5G行业虚拟专网服务能力技术要求

版权声明 5 6 1 1 2 2 2 3 35.1行业需求 3 3 6 75.2对行业的价值 7 86.1逻辑组网架构 86.2服务能力架构设计 9 11 11 11 11 12 12 13 13 15 16 16 16 17 17 177.4安全 18 18 18 198.1北向接口 19 19 19 208.2南向接口 20 209.1部署建议 20 20 20 21 219.2运维模式 22 23本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规本文件是5G行业虚拟专网系列标准之一。该系列标准的结构和名请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承本文件起草单位：中国电信集团公司、中国信息通信研究院、中国移动通信集团公司、中国联合网络通信集团有限公司、华为技术有限公司、中浙江中控技术股份有限公司、四川长虹电器股份有限公司、联想集团、南瑞集团有限公司5G行业虚拟专网服务能力技术要求本文件规定了行业对5G专网服务能力的需求、5G服务5G系统策略和计费控制框架（Policyanof5Gnetworks;Proviorchestrationof5Gnetworkorchestrationof5Gnetworks;Perf（Managementandorches3.2缩略语3rdGenerationPartnershAccessandMobilityManagementAutomatedGuidedVehicleBusinessOperationSupportSystemCustomerRelationshipManagCommunicationServiceManagementEquipmentManagementSMulti-accessEdgeComputingNetworkExposureFunctiNetworkDataAnalyticsFunctionPolicyControlandCharPublicLandMobileNeSessionmanagementUserEquipmentUser-planefunctionUltra-reliableandLowLatencyVirtualPrivateDialNetwoVirtualPrivateNetwork4研究背景5G行业虚拟专网需要面向行业客户提供网络接行业应用。然而行业无法根据业务需要进行网络能力可视-基础故障不可立即处置：网络故障后需要联系、等待运营商-专网配置周期长：企业增加某些终端访问特定IP的权-特定业务可动态保障：由行业平台或终端按实际需要-流量自由调配：企业可根据终端流量使用情况，在虚拟-工厂网络设备物理连接视图：能够进行网络设备逻辑位置和地理位置的匹配呈现。-提供网络逻辑结构视图：能够显示无线和核心网网元的IP地址、网元名称、拓扑信-提供网络物理结构视图：能够显示无线和核心网网元的地理位置，包括：设备地理智能调度”、“现场实时检测分析”等关键应用制定优先等级高的QoS，对“海量切片的作用范围或策略，例如：新增一条产线，把该产-QoS业务保障或者特殊网络能力配置：例如通过核心网对业务的QoS等级进行调-切片配置：切片SLA静态配置，以及与切片快速部署、切片资源扩容、分流策略相网络性能监测网络告警与日志-设备异常告警：如工业终端掉线/重启/转发阻塞、设备电源故障/CPU使用率高等。故障定位-故障处理建议：运维人员在排障时，可以根据产生的故障码，从知识库中关联出可-故障分析和定位：能分析故障的影响范围，进行故障溯源，并对问题进行复现、回溯、原因分析,并对问题进行定界，分析是终端问题还是5G例如，企业举行十周年庆典活动，可对一段时间产行动态修改，实现对流量的灵活计费，满足临时性流量计费场景、赞助流应用层提供流识别、赞助商等信息，通过调用运营商流量路由需求对于AR/VR实操培训、机器视觉、工业控制、远程作业等对网络时延要求极高的场景，行业应用可以基于终端设备位置、业务情况，动态地行业终端与应用服务端之间采用最优数据流路径，大大后台数据传输需求部分类型的行业终端设备需要定期更新补丁，的上传、下载大量的数据，网络在能够满足这类需求的针对指定的某些终端与应用服务器进行数据通信时，应用层输资源管理功能，与网络协商一个数据流传输的策略，包括特定区企业、工厂需要针对园区内的部分终端或跨终端管理械臂、无人机等性能监控和状态展示；终端连网质量（应用控等；对企业人员、设备、车辆位置的监控；异常终端强制下线、终端节能配置；SIM卡自-性能监控和状态展示：建立终端用户连接质量体系，对设备状态进行监控，每个终端状态可视（连接状态、漫游状态、通信状态显示-终端连网质量监控：对于终端的网络连接状态、网络可达性、网络失败情况进行监-终端配置：行业应用按需调整终端参数，如配置终端的节电模式，异常终端强制下其它设备管理对于某些高可靠性业务，如工业控制类业务，需要支由5G网关将IP化数据传给PLC进行转换后，输入给工业终端。