5G分组核心网专题PPT幻灯片.ppt

中国移动计划部5G汇报,23/10/2017,目录,1,2,3,标准进展：3GPP5G进展情况,SA,CT#75,SA#78,SA,CT#80(Rel-15completion),5GPhase1架构和流程(R15),EPC+支持NSA,EPC对NSA的支持,SA#77,5GPhase1接口协议（R15）,NGC支持SA组网,5G系统安全架构（R15）,SA#79,网管与计费（R15）,Phase1SA3进展30%,5GStage3协议标准于17年Q1启动，目前进展35%。已确定使用服务化接口,Phase1SA5切片管理进展30%；计费进展40%,5GPhase2架构和流程(R16),Today,5G研究,5GNR工作,5GNRNSACompletion,后续演进,5GNRSACompletion,无线,标准进展：3GPP5G的主要功能特性列表,NSA支持无线双连接、QoS改变、计费增强切片：支持端到端网络切片、网络切片的选择、一个UE同时接入多个网络切片等移动性管理MICO、servicearearestriction、RRCinactive、reachability、AMFfailure和maintenance会话管理SSCmode1/2/3、ULCL、multihoming、LADN、MEC的支持、以太类型和无结构类型的PDU等QOS和PCCReflectiveQoS、5GCQoSflow与RANbearer的映射不限定只是1:1，移动性和会话策略服务化架构控制面实体间采用基于restful框架进行通信，非3GPP的支持仅支持untrustednon3GPP数据融合用户签约数据、能力开放的数据、应用数据都统一保存到UDR能力开放NEF统一对外提供能力开放接口与4G的互通支持有N26接口和没有接口两个场景,R15主要功能,增强的V2X服务架构增强支持5G系统架构的FMCVoLTE性能增强5G对接入数据流的导流、交换、和分流支持EPC对E-UTRANURLLC的支持.5G网络自动化使能的研究5G网络对SMF和UPF增强拓扑的支持对ProSeUE-to-NetworkRelay架构增强的支持加密报文检测和验证的能力研究5GCIoT支持与演进,R16主要立项,业界方案选择：基于应用场景NSA是海外运营商的主流选择,5G全球主要市场商用节奏，NSA是海外运营商的当前的主流选择,东京奥运2020.7,4.6G+28G,20H2,4.6GHz发放,3.5GHz发放,17Q1,17Q2,17Q3,17Q4,18Q1,18Q2,18Q3,18Q4,19H1,19H2,20H1,美国(WTTx/eMBB28/39GHz),日本(4.6GHz+28GHz),韩国(28GHz+3.5GHz),欧洲(3.5GHz),华为5G核心网路标,5GCore1.0,NSAEPC+双连接QoS增强，单用户高带宽CU分离NSA支持,SANGC试点网络切片移动性管理框架会话管理框架策略管理框架服务化架构，服务化接口分布式用户面边缘计算,5GCore2.0,5GCore3.0,5GTrial,Phase1.1NSAAccess,Phase1.2SAAccess,Phase2：Non-3GPPAccessandenhancement,3GPP,VerticalIndustry,WTTXTrial,eMBB,Non-3GPPAccess,5G核心网规划,SANGC商用固定移动多接入固定移动统一策略控制,华为产品功能路标应答,华为所有版本支持三层解耦的原生云架构,中国移动2020年SA商用倒推测试节奏,多厂家实验室互通测试多节点对接互通切片功能互通外场验证端到端对接测试现网计费、网关系统升级及对接现网语音及IMS系统对接数据管理和用户迁移准备,2019.6,2019.12,2018.6,统一电信云建设，具备三层云化解耦能力CU分离试点PNF和VNF混合组Pool测试NSA内外场测试,2017.12,NSA标准冻结,R15SA标准冻结,基于NGC的预商用,2018.12,支持NSA商业部署,5G部署准备,NSA规模试点转商用,NGC实验室功能验证与4/5G系统互操作、多切片支持、网络管理和切片管理、能力开放、安全、业务发现和授权、语音方案、融合组网,SA功能验证,NGC的商用,规模试点转商用端到端切片管理验证,5G商业场景：eMBB和垂直市场场景共同驱动2020年NGC部署需求,eMBB是早期商用场景,垂直市场孵化,空中覆盖,4G网络存在网络覆盖/速率/时延/精度等诸多挑战彩虹大型无人机：2万米高空飞行，可搭载太阳能电池，具备与地面通信需求应用场景：无线Relay，高空通信小型无人机巡检网联通信巡检/监管等；应用场景：高带宽低时延的组队飞行、超视距飞行遥控等,企业移动办公、视频监控,企业存在园区低时延无线网络建设需求，已经具备5G能力需求某工业企业需求：满足企业智能办公业务能力；日常移动办公、企业通信；企业数据内部传输；设备间的互联互通需求、信息同步等；厂区视频监控等。