中国联通5G随行网络增强架构白皮书

中国联通5G随行网络增强架构白皮书版权声明目录中联通5G随网络强架白皮书 1一网发展临的战 2（）业发展求及战 2（）网运维求及战 4二5G随网络强架构 5（）总原则 5（）网总体构 6（）数存储层 7（）管控制层 10（）业路由层 11三主要能及键技术 12（）个化用数据理 12基数据储 12特业务键开通 14（）广定制业务由 15第方业注册管 16业子网码查询 16跨网会协同 18边业务由 19（）分分区灾方式 21基区块的数存储灾 21各之间性运容灾式 23四随行络应场景 24（）专业务游 24（）边业务入 27（）基位置灾 28五总结展望 29六缩略语 30前言5GG网络与垂直行业深度融合，业务部署更加分散，T、消费互联5G5G本白皮书由中国联通研究院牵头编制，联合编制单位(排名不分先后)：华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司。一、网络发展面临的挑战（一）业务发展需求及挑战传统移动通信网主要为C用户提供互联网和S语音业务。器部署在哪里，运营商只需依据用户位置就近提供互联网或S网疏导模式或者S的管理。但随着G网络的引入，高速稳定的电信网络相较于传统互联网在业务质量保障以及安全管理方面体现出5G5G内容绑定类业务：智慧文旅等业务需要考虑内容源，一般服务器部署在固定的景区、博物馆等地，全网仅部署一套。但与用户之间的路由，可能跨域全网，比如面向全网用户的云旅游；也可能时延敏感类业务：比如在线游戏、车联网应用，用户位置不定，为了保证业务体验，相较于传统以省为单位的业务部署，其服务热点部署类业务：一些中小企业的云计算资源，可能会依据业务访问量，选取若干热点区域部署，方便多数用户访问，同时辐射全国，这类业务需要依据业务部署情况将全网划分更大范围的业务区，实现就近路由。5G中引入了DI3GPP中本一致，在UDM中通过两个DNS一些地区特色业务，比如前面提到的只面向博物馆内用户的定点语音讲解，用户归属地无法为用户开通此类业务，只能由拜访地为用户临时添加业务签约及路由策略，用户离开时，再由拜访地所有的用户签约及业务策略单纯由归属地决策，无法兼顾用户所在网络及业务部署的实际情况，可能导致业务策略与网络情况不相符。漫游用户数量增多，通用的用户签约信息全部回归属地获取，无息获取机制以及快速便捷的业务开通系统。图1现网用户业务访问示意图（二）网络运维需求及挑战5G5G，5GUDM导出专网用户签约数据，大网UPF下沉的专网形态，当大网出现故障时，通过UPF二、5G随行网络增强架构（一）总体原则5G15G增强网络架构将同时关（二）网络总体架构图2网络总体架构横向分层：增强架构将网络横向分为三层，由上至下分别为数据存储层、管理控制层、业务路由层。数据存储层用来存储用户签约及安全等相关数据，以及业务管理数据。管理控制层和业务路由层分别包含现有控制面及用户面网元，用来完成用户会话策略的生成以及接入、会话管理及用户到业务端到端路由疏导。各层之间可以独立在一段时间内惯性运行。纵向分区：增强架构在纵向上划分为多个子网，每个子网包含自己的管理控制层和业务路由层，子网作为最小的网络管理单元可AFPl的控制范围进行划分，省市分公司网络或者一个企业专网都可以划分为一个子网。因为采用了统一的数据存储和管理，增强架构各层在垂直方向上通常只和本子网的其他层交互，无需跨地区与水平互通：管理控制层内部各子网之间，对等网元应根据网络拓扑及实际情况，通过用户数据、业务策略的协商形成统一的会话管理及路由规划策略。业务路由层，各子网之间节点全互联，方便根据用户业务访问的需求，完成数据流量疏导。（三）数据存储层5GUDR的基础上进一步划分为用户数据管理平台提供对外的AI主动开通、更新、关闭本地特色业务，用户可以通过自助服务平台APPral3AI1X2Y表示Z图3用户数据与业务管理系统部署架构联动，实现与NRF之间的服务化接口能力，定制NRF（SMF、UP也可以参考NRF第三方业务或MEC区业务提供商可以通过AI务器P。（四）管理控制层5GUDMPCFAMF及SMF图4管理控制层访问数据存储层流程图用户进入子网覆盖区，AMF通过访问基本用户数据，完成鉴权后接入到该子网。在建立会话时，SMF（五）业务路由层每个子网的业务路由层仅接受本子网管理控制层下发的业务及路由5G实现QoS三、主要功能及关键技术（一）个性化用户数据管理5G基本数据通用存储户的用户数据可以存储在本地EGlalEBE查询用户数据，若查询不到，再向GlalE节点请求。