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文档简介

1、ZTE 5G关键网基本概念第1页培训导引5G 时代 5GC基本概念5GC VNF特征介绍5GC布署演进方案5GC产品业务流程介绍5GC产品组网介绍5GC U盘一键开通介绍5GC安装介绍5GC数据配置及调测经验5GC运维自动化介绍第2页目录5G 时代 5G关键网行业趋势ZTE 5G关键网总体架构ZTE 5G 关键网特色处理方案ZTE 5G运行商合作与试验案例第3页移动通信趋势3G/HSPA -100Mbps4G /LTE -1Gbps语音数据互联网数据海量应用高移动性10-100 x 带宽增加大用户连接移动互联网物联网+5G and Beyond10G+bps1G1980模拟语音2G -100K

2、bps1990数字语音第4页5G将在3大领域各种场景提供连接服务5G时代网络必须按需满足业务多样性和对应性能需求。eMBBuRLLCmMTC超高宽带10G+bps 峰值速率/用户 低功耗大连接通信 100万连接/km25G 高可靠低时延通信 1ms时延动态体验管理业务定义连接 按需移动性快速流量转发第5页eMBB/URLLC/mMTC全新数字体验eMBBeMBB: 无缝广域覆盖 视频/语音/互联网/视频电话 20Mbps速率4K高清体验 公路/铁路/村落/郊区/偏远地域 eMBB: 热点与高速率 FTP/下载/超高清3D视频/VR/AR 100Mbps体验速率,峰值速率超出1Gbps 热点/室

3、内/咖啡厅/办公室/体育场 监控、传感器、智慧城市 低功耗、低成本 100万连接每平方公里mMTC: 低功耗、高连接密度 车联网、工业控制、远程医疗 1ms时延人工智能 靠近100%可靠性URLLC: 低时延和高可靠性mMTCuRLLC第6页5G关键网5大关键挑战 5G关键网面临挑战支持多样商业模式从消费者市场拓展到工业和企业市场提供灵活按需业务传统单体软件架构无法提供灵活服务愈加复杂网络管理5G关键网需要处理不一样接入技术网络安全和隐私保护愈加广泛应用和环境带来很多安全问题愈加开放服务生态需要开放平台快速、安全引入新业务第7页3GPP 5G标准进展Release 14 (TR)Release

4、 15 (Phase 1)Release 16 (Phase 2)5G EvolutionRelease 14 (TR) Release 15 (Phase 1) Release 16 (Phase 2)5G 演进Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4R15-Stage1阶段3完成 Non-standalone 5G-NR(Option 3)阶段3完成 Standalone 5G-NR (Option 2)R15-Stage2R15-Stage3需求定义通用技术实施方案接口定义Option 3 比 Option 2 提前了六个月第8页目

5、录5G 时代 5G关键网行业趋势ZTE 5G关键网总体架构ZTE 5G 关键网特色处理方案ZTE 5G运行商合作与试验案例第9页5G 关键网处理方案整体架构标准与开放遵照 3GPP, ETSI NFV等标准支持开放架构与接口 (OPNFV, OpenStack, 等.)云原生架构服务化架构控制面和用户面分离无状态设计按需业务灵活网络切片跨DC灵活布署端到端编排SDN/NFV实现跨域资源和网络业务统一编排和管理层次化编排架构,结构清楚,便于系统维护。VM/ContainerOrchestratorVIM/PIMZTE or 3rd party VIMOSSBig DataPolicyOpen A

6、PI MICT-OS MonitoringZTE or 3rd partyVNFMComputingStorageNetworkService Assurance5G Core NetworkMANONEFNRFPCFAUSFCMFAMFSMFCDBUPFTCFUser PlaneControl PlaneeMBBuRLLCmMTC第10页ZTE 5G关键网亮点与目标AUSFAMFSMFPCFCDBNEFNRFAFNpcfCAFNcafNnefNnrfUDMNudmFAFNfafNafCMFNcmfNausfNamfNsmfNcdbLIFNlrfSMSFNsmsfN3IWFUE(R)ANUT

