用执行特定任务的专用硬件和软件组件。这使网络运营商可以对其基础设施进行精细控制，使得该基础设施可以被仔细地计划和部署。然而，这也是不灵活的，使得基础设施的所有部分必须为所有形式的服务(例如语音、文件传输、设备到设备通信)提供服务，而不是进行定制以向特定服务提供最佳配置。为了解决此问题，引入了一种称为网络切片(network slicing)的技术。
网络切片是一种在公共基础设施上创建差异化逻辑网络的技术。网络切片允许通过在虚拟化硬件、软件控制网络和/或定制物理硬件上部署专门配置或定制的网络功能来针对特定服务、最终用户或网络运营商优化网络基础设施。可以针对跨包括接入网络、回程网络和核心网络的网络中的一个或更多个节点的一个或更多个网络功能来执行此工作。这样做时，一组逻辑网络功能(以及连接它们的虚拟网络)可以被分组到网络切片中，该网络切片利用网络中的一个或更多个节点上的虚拟化网络功能、软件控制网络和/或定制物理硬件。然后各个网络切片可以被配置成(例如，通过配置网络切片的各个虚拟功能)使得针对特定用例对各个网络切片进行优化。例如，在蜂窝网络中，可以在蜂窝网络中的一个或更多个节点上配置用于自主驾驶车辆应用的第一网络切片，以提供超高可靠性和超低时延服务，并且还可以通过其它虚拟功能在相同节点上运行针对其它应用配置的其它网络切片。
完整的蜂窝网络是无线电接入网络、回程网络和(移动)核心网络的互联网络。此外，核心网络可能具有到其它网络(诸如互联网或应用托管域(诸如公共或私有数据中心))的前向连接。为了跨所有网络实现网络切片(即“端到端”切片)，网络切片必须跨这些网络保持一致的属性，以满足所需服务的要求。如果无线电接入网络、回程网络和核心网络都由单个运营商来实现，这实现起来就相对简单，但是在多运营商场景下(诸如，无线电接入网络归第一运营商所有，而回程网络归第二运营商所有)，因为运营商之间的网络切片属性和/或标识符可能不同，会存在问题。这个问题的可能解决方案包括网络切片能力和标识符的标准化。然而，这会限制灵活性。
因此，期望减少以上问题中的一些或全部问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了在电信网络中建立多域网络切片的方法，电信网络是第一网络域和第二网络域的互联网络，其中，第一网络域和第二网络域属于不同网络类型，网络类型是接入网络、回程网络和核心网络中的一者，其中，网络节点包括存储关于在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的数据的网络切片数据库，该方法包括以下步骤：网络节点接收指示在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的变化的数据，并且作为响应，更新网络切片数据库；网络节点从第一网络接收跨第一网络和第二网络建立多域网络切片的请求，多域网络切片使用在第一网络的网络节点的第一集合上的第一网络切片以及在第二网络的网络节点的第二集合上工作的第二网络切片，其中，请求包括多域网络切片的要求数据；网络节点通过以下操作识别第二网络切片：从网络切片数据库取回第二网络切片的网络切片能力数据，网络切片能力数据指示第二网络切片的针对一个或更多个度量的能力，将取回的第二网络切片的网络切片能力数据与多域网络切片的要求数据进行比较，以及基于比较选择第二网络切片；以及网络节点利用第二网络切片的标识符来对该请求进行响应。
网络节点可以具有存储关于在第一网络和第二网络中的多个网络切片的数据的数据库。网络节点可以独立于第一网络和第二网络。
该请求还可以包括第一网络切片的针对一个或更多个度量的网络切片能力数据，并且比较步骤可以包括将以下两项的总和与针对一个或更多个度量的要求的集合进行比较，以下两项为：1)第一网络切片的针对一个或更多个度量的能力数据和2)取回的第二网络切片的针对一个或更多个度量的网络切片能力数据。
该请求还可以包括与各个度量相关联的权重，并且将第二网络切片的针对一个或更多个度量的能力与一个或更多个度量的要求的集合进行比较的步骤可以使用与各个度量相关联的权重。
第一网络可以由第一网络运营商运营并且第二网络可以由第二网络运营商运营。