对于5G组网使用的交换机、路由器设备也需要统一管理；5G专网的管理系统还应考虑与企业原有管控系统的融-5G数采：工厂业务系统通过5G网关/终端采集厂区内温度、湿度、粉尘等传感器设-5G终端数据转换：工厂业务系统与厂区内非IP连接的设备进行数据收发，即业务系-交换路由设备管理：企业不同的园区、厂区接入专网服务平台的方式不同，可能会-管理融合部署：将专网网络质量监测、故障处理情况等纳入到企业原有内网网络管5G专网的运营维护应支持对安全态势的感知、数-在虚拟专网中，对目标服务器的访问需要绑定终端，也要考虑平台授权和网络授权-支持多重安全保证机制，如平台的用户认证、网络传输加密等。终端安全类5.2对行业的价值行业业务场景对5G虚拟专网有不同的管理运维需求务和自运维的管理能力。因此，运营商提供行业虚拟方便企业查看网络状态、网络安全状况、监控虚拟专网KPI，保证业务正常进行，发现为企业提供网络诊断、特殊网络能力、安全保障理和维护，在出现网络问题时，可以快速诊断网络问题并与行业平台深度融合，方便业务展示、实现业务的快速部署。如企业可能在MEP上完成边缘端MES、SCADA、机器视觉质检、AGV管理系统等部署和应用，服务能力平台可以提开放5G网络，提供自主的5G虚拟专网运维管理能力，5G行业虚拟专网服务能力的主要逻辑实体为5G行业虚拟专网服务能力平台和运营商的使用。后者负责汇聚5G网络提供的原子能力，包括无线和统提供的能力等。两者均为逻辑实体，物理上可以部署在一起或轻量虚拟专网管理模式：适用于UPF下沉至行业的场景，只需管理行业虚拟专网内的基站和下沉UPF网元。5G服务能力平台南向对接运营商能力开放平台或网元/EMS。基站和下沉UPF网元提供的能力，可以经由运营商网管或其它IT系统、NEF、CSMF/NSM商能力开放平台，由能力开放平台提供给5G行业虚拟专网服务能力平台。标准化API接口（OC接口）标准化API接口（OC接口）企业信息化管理平台OTM企业业务系统（MES/ERP等）5G行业虚拟专网服务能力平台CTM运营商核心网及IT系统能力开放3GPP接口+运营商内部接口CRMNEF运营商网管其他IT系统核心网5GCUPF5G网络能力数据能力开放3GPP接口+运营商内部接口CRMNEF运营商网管其他IT系统核心网5GCUPFCRM等数据获取企业企业终端UPF/MEC基站UPF/MEC基站重载虚拟专网管理模式：适用于核心网控制面也网内的基站和下沉的核心网网元。5G服务能力平台南向对接运台（可以是物理实体，也可以是运营商能力开放平台部分功能开放平台。前者用于汇聚基站和下沉核心网网元提供的能力。后者用于获取CRM等IT系统的数据。如果UDM也下沉至行业，则运营商侧将不包含核心网网元，5G服务能力平台直接从下企业信息化管理平台服务能力平台CTM标准化API接口（OC接口）5G网络能力数据获取能力开放NEF运营商网管核心网5GCUPF5G行业虚拟专网企业信息化管理平台服务能力平台CTM标准化API接口（OC接口）5G网络能力数据获取能力开放NEF运营商网管核心网5GCUPF企业业务系统企业业务系统能力开放CRM其他IT系统运营商IT系统能力开放CRM其他IT系统CRM等数据获取核心网核心网5GCUDM也可以在各个园区分别部署物理实体；还可以采用远程界面和物理实体相结合的方式部署。6.2服务能力架构设计从企业客户对行业虚拟专网管理的便捷性、高效性求进行归类映射，把5G网络的复杂技术映射为企业客户行业需求管理需求设备管理需求安全管理需求网络计费网络性网络视图能监测网络告警网络配置流量路由后台数5G虚拟据传输LAN管理机卡绑定SIM卡管理设备性能设备告警设备日志设备视图开通和配置位置定位网络安全终端安全自服务自运维自管理安全5G服务能力准API接口，提供给企业，目的是提升行业虚拟专网客工业视觉无人夹抱车无人巡检数据采集工业AGV......无人驾驶行业平台能力调用Restful切片定制/管理Restful5G能力调用Restful5G能力调用开卡开户QoS配置性能\告警性能\告警流量查询切片修改状态\资源状态\资源其它IT系统工业视觉无人夹抱车无人巡检数据采集工业AGV......