7、Non-3GPPN2N1N2UPFDNN3N3N4N6TCFSFsGMSC-SMSSGd标准NF自定义NF亮点:4SService based Stateless NF Network Slicing C/U planeSeparation目标:3AAny AccessAny WhereAny Service第11页5G关键网网络功效介绍 网络功效汉字全称功效描述与4G网元对比AMF接入和移动性管理功效完成移动性管理、NAS MM信令处理、NAS SM信令路由、安全锚点和安全上下文管理等MME中NAS接入控制功效SMF会话管理功效完成会话管理、UE IP地址分配和管理、UP选择和控制等MME+

8、SGW+PGW中会话和承载管理控制面功效UDM统一数据管理管理和存放签约数据、鉴权数据HSS、SPRAUSF认证服务器功效完成用户接入身份认证功效MME中鉴权功效UPF用户面功效完成不一样用户面处理SGW/PGW中用户面功效PCF策略控制功效支持统一策略框架,提供策略规则PCRF NRF网络存放功效维护已布署NF信息,处理从其它NF过来NF发觉请求N/ANEF网络开放功效使内部或外部应用能够访问网络提供信息或业务,为不一样使用场景定制化网络能力N/A第12页UERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFNpcfN4N2N1N3N6NG CPSMFUDMNEFNRFPCFAFUPFN

9、9N4VPLMNHPLMNNnefNnrfNsmfNamfNausfNsmfNpcfNnefNnrfNudmNaf5GC漫游架构- Home routed第13页UERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFN4N2N1N3N6NG CPUDMNEFNRFAFVPLMNHPLMNNpcfNnrfNnefNnrfNnefNudmNafNausfNamfNsmfPCFNpcf5GC漫游架构- Local breakout with AF in VPLMN第14页UERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFN4N2N1N3N6NG CPUDMNEFNRFPCFVPLMNHP

10、LMNNpcfNpcfNnrfNnefNnrfNnefNudmNausfNamfNsmfAFNaf5GC漫游架构- Local breakout with AF in HPLMN第15页目录5G 时代 5G关键网行业趋势ZTE 5G关键网总体架构ZTE 5G 关键网特色处理方案ZTE 5G运行商合作与试验案例第16页ZTE 5GC 基于服务架构NF服务到独立NRF注册/注销NRF和NF服务之间状态检测NF服务自动管理,自动选择和自动扩展NE改为NF,NF可分为NF服务(VNFC)服务是自包含,可重复使用,可独立扩展按需编排和分布式布署MMEPCRFPDNGWServing GW网元NF Ser

11、vice网络功效生产者消费者Service 1基于服务接口生产者和消费者通信模式:P to P, P to MPoint 1Point3Point2NRF全网通信缩短网络路径IP 地址FQDN支持服务UDMPCFAMFSMF服务化第17页基于场景服务按需定制分布式布署Edge DCLocal DCCentral DCSDMCDNProtocolAuthDPILBAmf-cFWCDB服务定制服务拆分Common ServicesAPP ServicesSBA 5GCeMBBURLLC企业eMBB 网络切片URLLC 网络切片企业网络切片AMF.VRouterVPNDesignVerifyDepl

12、oyDevOpsUDMUPFMQHTTPDPIFW.AMFUDMUPFMQHTTPVPN.AMFUDMUPFMQHTTPVPNFW.服务化第18页服务化拆分标准及形式可被消费自包含可重用自管理拆分标准Namf_CommunicationNamf_EventExposureUEContextTransferPeer AMFN1MessageNotifySubscribeN2InfoSubscribeSMFSMF, SMSF, PCF, NEFNEF, SMF, PCF, UDMUnSubscribeNotifyNamf_MobileTerminationEnableUEReachabilityN

13、EF, SMF, PCF, UDMService NameService OperationsKnown Consumer(s)AMF拆分形式服务化第19页什么是无状态 不需要处理状态信息VNFC是无状态VNFC。需要处理状态信息VNFC能够实现为: 一个有状态VNFC。 含有外部状态无状态VNFC。Stateful vs Stateless -Definition in ETSI Transaction lifecycle level起始于NF收到请求,结束于NF返回响应;Procedure lifecycle levelProcedure由多个为实现某项功效Transaction组成;Se