网络节点可以通过以下操作识别第二网络切片和第三网络切片：取回第二网络切片和第三网络切片的网络切片能力数据，该网络切片能力数据指示第二网络切片的针对一个或更多个度量的能力和第三网络切片的针对一个或更多个度量的能力，将取回的第二网络切片和第三网络切片的网络切片能力数据与多域网络切片的要求数据进行比较，以及基于所述比较选择第二网络切片和第三网络切片；并且网络节点对请求进行响应的步骤包括第二网络切片和第三网络切片二者的标识符。
第二网络切片和第三网络切片可以分别属于第二网络域和第三网络域，其中，第一网络域和第三网络域可以属于不同网络类型，并且第三网络域可以是无线电接入网络类型、回程网络类型和核心网络类型中的一者。
电信网络可以是蜂窝网络。
根据本发明的第二方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当该程序由计算机执行时，使计算机执行本发明的第一方面的方法。该计算机程序可以存储在计算机可读数据载体上。
根据本发明的第三方面，提供了在电信网络中建立多域网络切片的网络节点，电信网络是第一网络域和第二网络域的互联网络，其中，第一网络域和第二网络域属于不同网络类型，网络类型是接入网络、回程网络和核心网络中的一者，其中，网络节点包括：存储器，该存储器包括存储关于在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的数据的网络切片数据库；收发器，该收发器被配置成接收：指示在第一网络域和第二网络域中建立的多个网络切片的变化的数据，以及来自第一网络域中的网络节点的第一集合中的一个网络节点的跨第一网络域和第二网络域建立多域网络切片的请求，该多域网络切片使用在第一网络域的网络节点的第一集合中的一个或更多个网络节点上工作的第一网络切片以及在第二网络域的网络节点的第二集合中的一个或更多个网络节点上工作的第二网络切片，其中，该请求包括多域网络切片的针对一个或更多个属性的要求数据；以及处理器，该处理器被配置成：响应于指示多个网络切片的变化的数据，更新网络切片数据库，并且还被配置成：通过以下操作识别第二网络切片：从网络切片数据库取回第二网络切片的网络切片能力数据，该网络切片能力数据指示第二网络切片的针对一个或更多个属性的能力，将取回的第二网络切片的网络切片能力数据与多域网络切片的要求数据进行比较，以及基于所述比较选择第二网络切片；其中，收发器还被配置成利用第二网络切片的标识符来对请求进行响应。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参照附图通过仅以示例的方式描述本发明的实施方式，其中：
图1是本发明的蜂窝电信网络的实施方式的示意图；
图2是例示了图1的蜂窝电信网络上的几个网络切片的示意图；
图3是图1的蜂窝网络的网络切片映射节点的示意图；以及
图4是本发明的方法的第一实施方式的流程图。
具体实施方式
现在将参照图1至图3描述本发明的蜂窝电信网络1的第一实施方式。图1例示了第一无线电接入网络110和第二无线电接入网络210、第一回程网络130和第二回程网络230、以及第一核心网络150和第二核心网络250。在该实施方式中，各个无线电接入网络、回程网络和核心网络由不同的网络运营商(NO)运营。完整的蜂窝网络可以被形成为第一无线电接入网络110或第二无线电接入网络210与第一回程网络130或第二回程网络230以及与第一核心网络150或第二核心网络250之间的互连网络。图1例示了各个无线电接入网络与各个回程网络之间以及各个回程网络与各个核心网络之间的多个连接。用户设备(UE)可以连接到第一无线电接入网络110或第二无线电接入网络210中的任一者以接收语音和数据服务。尽管未示出，但是第一核心网络150和第二核心网络250具有到其它网络(例如因特网)的前向连接。
图1还例示了网络切片映射节点10。通过查看以下描述，该网络切片映射节点10的目的和操作将变得清晰。
第一无线电接入网络110和第二无线电接入网络210、第一回程网络130和第二回程网络230、以及第一核心网络150和第二核心网络250包括被配置成实现网络切片的一个或更多个网络节点。因此，各个网络可以实现网络功能虚拟化(NFV)架构，使得可以在这些网络节点中的一个或更多个网络节点上建立虚拟机和/或包括用于特定网络切片的专用物理硬件。然后，可以通过合适的配置将这些虚拟机和/或专用物理硬件定制用于特定用例(诸如用于特定服务或特定网络运营商)。在该实施方式中，第一无线电接入网络110和第二无线电接入网络210、第一回程网络130和第二回程网络230、以及第一核心网络150和第二核心网络250各自具有网络切片管理节点，该网络切片管理节点具有标识该网络域中的各个网络切片的数据库。该数据库存储各个网络切片的标识符和各个网络切片的一个或更多个属性(例如容量、时延等)的值。
