5G技术培训核心网专业

1、技术交流-关键网第1页5G网络架构5G关键网5G进展洞察第2页ITUR定义5G 三大应用场景应用场景5G 三类经典场景Source: ITU R. M. IMT.VISION 4G：1Gbps5G：10Gbps4G：1万5G：1百万/平方公里 4G：10毫秒5G：1毫秒eMBB增强型移动宽带uRLLC高可靠低时延通信mMTC大规模机器通信VR: the Next Social Platform Zuckerberg keynotes in MWC(1000倍 流量)2025年:1000亿联接900亿 物联接100亿 人联接更多垂直行业将联接到5G更多垂直行业将联接到5G车联网智能制造智能电网2

2、025年:1000亿联接单基站4-10Gbps密度增加20%时延小于10MS动态三层+灵活调整不一样业务资源隔离时间同时精度500nsuRLLCeMBB大容量灵活组网低时延时间同时mMTC 高密度网络分片第3页3GPP R15基础版本面向eMBB，R16构建NR完整竞争力频谱规划.11.14 中国工信部公布5G系统在3000-5000MHz频段内频率使用规划：3300-3400MHz（标准上限室内使用）、3400-3600MHz和4800-5000MHz。.12.6：移动：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz共2段累计260M带宽；电信：3400MHz-3500MHz

3、共100MHz带宽；联通：3500MHz-3600MHz共100MHz带宽。5G全频谱Wireless FibereMBB容量层eMBB覆盖层C-band 3.5G 将是全球主流频段Sub-3GC-band(3.5/4.5G/4.8G)高频(28/39G)12327.5-28.3538.6-4027.52-28.3227.5-28.2828G39G4.4-4.93.4-3.73.5G（C频段）4.5G/4.8G4.8-5.03.4-3.63.6-3.826G24.25-27.53.3-3.4（室内）3.4-3.62.6G 800/700Sub3G1.8-2.1G24.75-27.5高频早期用于

4、WTTX37-42.5第4页5G网络架构5G关键网5G进展洞察第5页5G网络架构示意图网络架构AAUAAUAAUAAUDUDUCUCUCPUPuRLLCUPeMBBUPmMTC前传中传回传111122345第6页5G网络布署结构示意图网络架构骨干网1、CP：省级/大区集中布署2、UP-mMTC：省级或者全国大区集中布署3、UP-eMBB：城域汇聚点/关键点，与CU同址或略高于CU位置4、CU高于DU位置集中布署：城域汇聚点或者关键点，特殊情况下与DU同局址布署5、DU适度集中：普通在POP点，汇聚1020个基站，特殊情况下采取分布式布署方式。省级关键或者区域关键当地网U-mMTCCP关键节点汇

5、聚节点POP节点基站CUUP-eMBBUP-eMBBUP-eMBBCUCUCUDUCUCUAAUAAUAAUAAUAAUAAUDUDUDUDUDU第7页5G物理网络总体布署方案物理方案4G 站点机房汇聚机房骨干汇聚机房关键机房cpri5G eEPCDRAN基站规模和密度：考虑高频衰竭实际覆盖缩短，5G基站密度会是4G1.21.5倍左右，站址机房基本维持不变，单机房带站数增多关键网布署：NB-IOT网关高置布署在关键机房到达效率最优；EPC配合CDN下沉到骨干汇聚机房；MCE大多布署在普通汇聚机房或CO点，实现低时延业务处理基站布署：宏站主流采取DRAN布署，并按需拉远RRURRU站点机房接入机

6、房汇聚机房骨干汇聚机房关键机房ecpriMCE/DGW/MECEPC/CDNNB-IOTRRUBBUDRANRRUecpri第8页5G架构演进路径架构演进 7系77a7X 3系33a3X 4系44a非独立组网NSA 2系2 5系5独立组网SA第9页5G架构演进路径（SA）架构演进4G关键网5G关键网4G基站5G基站5G关键网e4G基站2系5系用户面控制面第10页5G架构演进路径（NSA）架构演进EPCeLTEeNBgNBL4+AAPsRRCPDCPRLCMACPHYeNBEPCgNBLTERRCPDCPRLCMACPHYNR用户面控制面3系之3第11页5G架构演进路径（NSA）架构演进NRXn