,主要技术需求：边缘计算、切片、广覆盖等,主要技术需求：高带宽、高QoS、低时延,需求场景：VR直播等大众市场需求已经开始出现，演唱会直播、马拉松直播、中超直播、综艺直播均已探索VR化。主要需求：上行带宽40M以上下行2K/4K视频质量移动性和实时互动能力,VR直播、场馆互动,Docomo认为视频和VR是5G的典型应用场景,OOREDOO展示了通过3D眼镜及VR眼镜观看足球赛，体验在内容领域的创新,STC展示了VR视频：通过VR眼镜观看本国的自然风光和风土人情,Orange展示VR360应用,三星：TraVRer，开启VR旅游的新市场,高通：骁龙835+VR开发套件，集成手部动作捕捉,VR：成为运营商展示的亮点，变现模式越来越丰富,智能电网,无人机,智能医疗,智能制造,以及更多,监控和控制故障自恢复,公共安全农林,远程手术,机器人通信与控制,案例,网络需求,时延要求550ms可靠性要求Ultra-High,时延要求10100ms可靠性要求Ultra-High,时延要求1030ms可靠性要求High,时延要求10100ms可靠性要求Ultra-High,Source:5GPPPWhitePapers,5G业务未来将涵盖新兴垂直行业应用,2020年SA商用的主要挑战,满足低时延需求的边缘数据中心的准备,垂直行业商业拓展及合作,新核心网服务节点多、多厂家混合对接复杂,端到端切片管理、运维模式搭建,切片管理,5G切片,云管,租户视图,运营商视图,网元视图,切片管理的搭建、以及运维模式、经营模式的挑战,5G节点多、服务多，厂家对接IoT复杂，SLA保证难,商业逻辑如何定义？,业务如何发放？,能力开放生态搭建？,垂直行业合作模式？,垂直行业的商业模式开拓，流程打通的新挑战,低时延能力的边缘DC的建设满足5GURLLC业务,目录,1,2,3,5G网络技术演进两条路径比较,选项分析：SA引入速度要考虑到生态成熟周期SA建设速度受云化、SA架构标准进展等因素影响周边计费、网管等采用新接口，建设周期可能对5G引入有影响现网改动相对小：引入新网络，现网周边计费网关等可以不变传统设备仍需升级保证切换业务连续性，避免业务中断新建融合网元可与传统设备融合组Pool，保证用户体验以及平滑迁移只需要支持Option2终端,选项分析：eMBB早期快速部署：NSAEPC升级简单，快速大规模部署架构/组网改动小现网升级，投资保护：现网EPC长期存在，保护投资云化扩容升级支持全业务场景网络平滑演进，用户平滑迁移需要支持多种制式终端长期共存,选项2：SA叠加网,NGC,传统EPC,LTE,NR,双模终端,4G终端,EPC+,LTE,NR,双模终端,4G终端,升级,NGC,NR,eMBB+uRLLC+mMTC,eMBB,vEPC+,Pool,eMBB+uRLLC+mMTC,MBB,选项1：NSA-SA升级,两个路径的选择取决于5G引入的时间点，5G频谱、终端生态,Pool,EPC,NSA部署:Option3/3a/3X的选择,Option3,Option3X,DualModeUE,DualModeUE,DualModeUE,Option3a,NR,NR,PDCPSplit,NR,PDCPSplit,信令接口,数据接口,用户数据,基于NSA接入的EPC+对网络节点的升级要求,NR,MME功能升级Option3a/3x双连接高带宽QoS支持独立的统计和告警4/5G用户分流,GW功能升级CUPS高带宽QoS支持Option3a/3x双连接5GNR/UE性能独立统计&告警4/5GUE分流单用户10Gbps（快速转发+计费）,HSS功能升级支持AMBRQoS最大带宽取值范围,S1-u,支持Option3NSA部署的EPC+核心网重用4G现有接口和协议,PCRF功能升级识别4/5GUE差异并下发不同的计费控制策略支持AMBRQoS最大带宽取值范围,Page17,P,省份,NR,LTE,NB-IoT,2/3G,CloudOS,MME/IMS,统一电信云,GW-C,vMME,vHSS,vPCRF,边缘,地市,PooL,SAE-GW,GW-U,GW-U,Sx,Sx,融合用户面,1,4,3,3,2,7,云化+NSA阶段,5G阶段,1,统一电信云（多业务共平台）、I层收敛,2,PNFVNF融合组PooL,3,GW专有硬件、U面现网升级,4,C/U分离,6,融合控制面,7,2/3/4/5G全接入,MEC（V2x）,2017,2018,