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基于5G核心网演进
发布时间:2022-04-21 阅读量:545 来源:我爱方案网整理 作者:我爱方案网

5G时代通信技术的另一次变革,实现了由个人应用向行业应用的转变。随着5G时代的到来,核心网需要不断演进以适应更高流量需求及更优的业务体验。

 

5G

 

核心网NFV

 

定义:NFV(Network Functions Virtualization)网络功能虚拟化,是指通过使用虚拟化软件技术,实现传统网元的软硬解耦,不同厂家的软件运行在统一的虚拟化基础设施上。它的优势主要体现在以下几个方面:

 

(1)降低运营商总体CAPEX/OPEX;

 

(2)减少新业务及服务市场投放时间;

 

(3)增加架构灵活性,实现弹性架构;

 

(4)更加开放的虚拟化应用及纯软件应用的平台;

 

(5)降低创新业务的开发部署成本。

 

从今天的网络向未来NFV网络演进,意味着:

 

业务部署复杂,向灵活快速部署演进;

 

运维复杂,向简化运维演进;

 

硬件设备种类多种多样,向归一化硬件、资源共享演进;

 

创新困难、商业机会有限,向推动创新、多商用机会演进。

 

NFV是未来网络的基础性技术,有助于实现软件化的基础通信网络。核心网虚拟化是NFV在移动核心网中的具体应用,其最终目标是利用标准的X86服务器存储和交换设备来取代原通信网络中专用网元。X86标准的IT设备成本低廉,能够为运营商节省大量的投资成本。经过软硬件解耦后,网络设备功能将不再依靠传统专用硬件,能够实现资源的灵活共享,并有利于新业务的开发和快速部署。

 

网络切片

 

移动通信系统每十年变迁,技术支持应用,应用基于场景:3G、4G的发展得益于移动互联网,5G除了移动互联增强,另一驱动力来自于物联网。4G升级5G,从移动互联到万物互联时代。5G将在8大KPI指标上实现对4G的全面超越。其中峰值数据传输速率将达到20Gbit/s,用户体验速率达到100Mbit/s,时间延迟低于1ms。以上指标都是传统4G技术所无法实现的,这也预示着5G将采用全新的技术方案,因此我们需要-网络切片。

 

网络切片可以实现:

 

(1)针对大型企业/垂直和MVNO的新型服务,按需满足不同经济形式的“恰到好处”的服务

 

(2)能够针对特定服务的价格和性能进行优化

 

(3)增强安全性,通过特定的加密技术和隔离进行定制服务

 

(4)跨运营商的行业切片部署(例如,针对国家智能电网的两个运营商之间的

 

(5)网络切片或用于全球服务范围的联合切片)

 

5G网络切片将成为5G时代面向垂直行业的第一应用和基础业务形式,面向垂直行业的需求,提供定制化、相互隔离、质量可保证的专用逻辑网络。

 

◆网络切片的概念

 

网络切片是端到端的逻辑功能集合和其所需的物理或虚拟资源,包括接入网、核心网、传输网等,网络切片可认为是5G网络中的虚拟化“专网”。

 

网络切片可基于传统的专有硬件构建,也可基于NFV/SDN的通用基础设施构建,建议基于统一平台构建,实现低成本高效运营。

 

◆网络切片的选择

 

NSSF与NRF为5G区别于4G网络的新增功能实体,可实现网络切片相关功能。


网络切片选择协助信息NSSAI)

 

作为签约信息,标识特定的网络切片,同时由终端携带,UE通过NSSAI来进行RAN和CN的网络切片实例的选择。

 

网络切片选择功能NSSF)

 

引入独立的NSSF控制平面网络功能,实现网络切片的灵活选择,为UR选择网络切片实例集,确定允许的NSSAI,并基于配置或者向NRF询问来确定为UE服务的AMF集。

 

◆网络切片部署策略

 

根据标准的完善程度、产品支持情况、用户需求,网络切片的部署建议:单域到跨域,由核心网逐步演进至无线、传输领域;切片业务类型由eMBB业务逐步到uRLLC /mIoT,再按需扩展;切片设计由运营商独立设计到切片能力开放;切片管理由基本的切片配置管理及生命周期管理到自动化编排。单域到跨域,由核心网逐步演进至无线、传输领域;切片业务类型由eMBB业务逐步到uRLLC /mIoT,再按需扩展;切片设计由运营商独立设计到切片能力开放;各切片独立管理,独立升级,独立演进;切片管理由基本的切片配置管理及生命周期管理到自动化编排。

 

根据不同场景选择不同的方案:

 

运营商个人用户切片场景:AMF/PCF/UDM/NRF共享,不同切片包含不同的SMF/UPF;由运营商统一控制切片之间采用的策略;切片间使用相同的用户签约数据;

 

企业专网切片场景:AMF/UDM/NRF共享,SMF/UPF/PCF每个切片单独部署,通过在切片中部署独立的策略管理,每个切片可以为会话和业务路由设定特定的策略;

 

有独立放卡放号需求的虚拟运营的场景:AMF/SMF/UPF/NRF/UDM/PCF每个切片单独部署;

 

通过上面的分析,我们发现网络切片技术成为了移动核心网网络架构改革的新元素。各设备厂商也将开始陆续发布设备产品。

 

5G技术在通信网的发展还需要进一步研发与测试,其性能与可靠性还需要做进一步的改进。

 

本文对当前核心网现状及问题进行了详细的分析,在此基础上,阐述了核心网未来发展方向所涉及的关键技术,包括NFV虚拟化技术、网络切片技术等。通过对关键技术发展的探讨,分析了今后核心网依靠关键技术演进的过程,尤其重点分析网络切片技术的部署对网络未来演进发展的影响。

 

大视频、物联网、VR/AR、自动驾驶的快速发展,对网络容量、可靠性提出了新要求,核心网5G演进是必然趋势,相信通过技术发展,能够为5G助力,提升运营商未来发展竞争力。

 

 


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