14、ssion lifecycle level起始于UE会话建立,结束于UE会话结束。 Session能够包含1个或多个Procedure 。Transaction Procedure Session Local Context CacheCDB子集,连续时长最短CDB子集,连续时长次之CDB全集,连续时间长弹性伸缩、可靠性恢复时长最短次之最长性能与CDB交互频繁,流程时延最长次之最少 3 level of stateless无状态设计第20页5GC 无状态设计标准Cloud Database (UDSF/SDSF)Other NFStateless Load BalancerService Lo

15、gic无状态LB确保流量在无状态服务之间愈加平衡LBProcedure 级无状态处理完成后,将数据存放在CDB上下文中,删除当地数据CDBNew scaled有状态处理和无状态服务逻辑解耦有状态当地缓存轻量级上下文,容纳更多数据使用独立数据层计算与存放分离,符合3GPP UDSFSDSF基于数据切片数据复制和迁移通用NF无状态设计标准Local CacheStateless ServiceLocal CacheStateful ServiceService Logic无状态设计第21页网络切片实现智能管道,满足各种应用场景需求Slice1Video MonitoringSlice2Automa

16、tic DriveSlice3Slice4Smart IndustrySmart Home平台基础设施应用编排编排和管理网络切片实现了统一物理设施支撑各种垂直行业,逻辑隔离网络切片为不一样应用场景提供SLANaaS服务。统一底层物理设施基础实现了各种网络服务,降低了运行商多个不一样业务类型建网成本。网络切片逻辑隔离能够实现业务功效定制。网络切片管理实现了切片设计、实例化、运行时业务保障和退服全生命周期管理,提升运维效率。网络切片亮点网络切片第22页Dev: 在线设计网络切片NS DesignNS VerificationPolicy DesignPolicy ValidationPolicyR

17、epositoryService CatalogData Repositories共享沙盒策略处理中心NFVI For TestProduction/Test 组件自动化测试工具正确性检测冲突性检测TOSCAHOTYANG软件仓库系统支持上千软件包软件包支持当地上传和互联网下载满足用户要求。设计过程图形化界面,简单拖拽操作,完成复杂网络服务编排设计3分钟,3步骤完成设计全部组件,连接点和链接都能够设置和定制可视化架构网络切片第23页Overview物理资源监控物理服务器、网络设备和储存虚拟资源监控vCPU、vMem、存放和网络使用率健康诊疗依据告警严重性和数量,对网络情况进行评定。Ops: 全

18、方位实时监控应用服务监控VNF,网络服务,网络切片网络切片第24页组件CU分离-有利于满足不一样布署场景要求边缘数据中心或设备机房企业业务区域数据中心运行商及互联网业务UPF 前传 1UPF 前传 2处理方案:控制面和用户面分离, 可依据切片需求灵活布署控制面和用户面位置。比如:控制面能够按要求集中布署便于集中管理。而用户面能够依据以下要求布署:基于位置(就近分流)依据 NSSAI (基于切片)优势:降低TCO,在一些应用场景下了一集中布署用户面,便于集中管理。高可靠性,没有用户上下文前传点,快速自愈。高灵活性, 在UE快速移动场景,UE控制面VNF(如SMF)能够选择就近用户面网元(UPF)

19、 提供服务。便于节约传输资源,降低时延。SMF容器UPF容器用户上下文及资源AMF容器.容器UDM容器InternetUPF容器CU分离第25页UPF在网络中布署位置设备容量(bps)300G1.2T F/400G B2.4T F/2.4T B5T 12.8T0.6ms150us传输时延10 km40 km200-300 km500-1500 km50us16.5ms1 km无线当地节点边缘DC区域DC中心DC接入环汇聚环关键环BTNIIIBTNIIBTNI二级前传FTNIIIRRUDUFTNI一级前传CUgNB融合MECBTNI/IIC-RAND-RAN光纤直驱分组交换FTNIIAMFSMF