为了将蜂窝网络形成为无线电接入网络、回程网络与核心网络之间的互联网络，网络切片可以被形成为无线电接入网络、回程网络和核心网络域中的域特定网络切片的级联。这被称为“端到端”网络切片并且如图2所例示的。例如，针对服务类型1(例如语音)优化的第一端到端网络切片可以被形成为第一无线电接入网络中的网络切片110-2、第一回程网络130中的网络切片130-2、以及第一核心网络150中的网络切片150-2的组合。该端到端网络切片然后可以形成完整的逻辑蜂窝网络以利用针对语音优化的服务来服务连接到第一无线电接入网络110的UE。类似地，针对服务类型2(例如虚拟现实应用)优化的第二端到端网络切片可以被建立成第一无线电接入网络110中的网络切片110-3、第二回程网络230中的网络切片230-2以及第一核心网络150中的网络切片150-3的组合。尽管在图2中未示出，但是第二无线电接入网络210和第二核心网络250也实现它们各自的网络切片的集合，这些网络切片也可以是经由第一回程网络或第二回程网络的端到端网络切片的一部分。此外，各个网络可以实现更多网络切片，图2中所示的那些网络切片仅用于例示目的。
图3中更详细地示出了网络切片映射节点10。网络切片映射节点10包括均经由总线17连接的用于与各个网络通信的收发器11、存储器13和处理器15。存储器包括网络切片数据库，网络切片数据库存储与在第一无线电接入网络110、第二无线电接入网络210、第一回程网络130、第二回程网络230、第一核心网络150以及第二核心网络250上建立的所有网络切片有关的数据，包括网络切片的(在网络域中使用的)标识符以及该网络切片的一个或更多个属性的值。网络标识符和网络切片标识符的组合创建了将网络切片与任何其它网络的任何其它网络切片区分开的全局网络切片标识符。网络切片映射节点10在第一无线电接入网络110、第二无线电接入网络210、第一回程网络130、第二回程网络230、第一核心网络150以及第二核心网络250的网络切片供给发生任何变化时(诸如，在建立新网络切片时，修改现有网络切片的标识符/属性时，或终止网络切片时)经由收发器11从它们的网络切片管理节点接收数据，并更新存储器13中的数据库。处理器15包括网络切片映射功能，将在本发明的方法的实施方式中更详细地描述该网络切片映射功能。
在本实施方式中，第一无线电接入网络、第二无线电接入网络、第一回程网络、第二回程网络、第一核心网络和第二核心网络实现具有以下标识符和属性的以下网络切片：
表1：例示了存储在网络切片映射节点数据库中的与网络切片相关的数据的表
现在将参照图4描述本发明的方法的第一实施方式。在该实施方式中，第一无线电接入网络、第二无线电接入网络、第一回程网络、第二回程网络、第一核心网络和第二核心网络具有如上表1中所指出的网络切片，并且网络切片映射节点10维护包含上表1中的信息的数据库。该第一实施方式涉及第一无线电接入网络110的网络切片管理节点建立新多域网络切片(即，跨无线电接入网络域、回程网络域和核心网络域上，使得它是“端到端”切片)，该新多域网络切片将包括(作为其组成网络切片中的一个切片)要在第一无线电接入网络110上建立的新网络切片。该新多域网络切片将根据对一个或更多个属性的要求的集合来建立。这些属性可以包括例如以下项中的一项或更多项：每订户的控制面吞吐量、每订户的用户面吞吐量、时延、抖动和/或订户数量。此外，这些属性可以是网络域特定属性，使得各个域中的值必须满足条件(例如，核心网络切片中的用户数量必须小于x，而无线电接入切片中的用户数量必须小于y)，并且可以是端到端累积属性，使得跨所有域的总和值必须满足条件(例如，各个无线电接入网络域、回程网络域和核心网络域的时延值之和必须小于z毫秒)。
在第一步骤(步骤S1)中，第一无线电接入网络110的网络切片管理节点向网络切片映射节点10发送请求消息，以请求满足新多域网络切片的要求的回程网络域中的一个或更多个网络切片和核心网络域中的一个或更多个网络切片的标识符。在本实施方式中，该请求因此包括：第一无线电接入网络的标识符(即，110)、在第一无线电接入网络上建立的新网络切片的标识符(即4)、指示在第一无线电接入网络上建立的新网络切片的针对一个或更多个属性的能力的能力数据、以及指示新多域网络切片的针对一个或更多个属性的要求的要求数据。在本实施方式中，该请求还标识各个属性的优先级值，以表示各个属性对网络切片性能的相对重要性。
