網(wǎng)優(yōu)5G培訓(xùn)-核心網(wǎng)專業(yè)

技術(shù)交流--核心網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G核心網(wǎng)5G進(jìn)展洞察ITUR定義5G三大應(yīng)用場景應(yīng)用場景5G三類典型場景Source:ITUR.M.[IMT.VISION]4G：1Gbps→5G：10Gbps4G：1萬→5G：1百萬/平方公里

4G：10毫秒→5G：1毫秒eMBB增強(qiáng)型移動寬帶uRLLC高可靠低時延通信mMTC大規(guī)模機(jī)器通信VR:theNextSocialPlatform—ZuckerbergkeynotesinMWC2016(1000倍

流量)2025年:1000億聯(lián)接900億

物的聯(lián)接100億

人的聯(lián)接更多垂直行業(yè)將聯(lián)接到5G更多垂直行業(yè)將聯(lián)接到5G車聯(lián)網(wǎng)智能制造智能電網(wǎng)2025年:1000億聯(lián)接單基站4-10Gbps密度增加20%時延小于10MS動態(tài)三層+靈活調(diào)整不同業(yè)務(wù)資源隔離時間同步精度<±500nsuRLLCeMBB大容量靈活組網(wǎng)低時延時間同步mMTC高密度網(wǎng)絡(luò)分片3GPP

R15基礎(chǔ)版本面向eMBB，R16構(gòu)建NR完整競爭力頻譜規(guī)劃2017.11.14中國工信部發(fā)布5G系統(tǒng)在3000-5000MHz頻段內(nèi)的頻率使用規(guī)劃：3300-3400MHz（原則上限室內(nèi)使用）、3400-3600MHz和4800-5000MHz。2018.12.6：移動：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz共2段合計(jì)260M帶寬；電信：3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬；聯(lián)通：3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬。5G全頻譜WirelessFibereMBB容量層eMBB覆蓋層C-band3.5G將是全球主流頻段Sub-3GC-band(3.5/4.5G/4.8G)高頻(28/39G)12327.5-28.3538.6-4027.52-28.3227.5-28.2828G39G4.4-4.93.4-3.73.5G（C頻段）4.5G/4.8G4.8-5.03.4-3.63.6-3.826G24.25-27.53.3-3.4（室內(nèi)）3.4-3.62.6G800/700Sub3G1.8-2.1G24.75-27.5高頻初期用于WTTX37-42.55G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G核心網(wǎng)5G進(jìn)展洞察5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)AAUAAUAAUAAUDUDUCUCUCPUPuRLLCUPeMBBUPmMTC前傳中傳回傳1111223455G網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)示意圖網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)骨干網(wǎng)1、CP：省級/大區(qū)集中部署2、UP-mMTC：省級或者全國大區(qū)集中部署3、UP-eMBB：城域匯聚點(diǎn)/核心點(diǎn)，與CU同址或略高于CU的位置4、CU高于DU位置集中部署：城域匯聚點(diǎn)或者核心點(diǎn)，特殊情況下與DU同局址部署5、DU適度集中：一般在POP點(diǎn)，匯聚10~20個基站，特殊情況下采用分布式部署方式。省級核心或者區(qū)域核心本地網(wǎng)U-mMTCCP核心節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)POP節(jié)點(diǎn)基站CUUP-eMBBUP-eMBBUP-eMBBCUCUCUDUCUCUAAUAAUAAUAAUAAUAAUDUDUDUDUDU5G物理網(wǎng)絡(luò)總體部署方案物理方案4G站點(diǎn)機(jī)房匯聚機(jī)房骨干匯聚機(jī)房核心機(jī)房cpri5GeEPCDRAN基站規(guī)模和密度：考慮高頻衰竭實(shí)際覆蓋縮短，5G基站的密度會是4G的1.2~1.5倍左右，站址機(jī)房基本維持不變，單機(jī)房帶站數(shù)增多核心網(wǎng)部署：NB-IOT網(wǎng)關(guān)高置部署在核心機(jī)房達(dá)到效率最優(yōu)；EPC配合CDN下沉到骨干匯聚機(jī)房；MCE大多部署在普通匯聚機(jī)房或CO點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)低時延業(yè)務(wù)處理基站部署：宏站主流采用DRAN部署，并按需拉遠(yuǎn)RRURRU站點(diǎn)機(jī)房接入機(jī)房匯聚機(jī)房骨干匯聚機(jī)房核心機(jī)房ecpriMCE/DGW/MECEPC/CDNNB-IOTRRUBBUDRANRRUecpri5G的架構(gòu)演進(jìn)路徑架構(gòu)演進(jìn)7系77a7X3系33a3X4系44a非獨(dú)立組網(wǎng)NSA2系25系5獨(dú)立組網(wǎng)SA5G的架構(gòu)演進(jìn)路徑（SA）架構(gòu)演進(jìn)4G核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)4G基站5G基站5G核心網(wǎng)e4G基站2系5系用戶面控制面5G的架構(gòu)演進(jìn)路徑（NSA）架構(gòu)演進(jìn)EPCeLTEeNBgNBL4+AAPsRRCPDCPRLCMACPHYeNBEPCgNBLTERRCPDCPRLCMACPHYNR用戶面控制面3系之35G的架構(gòu)演進(jìn)路徑（NSA）架構(gòu)演進(jìn)NRXnOption7Xn-COption7a7系4系eLTEOption4NGCoreOption4aNReLTENGCoreeLTENGCoreNRNGCoreNReLTEXnXn-CS1Option3S1S1-UX2’Option3a3系S1S1-UOption3xX2’LTENRLTENRLTENREPCEPCEPCX2Option7xX2’LTENRNGCore…控制面和用戶面接口控制面接口用戶面接口圖例分流節(jié)點(diǎn)5G云化核心網(wǎng)的平滑演進(jìn)核心網(wǎng)