7、Option 7Xn-COption 7a7系4系eLTEOption 4 NG CoreOption 4aNReLTENG CoreeLTENG CoreNRNG CoreNReLTEXnXn-CS1Option 3S1S1-UX2Option 3a3系S1S1-UOption 3xX2LTENRLTENRLTENREPCEPCEPCX2Option 7xX2LTENRNG Core控制面和用户面接口控制面接口用户面接口图例分流节点第12页5G云化关键网平滑演进关键网 5G业务准备5G NSA 5G SA5G架构准备云EPC吞吐量增强eMBB/FWA15Gbps/用户3层软件架构独立 DB/

8、LB无状态业务处理分布式关键架构MEC控制面/用户面分离DBLBSP网络切片服务化架构接入无关阶段2阶段1阶段3第13页网元功效重定义和SBA架构，支持灵敏和新业务关键网MMES/P GWHSSPCRF当前网络SCEFIMSUERANNEFNRFNGnefNG2PCFUDMAFAUSFAMFSMFNGnrfNGpcfNGudmNGausfNGamfNGsmfUENG-RANNG-UPDNNG1NG4NG35G关键网NGafMMEGW-CHSSPCRFC/U分离SCEFIMSUERANGW-UDNNEF：网络能力开放功效 NRF:网络注册功效 PCF:计费策略功效 UDM：统一数据管理 AF：业

9、务应用功效 AUSF：鉴权服务功效 AMF：接入管理功效 SMF：会话管理功效第14页5G关键网网络演进整体介绍关键网5G NSALTENR现网Option2LTEEPCLTE5G NSAPOOL5G NSAeLTENRLTEPOOLNROption2Option7/4Option3XOption3X/7/2LTENReLTENRLTENR融合5GCNReLTE融合5GCNEFNRFNGnefNG2PCFUDMAFAUSFAMFSMFNGnrfNGpcfNGudmNGausfNGamfNGsmfUENG-RANUPFDNNG1NG4NG3关键网网元演进NGaf由SCEF演进到NEF，统一开放网

10、络能力新增，提供注册、发觉和授权，维护实例PCRF演进为PCF，提供Qos策略管控HSS演进为UDM，提供用户管理功效提供给用；受信任AF能够直接与内部网络功效互动；不受信任AF需要经过NEF开放接口由MME鉴权和AAA演进，提供统一接入认证由MME接入控制和移动管理功效演进，提供终端到关键网控制面接入点MME&GW-C会话管理功效演进，提供会话管理功效由SGW-U&PGW-U演进，提供分组报文转发，策略&QoS处理及使用量汇报NSA商用业务大带宽(eMBB)关键网网络演进SA商用业务uRLLC和mMTC引入云化2CU分离UPF下沉4混和POOL组网3网元全融合5服务化架构，网络切片7网元升级

11、1NSANSA+SASA(2/3/4/5G)传统网元退网6单一锚点第15页5G网络架构5G关键网5G进展洞察第16页SBA关键网5G关键网构架主要包含三大关键技术：SBA、CUPS和网络切片，这是最终实现化整为零、由硬变软彻底演进。SBA（Service Based Architecture），即基于服务架构Cloud Native第17页CUPS关键网UGW信令控制IP地址分配计费监听策略控制DGW(云化/传统)计费统计SA转发监听业务控制CGW(云化)信令控制IP地址分配计费监听策略控制RGW(云化)计费统计转发SALBO转发SA数据面业务控制面业务SxRGW布署在接入/汇聚层MEC场景：

12、企业园区/mCDN布署在Edge，二层组网，当地mCDN分流（LBO）mCDNDGW布署在地市与原有GW数据面功效一致。流量当地卸载，提升业务体验当地直接上Internet，降低backhaul消耗，降低传输成本CGW布署在省干集中出接口，屏蔽对周围网元影响，简化运维和组网C/U分离网络架构弹性提升：能够独立扩容数据面或控制面网络架构灵活性提升：DGW/RGW灵活布署到不一样场景OCSAAACGPCRFMEC场景LBOGi-LAN业务控制SxInternet第18页云化VNF软硬件关键网网元类型系统软件版本vEPC5G Core1.0VIMV100R006C10SPC530Hypervisor

13、esightV300R008C00SPC200VNFMV200R018C10vEMSV200R018C10云操作系统FusionSphereVIMvEPC+VNFM布署网元：单DC设备类型机柜个数机柜占地供电功耗局点服务器44*0.60M2交流4路32A4*4KWEOR22*0.96M2直流4路63A2*4KW防火墙E8000E-X8（可选）22*0.48M2直流4路63A2*4KW硬件类型单DC配置说明机柜服务器机柜46U 4个（高宽深2200 x 600 x 1000）服务器RH2288HV5（2*Intel E5-5120T 14Core）22个（VIM管理服务器：3个，计算服务器：19