在步骤S3中，网络切片映射节点10接收该请求，并且作为响应，确定回程网络域中的一个或更多个匹配网络切片和核心网络域中的一个或更多个匹配网络切片。因此，网络切片映射节点10取回与各个回程网络相关联的所有网络切片的身份(例如，第一回程网络130的第一网络切片130-1和第二网络切片130-2、以及第二回程网络230的第一网络切片230-α和第二网络切片230-β)、以及与各个核心网络相关联的所有网络切片的标识符(例如第一核心网络150的第一网络切片150-1、第二网络切片150-2和第三网络切片150-3、以及第二核心网络250的第一网络切片250-1、第二网络切片250-2和第三网络切片250-3)及其对应的指示各个网络切片的针对一个或更多属性的能力的能力数据。在该实施方式中，匹配过程基于以下逻辑识别一个或更多个匹配。首先，匹配过程将各个端到端累积属性(例如时延)的值相加，以识别满足新多域网络切片的相应要求的第一回程网络或第二回程网络中的一个或更多个网络切片以及第一核心网络或第二核心网络中的一个或更多个网络切片。例如，第一无线电接入网络110中要建立的新网络切片的时延值、第一回程网络130的第一网络切片130-1的时延值和第一核心网络150的第一网络切片150-1的时延值可以被相加以确定该候选多域网络切片是否满足端到端时延要求。这是针对多域网络切片的所有可能组合和针对所有端到端累积属性执行的，以识别候选多域网络切片的子集。其次，匹配过程确定第一回程网络和第二回程网络以及第一核心网络和第二核心网络的各个网络切片是否满足各个网络域特定属性，以进一步去除包括不满足网络域特定属性的任何网络切片的候选多域网络切片。如果剩余多于一个候选多域网络切片，则可以选择提供最佳性能(例如最低时延)的候选多域网络切片，其中，使用属性的相对优先级来促进为相对重要的属性提供最佳性能的多域网络切片的选择。此外，可以使用商业因素(例如使用切片的成本)来影响选择。
在这个示例中，网络切片匹配功能基于它们各自的能力选择第一回程网络130的第二网络切片130-2和第二核心网络250的第一网络切片250-1作为新多域网络切片的一部分。
在步骤S5中，网络切片映射节点10向第一无线电接入网络150的网络切片管理节点发送具有第一回程网络130的第二网络切片130-2的标识符和第二核心网络250的第一网络切片250-1的标识符的响应消息。
在步骤S7中，第一无线电接入网络110的网络切片管理节点向第一回程网络150发送请求使用其第二网络切片130-2的第一请求消息，向第二核心网络250发送请求使用第一网络切片250-1的第二请求消息。第一请求消息和第二请求消息还标识容量要求。
在步骤S9中，第一回程网络150确定第二网络切片130-2是否具有足够的容量来容纳该请求，并且如果是，则通过向第一无线电接入网络110的网络切片管理节点发送具有标识符(其可以不同于在网络切片映射节点的数据库中使用的标识符，例如VPN ID、以太网ID、CoS分组标记等)的确认消息来接受该请求，以通知第一无线电接入网络110将业务路由到第二网络切片130-2。类似地，第二核心网络250确定其第一网络切片250-1是否具有足够的能力来容纳该请求，并且如果是，则通过向第一无线电接入网络110的网络切片管理节点发送具有标识符的确认消息来接受该请求，以通知第一无线电接入网络110将业务路由到第一网络切片250-1。
在第一回程网络或第二核心网络二者中的一者没有足够的容量来容纳请求的情况下，则它们增加容量或者拒绝该请求。在上述过程的增强中，网络切片映射节点10可以针对各个网络域按照适合性的顺序(即，最佳匹配、第二最佳匹配等)识别一系列匹配，并且在由于容量约束而被拒绝情况下(或在回程网络切片的选择影响核心网络切片的选择的集合的情况下，因为各个回程网络供应商可能有不同的核心网络供应商选择)，则第一无线电接入网络110的网络切片管理节点可以使用下一个最佳匹配来建立网络切片。
一旦第一无线电接入网110的网络切片管理节点建立了新网络切片，它就在其网络切片管理节点中记录新网络切片的标识符和属性值(其可能与回程网络和核心网络的请求的原始值不同)，并向网络切片映射节点10发送更新消息，网络切片映射节点10在接收到时也利用新网络切片的标识符和属性更新其数据库(步骤S11)。
