组网组网方案

5G独立组网与非独立组网部署方案分析【摘要】5G阶段移动核心网引入新型架构,对5G组网和4G/5G共存演进产生影响.
首先介绍了5G核心网架构和组网标准化最新进展,随后对独立组网和非独立组网方案的差别进行了分析,最后提出了5G部署初期独立组网的部署方案.
【关键词】5G核心网;NFV;独立组网;非独立组网doi:10.
3969/j.
issn.
1006-1010.
2019.
01.
007中圖分类号:TN929.
5文献标志码:A文章编号:1006-1010(2019)01-0040-06引用格式:朱颖,杨思远,朱浩,等.
5G独立组网与非独立组网部署方案分析[J].
移动通信,2019,43(1):40-45AnalysisonDeploymentSchemesfor5GStandaloneandNon-StandaloneModeZHUYing,YANGSiyuan,ZHUHao,WANGHaimei,ZHANGJing(ChinaAcademyofInformation&CommunicationTechnology,Beijing100089,China)[Abstract]Theintroductionofnewarchitectureintothecorenetworkhasimpactsonboththeevolutionof5Gnetworksandthecoexistencebetween4Gand5G.
Firstly,thelatestadvancesof5Gcorenetworkarchitectureandnetworkingstandardizationareelaborated.
Then,thedifferencebetweenthestandaloneandnon-standaloneschemeisanalyzed.
Finally,thestandalonedeploymentschemeattheearlystageof5Gispresented.
[Keywords]5GC;NFV;SA;NSA1引言随着5G标准冻结,商用部署提上议程,5G愿景中所描绘的未来美好的全社会信息化生活正在从畅想走向现实.
相对于传统移动通信系统换代时聚焦于人的信息服务能力的纵向提高,5G系统设计转向对全社会信息互联需求的全面广度覆盖,旨在构建万物互联的信息基础设施.
作为无线接入和业务应用的控制中介及转发枢纽,5G核心网引入全新设计,以实现对广域化、个性化业务需求的全覆盖.
5GC原生支持云化架构,采用基于服务的架构和功能设计支持更广泛的接入、更灵活的控制和转发以及更友好的能力开放.
5GC与NFV基础设施结合,为普通消费者、应用提供商和垂直行业需求方提供网络切片、边缘计算等新型业务能力.
5GC将从4G核心网(EPC)传统的互联网接入管道转型为社会综合信息化的赋能者.
然而,标准的冻结仅仅是漫长部署转型工作的起点,5G组网面临CT和IT相融合的挑战.
此外,为了抢占5G首发的先机,部分国外运营商在5G标准规划时即提出了基于EPC的非独立组网方案.
多组网选项对5G网络向虚拟化、服务化的目标架构演进产生影响.
因此,需要在5G部署初期加强针对独立组网与非独立组网部署方案的研究,提出可行的5GC演进部署技术路线,兼顾当前业务迫切需求和网络适当超前发展的平衡.
本文将对5G核心网架构和组网的标准化进展进行介绍,在考虑NFV建设因素的条件下,对基于EPC的非独立组网和基于5GC的独立组网方案进行对比,明确独立组网方案面临的挑战,在此基础上给出5GC部署方案和实施步骤建议.
2基于服务的5G核心网架构作为连接万物、赋能业务的社会化信息基础设施的重要环节,移动网络在5G阶段实现架构、功能和平台的全面重构,旨在构建高性能、灵活可配的广域网络基础设施,全面提升面向未来的网络运营能力.
与技术升级相配合,5G阶段全球运营商同步推进从网络提供商向综合信息服务提供商的转型,致力于为全社会各行业信息化需求提供创新应用和定制化的网络服务.
1/43GPP(3rdGenerationPartnershipProject,3G伙伴项目)于2018年6月发布第一个独立组网5G标准.
3GPP计划通过R15和R16两个版本的标准满足ITUIMT-2020全部需求,其中R15为5G基础版本,重点支持增强移动宽带业务和基本的低时延高可靠业务,R16为5G增强版本,将支持更丰富的物联网和低时延高可靠业务.
R15版本核心网引入IT的"微服务"理念[1].
如图1所示,系统架构中的元素被定义为一些由服务构成的网络功能,这些功能可以被部署在任何合适的地方,通过统一的接口调用框架为其它许可的网络功能提供服务.
这种架构模式采用模块化、可重用性和自包含原则来构建网络功能,使得运营商部署网络时能充分利用最新的虚拟化和软件技术,以细粒度的方式更新网络的任一服务组件,或将不同的服务组件聚合起来构建服务切片.
5GC实现彻底的控制与转发分离.
控制平面方面,5GC可提供异构接入技术统一的接入、安全和签约管理服务框架;可根据不同的移动性、会话服务质量和策略控制要求提供定制化的功能和业务流程.
5GC控制平面接口协议设计将以HTTP为基础,便于运营商自有或第三方网络服务开发.
转发平面方面,5GC支持业务数据流的智能分流,实现边缘、数据中心和云计算节点间按需互联.
此外,基于数据计算和存储相互分离的思想,5GC还引入实现非结构化数据存储的可选功能,并为任意控制面网络功能提供上下文检索功能.
目前,3GPP系统架构工作(SA2)已经全面展开R16的标准化工作,预计在2019年6月冻结.
R16重点项目包括:物联网、车联网、低时延高可靠场景,以及面向垂直行业的架构增强、大数据/AI赋能网络自动化和增强微服务化架构等.
5G核心网将沿着服务化和云化的方向演进,容纳更广泛的接入场景,与垂直行业需求深度融合,引入人工智能等新的使能技术,推动信息化社会从"万物互联"迈向"万物智联".
全面虚拟化、网络切片、边缘计算以及灵活的业务支持是业界对完整5G系统的功能期望,也是移动通信产业发展新机会.
但当前4G移动数据流量爆发对网络容量和业务模式的冲击,不同运营商频谱资源、5G定位和部署计划的差异,使得一些运营商希望利用现有的设备和技术,在成熟业务领域及早启动5G商用组网,获得领先地位.
35G组网进展综述3GPP标准分阶段支持多种5G组网架构[2],具体可以分为三个子阶段,如图2所示.
第一个子阶段为2017年12月完成的基于EPC的非独立组网标准(option3),此版本只引入5G新空口(NR),控制面锚定在4G基站(LTE)侧.
EPC扩展接入、签约和计费功能支持NR接入,用户面利用NR和LTE双连接提升热点带宽容量,增强移动宽带业务能力.
第二子阶段为2018年6月完成基于5GC可独立组网标准(option2),此版本采用端到端5G系统,含5G基站和服务化架构的5GC,并通过N26接口实现与EPC的互操作.
此架构提供支持增强移动宽带和基础低时延高可靠业务的能力,提供网络切片、边缘计算新功能.
第三个子阶段旨在支持更多基于5GC的组网方案,为运营商提供更多选择.
其中,option4在option2的基础上,借助增强LTE(eLTE)空口实现用户面与NR的双连接能力;option5是独立组网方案,支持eLTE接入5GC;option7要求eLTE接入5GC互连,NR空口仍作为从站(SeNB).
子阶段三标准化工作计划在2019年3月份冻结.