5G業(yè)務(wù)準(zhǔn)備5GNSA5GSA5G架構(gòu)準(zhǔn)備云EPC吞吐量增強(qiáng)eMBB/FWA15Gbps/用戶3層軟件架構(gòu)獨(dú)立DB/LB無狀態(tài)業(yè)務(wù)處理分布式核心架構(gòu)MEC控制面/用戶面分離DBLBSP網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)化架構(gòu)接入無關(guān)…階段2階段1階段3網(wǎng)元功能重定義和SBA架構(gòu)，支持敏捷和新業(yè)務(wù)核心網(wǎng)MMES/PGWHSSPCRF當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)SCEFIMSUERANNEFNRFNGnefNG2PCFUDMAFAUSFAMFSMFNGnrfNGpcfNGudmNGausfNGamfNGsmfUENG-RANNG-UPDNNG1NG4NG35G核心網(wǎng)NGafMMEGW-CHSSPCRFC/U分離SCEFIMSUERANGW-UDNNEF：網(wǎng)絡(luò)能力開放功能NRF:網(wǎng)絡(luò)注冊功能PCF:計(jì)費(fèi)策略功能UDM：統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理AF：業(yè)務(wù)應(yīng)用功能AUSF：鑒權(quán)服務(wù)功能AMF：接入管理功能SMF：會話管理功能5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)整體介紹核心網(wǎng)5GNSALTENR現(xiàn)網(wǎng)Option2LTEEPCLTE5GNSAPOOL5GNSAeLTENRLTEPOOLNROption2Option7/4Option3XOption3X/7/2LTENReLTENRLTENR融合5GCNReLTE融合5GCNEFNRFNGnefNG2PCFUDMAFAUSFAMFSMFNGnrfNGpcfNGudmNGausfNGamfNGsmfUENG-RANUPFDNNG1NG4NG3核心網(wǎng)網(wǎng)元演進(jìn)NGaf由SCEF演進(jìn)到NEF，統(tǒng)一開放網(wǎng)絡(luò)能力新增，提供注冊、發(fā)現(xiàn)和授權(quán)，維護(hù)實(shí)例PCRF演進(jìn)為PCF，提供Qos策略管控HSS演進(jìn)為UDM，提供用戶管理功能提供應(yīng)用；受信任的AF可以直接與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)功能互動；不受信任的AF需要通過NEF開放的接口由MME的鑒權(quán)和AAA演進(jìn)，提供統(tǒng)一接入認(rèn)證由MME的接入控制和移動管理功能演進(jìn)，提供終端到核心網(wǎng)控制面接入點(diǎn) MME&GW-C的會話管理功能演進(jìn)，提供會話管理功能 由SGW-U&PGW-U演進(jìn)，提供分組報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，策略&QoS處理及使用量報(bào)告NSA商用業(yè)務(wù)大帶寬(eMBB)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)SA商用業(yè)務(wù)uRLLC和mMTC引入云化2CU分離\UPF下沉4混和POOL組網(wǎng)3網(wǎng)元全融合5服務(wù)化架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)切片7網(wǎng)元升級1NSANSA+SASA(2/3/4/5G)傳統(tǒng)網(wǎng)元退網(wǎng)6單一錨點(diǎn)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G核心網(wǎng)5G進(jìn)展洞察SBA核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)構(gòu)架主要包含三大關(guān)鍵技術(shù)：SBA、CUPS和網(wǎng)絡(luò)切片，這是最終實(shí)現(xiàn)化整為零、由硬變軟的徹底演進(jìn)。SBA（ServiceBasedArchitecture），即基于服務(wù)的架構(gòu)CloudNativeCUPS核心網(wǎng)UGW信令控制IP地址分配計(jì)費(fèi)監(jiān)聽策略控制DGW(云化/傳統(tǒng))計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì)SA轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)聽業(yè)務(wù)控制CGW(云化)信令控制IP地址分配計(jì)費(fèi)監(jiān)聽策略控制RGW(云化)計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)SALBO轉(zhuǎn)發(fā)SA數(shù)據(jù)面業(yè)務(wù)控制面業(yè)務(wù)SxRGW——部署在接入/匯聚層MEC場景：企業(yè)園區(qū)/mCDN部署在Edge，二層組網(wǎng)，本地mCDN分流（LBO）mCDNDGW——部署在地市與原有GW數(shù)據(jù)面功能一致。