本发明的实施方式提供的益处是蜂窝网络中的各个网络域(例如无线电接入网络域、回程网络域、核心网络域)可以通过确定另一网络的哪个网络切片具有最合适的特征来建立多域网络切片域。这是在无需查阅其它域的各个网络以确定它们的网络切片的身份和特征(这将增加控制信令)或无需通过使用通用网络切片身份和特征(这将限制灵活性)的情况下实现的。相反，存储各个域中的各个网络的各个网络切片的标识符和属性的中央数据库用于以最少的控制信令快速识别一个或更多个合适的网络切片。
在上述实施方式中，网络切片映射节点10从建立网络切片的网络实体接收请求，其中，该请求标识特定属性集合。网络切片映射节点10然后利用其它网络中的匹配网络切片的标识符来对该请求进行响应。然而，在另选布置中，网络切片映射节点10可以是应用提供商(例如，具有一个或更多个服务级别的视频点播服务)的一部分并且其数据库可以存储各个网络域的满足一个或更多个服务级别的各个网络切片的标识符。在终端用户与应用提供商之间建立网络切片的网络实体然后可以向网络切片映射节点10发送标识其所要求的服务级别的请求，并且网络切片映射节点10然后可以返回其它网络域的其它网络中的最佳匹配网络切片的标识符。
现在将描述本发明的第二实施方式。该第二实施方式类似于上述第一实施方式，不同之处在于没有网络切片映射节点，而是各个网络切片管理节点包括网络切片映射功能。在该第二实施方式中，建立新网络切片的网络实体向另一域的网络发送请求消息(例如，第一无线电接入网络110的网络切片管理节点向第一回程网络130的网络切片管理节点发送请求消息)，该请求消息标识新多域网络切片的针对一个或更多个属性的要求。第一回程网络130的网络切片管理节点可以通过查阅其本地数据库来确定其最匹配那些要求的网络切片的标识符(以与第一实施方式相同的方式)并且然后发送具有匹配网络切片的标识符的响应消息来对该请求消息进行响应。该第二实施方式还实现了优于现有技术的好处，即，在没有普遍可应用的切片标识符和/或没有在各个域中使用相同网络切片的情况下，识别其它域的网络的合适网络切片。
在上述实施方式中，蜂窝网络是多个网络类型(包括无线电接入网络、回程网络和核心网络)的互联网络。本领域技术人员将理解无线电接入网络包括无线收发器装置(例如基站)和相关装置以与UE通信，核心网络包括交换机和路由器以建立连接并用于路由去往其最终目的地/来自/源的网络业务，并且回程连接包括连接部和相关联的装置以连接无线电接入网络和核心网络。
在上述第一实施方式中，蜂窝网络包括网络切片映射节点，该网络切片映射节点包括存储关于所有域中的所有网络的所有网络切片的数据的数据库。然而，这不是必需的，并且网络切片映射节点数据库可以存储域子集中的所有网络的子集的网络切片子集的数据，诸如，与特定网络域(例如仅回程网络)相关的网络切片、与特定网络运营商相关的网络切片、和/或针对特定服务类型优化的网络切片。
在上述实施方式中，任何子域(例如，无线电接入网络、回程网络或核心网络)的网络节点可以与网络切片映射节点通信以识别另一域的合适网络切片。因此，网络切片映射节点可以由多个实体(例如，拥有/运营第一无线电接入网络、第二无线电接入网络、第一回程网络等的一个或更多个实体)拥有/运营或由单独实体拥有/运营。此外，网络切片映射节点可以是特定域(例如，无线电接入网络、回程网络或核心网络)的一部分，并识别其它网络域中的合适网络切片，并在其它域的网络切片供给有任何变化时通过接收来自其它域的数据来更新其它域中的网络切片的数据库。此外，各个域可以包括这样的网络切片映射节点。
另外，在上述实施方式中，第一无线电接入网络110建立了新多域网络切片，该新多域网络切片是端对端网络切片(即，它包括无线电接入网络、回程网络和核心网络的网络节点)。然而，本领域技术人员将理解，多域网络切片不必需是端到端网络切片，但可能仅跨多个域(例如，在无线电接入域中的网络切片和在回程域中的网络切片)。此外，在上述实施方式中，新多域网络切片包括在无线电接入网络中建立的网络切片作为组成部分。这也是非必需的，因为新多域网络切片可以使用无线电接入网络中预先存在的网络切片。
尽管上述实施方式是基于蜂窝电信网络的，但是本领域技术人员将理解的是，上述概念可以同样地应用于其它形式的网络，包括具有不同网络类型的至少两个网络域的有线网络，网络类型是有线接入网络、回程网络和核心网络中的一者。
本领域技术人员还将理解，在本发明的要求保护的范围内，特征的任何组合都是可能的。