2019,2020,第一步,第二步,第三步,网络演进建议：两阶三步，迈向融合5G目标网,IPMetro,IPCore,mCDN,MEC,切片,vIMS,6,vDRA,MME,E-eNB,NSAMME,NSAGW,NSAMME+NG-CP（GW-C）,GW-U+NG-UP,阶段二:5G融合商用阶段（Option3/7/2）,NR,E-eNB,NG-CP,NGUP,阶段三:云化全融合网络（Option7/2）,POOL,eNB（2/3/4/NB/eMTC）,NSAMME,NSAGW,Sx,NSAMME（GW-C）,eNB（2/3/4/NB/eMTC）,MME,GW,当前阶段:全网融合引入C-IoT,阶段一:云化初步引入和5GNSA部署（Option3）,NR,POOL,IOTP-GW,2017年,2019年,2025年后,2020年,中移动EPC网络技术演进建议路径,IOTP-GW,*红色为新建*蓝色为基于前一阶段的现网升级,2018年,IOTP-GW,S1,2021年,S11,S11,S1,S1,S1-U,S5,S1,NR,NR,S11,S10,S10/N26,N2/S1,N2,S1-U,N3,N4,N4,N2,N3,Page19,GW+UPF,演进的四个原则：业务连续、融合接入、信令最优、配置简化,数据业务连续,切换IP锚点不变各演进阶段LTE、NSA、SA终端在接入间切换始终要保持锚点唯一，IP地址不变关键技术：2/3/4/5G融合用户面,信令精简优化,移动控制面不变降低外部信令消耗增加切换成功率运维简化关键技术：2/3/4/5G融合控制面,融合接入体验,管理和配置简化,核心网融合组Pool一个位置区的RAN只需接入一个池组，避免网络选择难题池组覆盖范围内，控制面不变用户平滑迁移关键技术：2/3/4/5G控制面Pool,控制面与用户面分离云化控制面与云化或非云化用户面的生命周期管理分离集中接口与控制面，运维简化，便于灵活分布的用户面部署关键技术：控制面集中融合,融合控制面,EMS,MME,大量切换,NR,覆盖范围小,EMS,融合用户面,融合用户面,CG,LI,PCF,融合控制面,EPCGW-U,融合组网，2/3/4/5G一张网,支持N26接口的互操作方式：可以支持4/5G融合组网和平滑演进，以及业务的平滑迁移具备融合能力的节点：UPF具备PGW-U能力SMF具备PGW-C能力PCF具备PCRF能力UDM具备HSS能力互操作节点：MME&AMFMME与AMF之间支持N26进行互通不支持N26接口的互操作方式：通过HandoverAttach进行切换互操作节点：无假定MME不升级，AMF与MME之间没有接口，但实际部署容易影响业务连续性,3GPP基于N26接口的互通,支持基于N26接口的4/5G互操作与3/4G的S3互操作类似，建议新的节点支持N26和类似MME的S10接口的互操作,融合用户面，支撑演进网络的业务连续性,融合用户面确保多模终端业务连续,数据业务连续,4G,5G,PGW,UPF,Internet,用户面锚点挑战,统一用户面系统切换时保持互联网上唯一的IP地址运维简化,4G,5G,融合用户面,Internet,用户面锚点挑战,Internet,Page22,融合控制面，优化网络信令,Page23,4G核心网SCEF与5GNEF能力开放的演进与融合,AMF/MME,SMF/GW-C,PCF/PCRF,OSS,SCEF/NEF(云化统一智能中心),OTT、企业、政府、个人,QoS加速类API,流量统付类API,监控类API,RAN,统付规则(L34/URI,SNI，标签)增加统付规则(L34/URI,SNI，标签)删除统付规则(L34/URI,SNI，标签)修改.,QoS资源申请QoS资源修改QoS资源释放QoS状态事件通知,Lossofconnectivity(UE失联)UEReachability(UE可达)Locationreporting(UE位置)RoamingStatus(U漫游状态)CommunicationFailure(通信故障)ChangeofIMSI-IMEI(SV)Association(UE标识切换)AvailabilityafterDDNFailure(DDN故障后UE可达),位置LCS类API,立即位置查询延迟(UE可达和周期）位置查询,NEF能力开放的定义还在制定中，但3GPPCT3已经在考虑对NEF采用与SCEF统一的北向接口,5G用户面,5G控制面,云化EPC（EPC+）节点融合升级到5GNGC,GW-U,MME,SMF/GW-C,GW-C,UPF/GW-U/ULCL/BP,NSSF,AMF/MME,NRF,SCEF/NEF,SCEF,PCRF,PCF/PCRF,HSS,HSS/UDM,4G当前主要网络节点,4/5GNGC主要网络节点,5G新引入节点,4G升级节点,4G节点到5G节点可以平滑升级，通过合设和融合组网，优化网络结构和业务体验,Page25,A省,NRF,NRF,SCEF/NEF,PCF/PCRF,HSS/UDM,B省,5G核心网控制面NF的部署和发现,跨省服务发现,跨省服务发现,服务发现,NRF,SCEF/NEF,PCF/PCRF,HSS/UDM,服务发现,跨国服务发现,NRF,Z国,M国,NSAvMME,PNF和VNF混合组POOL平滑引入NSAEPC+,ONELTE共基站统一规划,ONECORE重用接口链路容量统一规划用户平滑迁移切换信令防护统一管理运维NFV可靠性,多业务,阶段一NSA初期，NR少量部署，小范围覆盖,vSGSN/vMME/vSGW,大网NSAGGSN/PGW,物联网GGSN/PGW,NSASGW,重用HSS/PCRF/AAA等设备的接口链路无需S1等接口改造，无需新增Ga/S11/S6a等接口,统一运维管理,NR初期覆盖小，融合pool内一套MME融合接入，Pool间切换变成系统内切换，减少开销,由于网间切换的不确定性，变动较大，实际非常难于单独评估VNF和PNF的容量,融合Pool内，用户平滑迁移，传统设备随生命周期自然消亡,网络构造简单对接调测简单运维方式简单稳定定位简单,重用接口链路,容量统一规划,切换信令减少90%,用户平滑迁移,PCRF,DRA,HSS,2/3/4/C-IOT,NR,NR,NR,同厂家组pool能做到无损Pool内用户迁移，对网元的操作用户不感知,可靠性提升,Page27,目录,1,2,3,MECISGLaunch,2015/07,Phase1Standardization,Phase2Standardization,2014/12,2015Q3,CUPSSI,2016Q3,CUPSSA2Freeze,2016Q2,CUPSWI,2018Q2,R15WISA3FreezeCCF,Slice,Programming,2019Q4,R15SA3Freeze,3GPPR15,3GPPR14CUPS,PublicpublishalltheMECGSKeytechnologiesbasedWI(e.g.RNIS,Platform,Management),2017Q2,CUPSStage3Freeze,2016.2,3GPPR16,2015Q4,R15SICCF,Slice,Programming,2018,R16SI,2017Q2,2016Q2,2018Q2,MEC是包含一系列商用场景的解决方案组合实现角度:MEC对CUPS有更细粒度管理的要求,R15/R16为5G标准,核心网CU架构演进的标准已经冻结，5G支持CU分离和MEC,3gppRAN,架构关键描述：网关的控制面和用户面分离：SGW拆分成SGW-C和SGW-U，PGW拆分成PGW-C和PGW-U；同时仍支持SGW/PGW合一场景，此时网关拆分为GW-C(SGW/PGW-C)和GW-U(SGW/PGW-U)；与现有网络兼容：CU分离后网关(GW-C+GW-U)的网元功能和外部业务接口无变化，无需改变周边网元（UE、RAN等），可以与现有网络各网元正常对接。GW-C集中部署：GW-C统一出信令接口连接周边设备，简化网络部署；GW-U分布部署：GW-U可贴近用户，部署到城域甚至更低，缩短业务访问路径，提升用户业务体验。,SGW-U,MME,CG,PCRF,AAA,Internet/Intranet,OCS,SGW-C,PGW-U,PGW-C,SGW/SGSN,PGW,Gn/S5/S8-C,SGi,S1-U/S12,S1-C,S11,Gy,Gx,Gi/S6b,non3gppRAN,non3gppGW,S2a/b-U,S2a/b-C,Gn/S5/S8-U,Ga/Gz,DHCP,3GPP4G标准CUPS介绍网络架构,信令接口,数据接口,5G基于UL-CL和IPv6multi-homing的边缘计算的架构,3GPPTS23.501,基于ULCL的用户面架构,基于BranchingPoint的Multi-homed用户面,ULCL根据目标地址进行分流；终端地址可以不变，减少应用层的交互；,IPv6multihoming是根据源地址分流，终端对不同连接使用不同前缀，应用层负责业务连续性,技术方案：,本地内容访问（企业网）、本地业务分流（eMBB场景）、车联网等,技术方案：,应用场景：,IPv6的Multi-homing，基于多IPv6地址前缀的业务连接和移动性支持，例如物联网，高可靠性专网连接等,应用场景：,对低时延业务来讲通过本地分流考虑满足移动性体验,DN,AN,UPFULCL,UE,UP