20、PCFUPFeMBB/mMTC-UPFUPFSMFeMBB-UPFUPFMEC/eMBB-UPFUPFuRLLC-UPFsliceCU分离第26页Enhancement注册管理(RM-DEREGISTERED, RM-REGISTERED )连接管理(CM-IDLE, CM-CONNECTED)New state in RAN: RRC connected inactive (CM-CONNECTED)Mainly used for URLLC case移动性限制: allowed areanon-allowed areaforbidden areaUE可达性:New Mobile Initi

21、ated Connection Only (MICO) modeMainly used for MTC UENGCM_IDLENGCM_CONNECTEDRM_DE-REGISTEDRM_REGISTEDAttach/DetachRM_DE-REGISTEDRM_REGISTEDRRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTEDN2 connection Setup/ReleaseRRC_IDLERRC_CONNECTEDAttach/DetachRRC Setup/ReleaseN2&RRC Setup/ReleaseRRC Setup/ReleaseN2 ReleaseUE

22、 state modelRAN state modelCN state modelMM&SM5G移动性管理第27页融合关键网标准和收益Multi Access UPF2/3/4/5G4GMulti Access AMF5GMulti Access SMFMulti Access UDMMulti Access PCFNRFAUSFNSSF5G2/3/4/5G2/3/4/5G2/3G2/3/4GeMBBuRLLCmMTCMBBNB-IoTeMTCvRouterHTTPMQCDBPre5G Scenarios5G ScenariosUser PlaneControl planeCommon Ser

23、vice融合标准有别于共虚拟化平台烟囱式布署,实现深度融合,共享数据,灵活调整网络接入占比,资源利用最大化可经过按需服务编排组成单制式网络独立布署,出单制式网络标准接口与其它网络互操作控制面功效5G建模方式4G化,便于平滑演进到5G媒体面对接入制式不敏感,实现全融合融合布署时优选本网络,降低与外部关键网互操作不一样制式运维数据区分统计,管理和分析融合NFVI资源共用MANO共管依靠于云原生公用组件共用降低CAPX按场景选择需要组件编排网络切片,降低网络数量降低OPEX上下文深度融合,降低关键网间外部互操作过程,更加好无缝业务体验为5G与2/3G互操作提供便利(比如语音)统一构架,消除网络处理方

24、案差异性(比如MEC,UPF分布式布署)统一建模方式,便于向FMC演进,代价小更平滑第28页以EPC形式存在,提供2/3/4G关键网标准接口,支持与其它2/3/4/5G关键网互操作S11/S5S84GMulti Access AMFMulti Access SMF2/3/4GMulti Access UDM2/3/4/5GMulti Access PCF2/3/4/5GHSS/HLR/UDMPCRF/PCFS6a/Gr/N8Gx/N7S1-MME/Iu/Gb/N2Multi Access UPF2/3/4/5GS1-U/Gn/N3/N9Gi/SGi/N6Gn/S10/Nx/N142/3GGnS

25、xx/N45G5GN11N15N105GC New NFs以4/5G融合网络形式存在原布署在NFVI上NF实例不变,NFVI依据资源模型进行扩容Common NF比如MQ,CDB等保留,依据业务模型进行扩容AMF/SMF/UDM/PCF等控制面NF增加布署对应service,支持相关参考点UPF升级支持各种制式转发,或新布署对应制式UPF满足话务需求如vEPC演进到5G,新增布署5G 特有网络功效,如AUSF等,支持5G相关新参考点以5GC形式存在,提供5G关键网标准接口,支持与其它4/5G关键网互操作融合融合关键网满足各种制式场景,像拼搭乐高积木一样构建网络第29页MEC概述各种网络接入模式

26、,如LTE、WiFi、5G等各种网络应用场景多接入实现无处不在一致性用户体验网络功效和应用布署在网络边缘侧,尽可能靠近最终用户,降低传输时延,节约传输带宽Cloud + Fog 计算,采取云计算 + 雾计算技术,降低大规模分布式网络建设和运维成本MEC是一个使能网络边缘业务技术,具备超低时延、超高带宽、实时性强等特征,是IT与CT业务结合理想载体平台。ComputingEdgeMulti-access物联网应用智能物流智能生产智能机器智能工厂车联网应用当地V2X 服务道路广播智能交通当地视频业务赛事、演唱会视频直播室内场馆视频业务体验博物馆、展馆AR直播、VR体验室内LBS业务商业广场,机场、