无人驾驶行业平台能力调用Restful切片定制/管理Restful5G能力调用Restful5G能力调用开卡开户QoS配置性能\告警性能\告警流量查询切片修改状态\资源状态\资源其它IT系统网UPF/AMF/SMF/NWDAF….宏站室分无线小站CSMF管理域NSMF服务能力平台络能力层可视化界面可视化界面APIAPI接口安全安全平台安全平台授权用户认证访问限制网络安全网络加密终端强制下线自主开卡开户SIM卡管理自主开卡开户SIM卡管理 终端SLA数据可视修改计费方式统一付费个人付费费用余量查询费用余量查询查余额查流量查剩余时长流量管理流量管理SIM流量分配自主下单自主下单业务质量监控性能监控业务质量监控性能监控告警监控故障定位处理故障分析专家协查登录日志操作日志版本升级日志视图视图设备基本信息链路信息物理位置信息网络状态信息终端状态终端质量管理终端质量管理连通性测试网络性能测试资源管理QoS资源管理QoS管理-网络限速-业务保障切片管理-终端和切片映射-切片修改策略数据管理策略数据管理策略管理-终端接入控制-流量路由参数优化-基站功率-时隙配比接口（API接口）实现对网络能力的使用，以服务上层行业应用或管理人员。5G服务能力架构可以分为四层，其中，终端层包括高清摄像头、AG各类工业终端。网络能力层主要包括5G核心网、5G无线网、IT域安全等功能。应用层包括工业视觉、无人巡检、无人驾驶等行业系统核心的5G服务能力平台层，以及为5G服务能力针对行业虚拟专网客户，通过运营商IT能力的开放，实现量等。如自主开卡开户、费用流量查询、修改计费方式、流量及账单管封装切片、QoS等管理能力，针对行业和告警、申请专家协查等。如视图管理、网络质量监控企业根据开放的API，自主管理虚拟专网的配置策略、自主修改与本地网络有关的部分分为平台安全和网络安全。其中平台安全包括制、漏洞升级等。网络安全包括网络加密、终端资源等网络能力。其中NWDAF具有网络数据分析功能，帮助5G网和OAM采集数据进行分析，通过NEF或其它能力开放接口向IT域包括CRM以及其它IT系统，可以提数量、订购的套餐、订购的企业流量池、订购的切片、切片状态功能：可针对一段时间产生的流量或部分流应用层提供流识别、付费方ID等信息，调用修改计费方能力，请求PCC系统修改指定终功能：支持按群组（平台根据单个终端查询功能：支持通过链接跳转到运营商客服系统功能：提供UPF设备状态或单板/虚机状态信息。根据UPFID或名称从配置文件查询UPF功能：提供其它核心网网元设备状态或单板/虚机状态信息。根据核心网网元ID或名称从配置文件查询核心网网元状态：正常、离线、告警功能：展示UPF和基站基本性能指标。例如：当前网络流量、当前网络出口带宽、园区钟内的平均值）、网络上行峰值速率、网络下行峰值速率、核心网负荷（CPU/内存负荷）、功能：提供终端相关的性能监控。例如：终端位置、发射功率、在网时长、累计流量、终端群组管理、终端群体指标等。建立终端用户连接质量体够及时诊断和告警。周期性下发巡检指令，对告警信息、设备功能：网络分析功能支持业务与网络性能指支持按照业务类型进行监控界面自定义。例如，语音类业务关注集群通信/IP呼叫类业小区异常、小区负载过高、CPU负载过高、流量突变、瞬时接入数突增、切换异常、异常掉功能：支持对核心网网元告警进行监控和展示。需要核心网上报如下告警信息：宕机、光衰耗大、网口误码率高、线路抖动过大、终端脱网等。支持终端链路告警自定义功能：能分析故障的影响范围，进行故障溯源，并对问题进行复现、回溯、原因分析。功能：平台可以根据业务需求调整QoS，保证业务质量，提供无线网络加速能力。根据实际需要，为指定终端或业务动态提供带宽加速、网上报QoS状态、流量监控等信息。可广泛服务可访问的黑白名单IP地址等信息的录入功能，并将终端功能：行业应用可以基于终端设备位置，动态需向5G网络下达数据流路由策略，指导优化用户面数功能：支持对网络参数的优化配置。平台可以向7.4安全功能：应保存各网络节点的IP地址列表和终端的IP地址列表（UPF需要将终端IP信息及为促进行业更好的使用运营商5G网络能力，5G虚拟专提供开放的API接口，企业平台可以通过该接口调用网络能力、实现企业平台和网络的高效北向接口面向企业提供三种主要能力，即自北向接口调用过程中，5G服务能力平台需对来8.2南向接口南向接口是5G虚拟专网服务能力平台对接各网络系统、BOSS系统等的接口，主要包括：由于南向接口涉及3GPP接口、运营商自有接口、各厂商设备接口等，暂不进行标准化，9.1.1企业