14、个）交换机EOR：12808S 2个（EOR 12808S专用机柜 高宽深 x 800 x 1200）管理TOR：CloudEngine 6855 4个存放TOR：CloudEngine 6855 4个业务TOR：CloudEngine 6855 4个硬件TOR：CloudEngine 5855 2个磁阵Oceanstor 5500V3 2个vEMS软件配套要求第19页5G关键网DC机房机柜布署方案关键网第20页5G关键网NFV组网方案关键网I层管理TORI层管理TOR业务TOR业务TORRH2288NIC1NIC2NIC3NIC4NIC5NIC6磁阵5500 V3A控B控管理管理外部网络管理

15、业务(10GE)存放(10GE)I层管理(10GE)管理管理业务I层管理存放硬件管理NIC7NIC8业务(10GE)存放TOR存放TOR管理管理管理管理EOR CE128EOR CE128硬件管理TOR每台EOR端口规划：对接每对业务TOR：6*40GE对接每对管理TOR：2*40GE对接每对存放TOR：2*40GE对接每台硬件管理TOR：1*40GE堆叠：依据实际流量规划EOR对接外部设备端口类型由现网勘测决定。1*10GE1*10GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE3*40GE3*40GE3*40GE3*40GE第21页Fus

16、ionStorage 基本原理- 数据路由关键网P1P2P3P4P5P6PnHash spaceDisk3Generate key1(LUN1,LBA1), Data Key1=(LUN1,LBA1), Data K1K2K3K4K5Metadata regionData regionHash(Key1)DiskDisk 1Disk 2Disk 3Disk NPartitionP1P2P3PnQuery routing tableVBSOSOSDFusionStorage数据路由采取分层处理方式：1、VBS经过计算确定数据存放在哪个服务器哪块硬盘上；2、OSD经过计算确定数据存放在硬盘详细位置

17、；第22页NSA架构下附着流程附着流程小区搜索与小区选择随机接入RRC流程建立默认承载建立5G B1时间邻区测量5G邻区添加S1接口切换4G流程5G接入附着请求鉴权/加密位置更新请求建立缺省承载PCC策略获取承载建立第23页NSA架构下附着流程附着流程第24页SA架构下附着流程附着流程AUSFAMFUDMNRUERegistration_Request 1Registration_Request 25aRequest_Nudm_UEAuthenticate_GetResponse_Nudm_UEAuthenticate_Get45Request_Nudm_SDM_GetResponse_Nud

18、m_SDM_Get78Registration_Accept Registration_Complete 95b2依据默认配置选择AMF5aUE鉴权105bAMF初始化NAS完全功效（1）UE经过RAN向AMF发起注册请求；其中关键信元Registration type, SUCI or SUPI or 5G-GUTI，初始注册会携带SUCI（Subscription concealed identifier）（2）(R)AN 进行AMF选择，将Registration Request消息发给AMF（3、4）AMF收到注册请求之后，AMF会将SUCI，（SUCI是个秘钥，由UE提供，在UDM上

19、解密，得到SUPI）传给AUSF，AUSF将SUCI发给UDM请求数据；（5）鉴权和安全流程：UDM将SUCI进行解密得到SUPI，返回给AUSF；AUSF将得到SUPI给AMF；AMF向UE发起NAS安全功效；（6）UDM选择过程（7、8）AMF向UDM请求签约数据；UDM向AMF返回签约数据；（9）AMF向UE发送注册接收消息；（10）UE向AMF回复注册完成消息36第25页附着流程SA架构下附着流程第26页用户面控制面用户面用户面石家庄张家口雄安169169169控制面：UNC、HSS、PCRF、CGW用户面：DGW河北联通5G网络拓扑图（NSA）石家庄新建NSA关键网（含控制面和用户面

20、），硬件设备包含I层（服务器22台、存放2套、TOR 14台、EOR 2台）；FusionSphere Openstack、MANO（CloudOpera CSM）；VNF（UNC、HSS、PCRF、CGW、DGW），用户面直接接入石家庄169网络张家口/雄安新建NSA关键网（用户面部分），硬件设备包含I层（服务器6台、存放2套、TOR 7台）；FusionSphere Openstack、MANO（CloudOpera CSM）；VNF（DGW）用户面直接接入张家口/雄安169网络第27页RH2288服务器/每台5500磁阵DCN防火墙IPRANGE*210GE*2810GE*28存放TOR