此种方式，本地节点之间可以相互容灾，同时本地节点及上层Glal节点之间UDM图5集中式通用用户数据存储方式图6区块链通用用户数据存储方式、数据下发、数据审计等业务操作。根据所选网络特色业务一键开通AP或Prtl图7用户主动查询方式用户到达业务覆盖区，通过扫描登录地区Prtl，地区Prtl后，通过地区AI图8系统主动推送方式系统检测到用户进入业务覆盖区，通过PCFPrt，同用户主动查询方式一样，地区Prtl识，用户选择后，通过AI（二）广域定制化业务路由5G5G第三方业务注册托管图9业务注册方式第三方业务提供商，可以通过AI网关实现快速业务发布。在AIAI（：））业务对应的P业务的）业务子网代码查询预先在AMFSMF，管理控制层会将用户所处子网代码以及签约各类业务标识经过NRF图10业务信息管理系统内部查询业务子代码逻辑的子网代码，并将其反馈给NRFNRF码即可在NRF图11业务子网及网元查询流程跨子网会话协同5G图12跨子网会话协同管理PCF可以根据之前预设的各自网络忙闲时段不同的QoS策略，协商最终的业务策略。用户子PCFSMF下发业务策略，SMFSMFSMFUPF下边缘业务路由图13边缘路由组网架构3GPP定义了边缘计算就是可以让运营商以及第三方服务可以与UEUE器的P地址。为此，UE可以发起边缘应用服务器（ES：Eealiainerer）发现流程，以获得合适的ES的P地址（例P3GPPEAS缘应用服务器发现功能（EDF：EdealiainererdieryfiDDinaeye）进行的。首先UE会发起一个DNS查询，该DNS查询会通过UPF发送给基于SMF为其配置的DNS（F基于边缘服务器部署信息产生DS消息处理规则，基于DNS查询的FQDN以及UE位置将DNS查询发送到对应的DNS服务器上进行查询，DS服务器会返回最优的ES的P地址给将该地址发送给信息确定要插入对应于该ESP地址的本地UL与本地UP其目的是利用ULCL的分流能力将该PDU地的EE中的EEDF将DS查询结果返回给UUEUEUEE用户面路径最优。上述描述的边缘服务器部署信息（EI：EdealiaineerDlytfrain）是用来定义边缘环境中ES的部署信息以及DSEID：Dtaetrka；AileerklieeleinAitaefrai；Alitin；llyaifiedDaina；DSDSererfrati；ES网际互连协议地址范围信息（ESPAdesfrati。（三）分层分区容灾方式5G基于区块链的数据存储容灾图14区块链容灾方式（2.各层之间惯性运行容灾方式若业务路由层与管理控制层之间的链接出现故障，UPF检测到与SMF可以基于之前从SMFUPF与管理控制层之间的接口链路恢复时，核查用户会话和数据面连接。UPF上报惯性运行期间的流量，SMF上报给周边计费接口，计费恢复正常；UDM应能够不与UDPF发生交互，基于之前存储的用户安全上下文图15惯性运行容灾方式四、随行网络应用场景（一）专网业务漫游2地域接入到广东数据中心。16通过NRF路由选择SMF，通过erie方案实现就近接入，业务开通需要在全国SMFSMF5G图16车联网专网漫游解决方案假设每个省分由同一个FPlMEC向业务信息管理系统注册，系统为其分配业务服务节点的子网代码分别对应广东和北京，并分配业务标识，同时业务信息管理系统内部，划分服务区，北京业务节点的服务区包含山东子网代码，广东业务服务节点的服务区包含四川子网代码用户AAMFMEC用户BAMFMEC用户提供服务。（二）边缘业务接入5G故宫本地的资源访问是通过ULCL策略需要在本地的PCFCDN资源进入故宫覆盖区，用户如何能够及时便捷的或者故宫有本地旅游5G图17边缘业务接入解决方案AIP（据业务标识从业务信息管理平台同步该业务服务器的P地址、服务PF向到地区Pral，用户在Prtl页面选择故宫业务后，地区用户数据单元为该用户添加故宫业务签约，并生成分流规则。PCF匹配用（三）基于位置容灾5G5G五、总结及展望5G5G5G六、缩略语缩写英文全称中文名称AMFAccessandMobilityManagementFunction接入与移动性管理功能DNAIDNAccessIdentifier数据网络接入标识DNNDataNetworkName数据网络名称DNSDomainnamesystem域名系统EASEdgeapplicationserver边缘应用服务器EASDFEdgeapplicationserverdiscoveryfunction边缘应用服务器发现功能FQDNFull