27、高铁候车室地下停车库博物馆、展馆智能感知服务网络服务与优化提议用户个性化业务推荐精准广告社会、公益服务通道当地能力开放第三方APP布署无线能力开放当地业务加速应用场景MEC第30页MEC相关标准进展MEC 概念提出者,标准组织和推进者 第一阶段 已完成 MEC参考架构,以及面向应用能力开放研究第二阶段 完善计费及监听方案,简化应用布署,探索新应用案例IMT 在5G网络架构白皮书里,将MEC作为5G性能提升主要组成部分NGMNNGMN已经同意将MEC纳入到5G需求和架构中(NGMN P1 Project)3GPP 已正式接收MEC作为5G架构关键议题.4月,3GPP SA2已经接收MEC 关键议

28、题作为5G架构一部分 3GPP内C/U分离架构演进与MEC方向吻合5GAA5GAA 聚焦5G车联网,5GAA将边缘计算及分布云架构视为车联通信架构降低时延主要课题OPENFOG聚焦物联网,定义边缘计算在未来物联网架构中功效和应用,关注边缘计算对于物联网更低时延、边缘数据协作处理、更高安全性等方面带来优势MEC作为5G原生特征,由ETSI提出,逐步被 3GPP、IMT等标准组织接纳并重视,成为5G关键议题MEC服务垂直行业、满足差异化应用场景,与垂直行业组织开展广泛合作,推进MEC产业发展 MEC第31页MEC 4/5G融合布署边缘DC5G gNB4G5G RRU+DU接入机房地域(中心)DC融

29、合关键网媒体面 融合管理面 MEC+融合关键网媒体面 (或MEC+当地SGW)5G CU融合关键网控制面 S1N2/N3N2/N3N9N45G技术4G化,方案统一4/5G融合媒体面,就近布署4/5G融合Service chain,可与MEC结合5G技术4G化,控制面融合4/5G融合媒体面,统一锚点融合管理面,统一管理虚拟化资源4/5G融合Service chain,作为Gi-LAN对EPC改动用户面和控制面分离,SGW-U与MEC一起布署如网络无法进行CU分离改造,SGW整体下沉与MEC一起布署SGW-U支持作为Uplink Classifier实现数据当地分流控制面支持MEC路径选择,数据分

30、流规则管理和下发等MEC第32页同时兼容 IaaS + PaaS, 适配不一样网络环境存放计算网络服务发觉和管理实例 aRESTFUL 私有接口服务逻辑注册实例 bRESTFUL 私有接口服务逻辑注册服务发觉和管理实例 cRESTFUL 私有接口服务逻辑注册实例 dRESTFUL 私有接口服务逻辑注册VMVMVM资源类型虚机虚机 + 容器容器云计算平台IaaSPaaS统一软件版本基于服务架构和RESTFUL 接口支持自管理统一MANO统一编排端到端生命周期管理MANO编排FCAPSOPS策略布署弹性升级ContainerVMVMContainer公共服务组件库性能第33页目录5G 时代 5G关

31、键网行业趋势ZTE 5G关键网总体架构ZTE 5G 关键网特色处理方案ZTE 5G运行商合作与试验案例第34页开放开源,构建5G生态圈主动参加5G标准制订、开源贡献、主流运行商战略合作,构建5G生态圈 ETSI NFV、3GPP会员. IMT网络架构组副组长 OpenStack黄金会员 OPNFV白金会员 ONAP白金会员 ODL亚太地域唯一白金会员 Docker,K8S,OpenShift主动贡献者5G标准制订大T合作开源贡献第35页开源小区主要贡献者开源项目组员等级贡献排名/当前进展近期目标Funder,Platinum Member2提交代码占总代码量20%Gold MemberTop 1

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