21、I层管理TOR业务TOR硬件管理石家庄目标组图10GE*4LTENR169服务器、磁阵从不一样网卡出光口（10GE）、电口连接到不一样TOR，相同平面TOR作堆叠。每平面TOR到EOR出2*40GE光口。NR/LTE经IPRAN接入环-汇聚环-关键环路径后，从IPRAN关键出28*10GE（早期出2*10GE即可）光口直连EOR。EOR出28*10GE（早期出2*10GE即可）光口连接防火墙，然后上169网络。EOR出2*GE光口连接DCN网络交换机，最终实现在省网管进行维护。EOR第28页RH2288服务器/每台5500磁阵DCN防火墙IPRANGE*210GE*2810GE*28存放TOR

22、I层管理TOR业务TOR硬件管理张家口/雄安暂时方案10GE*4LTENR波分169石家庄张家口/雄安NR/LTE经IPRAN接入环-汇聚环-关键环路径后，从IPRAN关键出28*10GE（早期出2*10GE即可）光口经过省干波分直连石家庄EOR。第29页RH2288服务器/每台5500磁阵DCN防火墙IPRANGE*210GE*2810GE*28存放TORI层管理TOR业务TOR兼做EOR硬件管理张家口、雄安目标组网石家庄2*10GE10GE*4LTENR169服务器、磁阵从不一样网卡出光口（10GE）、电口连接到不一样TOR，相同平面TOR作堆叠。业务平面TOR兼做EOR，每平面TOR到E

23、OR出2*40GE光口。NR/LTE经IPRAN接入环-汇聚环-关键环路径后，从IPRAN关键出28*10GE（早期出2*10GE即可）光口直连业务TOR。业务TOR出28*10GE（早期出2*10GE即可）光口连接防火墙，然后上169网络。业务TOR出2*10GE光口经过省干波分连接石家庄EOR（重用暂时方案中光路，实现DGW和CGW互通EOR出2*GE光口连接DCN网络交换机，最终实现在省网管进行维护。波分第30页NSA地址需求汇总22台服务器机房(石家庄）局向对接端口需求网络平面互联地址段业务地址段DCN网管地址双平面共2个GE/10GEDCN2个30位地址段（接口地址）24位维护地址段

24、无线：S1-MME双平面共2个GE/10GE，经IPRAN直连EORIPRAN无线：S1-U双平面，每平面110个10GE，经IPRAN直连EORIPRANSGi双平面共2个10GE，直连防火墙上1691691个32位公网地址（NAT转换，防火墙上配置）Sxa、Sxb双平面共2个GE/10GE，波分直连地市波分SXMSXM（DGW-CGW）使用DCN平面DCNNSA地址需求汇总6台服务器机房（张家口/雄安）局向对接端口需求互联地址段业务地址段DCN网管地址双平面共2个GE/10GEDCN2个30位地址段（接口地址）25位维护地址段无线（S1-U）双平面，每平面110个10GE，经IPRAN上波

25、分IPRAN、波分SGi双平面，每平面110个10GE，直连防火墙上1691691个32位公网地址（NAT转换，防火墙上配置）Sxa、Sxb双平面共2个GE/10GE，波分直连石家庄波分SXMSXM（DGW-CGW）使用DCN平面DCNIP地址需求第31页第32页NFV背景介绍11月底， 13家电信大T（包含AT&T、英国电信、德国电信、Orange、意大利电信、西班牙电信企业和Verizon 、VDF、CMCC等）在ETSI组织下组建了NFV（Network Functions Virtualization）产业标准组，希望经过采取通用服务器、交换机和存放设备到达实现传统电信网络功效 年1月

26、ETSI下NFV ISG(行业规范工作组)在进行相关标准制订，主要定义网络功效虚拟化需求和架构，到20底，基本实现该组织机构健全与完善，同时实现对NFV概念定义和系统架构制订，并理清不一样接口标准化进程。NFV最大吸引力是运行商降低成本，提升管理、维护、网络及业务布署效率、节能、以及未来开放和创新潜力第33页解耦开放简化厂商A厂商B厂商C厂商D厂商EFrom: 传统烟囱式结构：软件和硬件合一To: 软件和硬件解耦什么是NFV？NFV即Network Functions Virtualization（网络功效虚拟化），就是将传统CT业务布署到云平台上（云平台是指将物理硬件虚拟化所形成虚拟机平台，能够承载CT和IT应用），从而实现软硬件解耦合。第34页NFV能给客户带来什么From: 今天网络To: 未来NFV网络运维复杂简化运维自动扩缩容/esignt智能运维一张网络，统一管理硬件设备种类各种多样归一化硬件，资源共享经过FusionSphere兼容硬件共享统