流量本地卸載，提高業(yè)務(wù)體驗(yàn)本地直接上Internet，減少backhaul消耗，降低傳輸成本CGW——部署在省干集中出接口，屏蔽對周邊網(wǎng)元的影響，簡化運(yùn)維和組網(wǎng)C/U分離網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)彈性提升：可以獨(dú)立擴(kuò)容數(shù)據(jù)面或控制面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活性提升：DGW/RGW靈活部署到不同場景OCSAAACGPCRF…MEC場景LBOGi-LAN業(yè)務(wù)控制Sx'Internet云化VNF軟硬件核心網(wǎng)網(wǎng)元類型系統(tǒng)軟件版本vEPC5GCore1.0VIMV100R006C10SPC530HypervisoresightV300R008C00SPC200VNFMV200R018C10vEMSV200R018C10云操作系統(tǒng)FusionSphereVIMvEPC+VNFM部署網(wǎng)元：單DC設(shè)備類型機(jī)柜個數(shù)機(jī)柜占地供電功耗局點(diǎn)服務(wù)器44*0.60M2交流4路32A4*4KWEOR22*0.96M2直流4路63A2*4KW防火墻E8000E-X8（可選）22*0.48M2直流4路63A2*4KW硬件類型單DC配置說明機(jī)柜服務(wù)器機(jī)柜46U4個（高寬深2200x600x1000）服務(wù)器RH2288HV5（2*IntelE5-5120T14Core）22個（VIM管理服務(wù)器：3個，計(jì)算服務(wù)器：19個）交換機(jī)EOR：12808S2個（EOR12808S專用機(jī)柜高寬深2000x800x1200）管理TOR：CloudEngine68554個存儲TOR：CloudEngine68554個業(yè)務(wù)TOR：CloudEngine68554個硬件TOR：CloudEngine58552個磁陣Oceanstor5500V32個vEMS軟件配套要求5G核心網(wǎng)DC機(jī)房機(jī)柜部署方案核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)NFV組網(wǎng)方案核心網(wǎng)I層管理TORI層管理TOR業(yè)務(wù)TOR業(yè)務(wù)TORRH2288NIC1NIC2NIC3NIC4NIC5NIC6磁陣5500V3A控B控管理管理外部網(wǎng)絡(luò)管理業(yè)務(wù)(10GE)存儲(10GE)I層管理(10GE)管理管理業(yè)務(wù)I層管理存儲硬件管理NIC7NIC8業(yè)務(wù)(10GE)存儲TOR存儲TOR管理管理管理管理EORCE128EORCE128硬件管理TOR每臺EOR端口規(guī)劃：對接每對業(yè)務(wù)TOR：6*40GE對接每對管理TOR：2*40GE對接每對存儲TOR：2*40GE對接每臺硬件管理TOR：1*40GE堆疊：根據(jù)實(shí)際流量規(guī)劃EOR對接外部設(shè)備的端口類型由現(xiàn)網(wǎng)勘測決定。1*10GE1*10GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE1*40GE3*40GE3*40GE3*40GE3*40GEFusionStorage基本原理---數(shù)據(jù)路由核心網(wǎng)P1P2P3P4P5P6Pn…HashspaceDisk3Generatekey1(LUN1,LBA1),DataKey1=(LUN1,LBA1),Data…K1K2K3K4K5…MetadataregionDataregionHash(Key1)DiskDisk1Disk2Disk3DiskNPartitionP1P2P3PnQueryroutingtableVBSOSOSDFusionStorage數(shù)據(jù)路由采取分層處理方式：1、VBS通過計(jì)算確定數(shù)據(jù)存放在哪個服務(wù)器的哪塊硬盤上；2、OSD通過計(jì)算確定數(shù)據(jù)存放在硬盤的具體位置；NSA架構(gòu)下附著流程附著流程小區(qū)搜索與小區(qū)選擇隨機(jī)接入RRC流程建立默認(rèn)承載建立5GB1時間鄰區(qū)測量5G鄰區(qū)添加S1接口切換4G流程5G接入附著請求鑒權(quán)/加密位置更新請求建立缺省承載PCC策略獲取承載建立NSA架構(gòu)下附著流程附著流程SA架構(gòu)下附著流程附著流程AUSFAMFUDMNRUERegistration_Request1Registration_Request25aRequest_Nudm_UEAuthenticate_GetResponse_Nudm_UEAuthenticate_Get45Request_Nudm_SDM_GetResponse_Nudm_SDM_Get78Registration_AcceptRegistration_Complete95b2根據(jù)默認(rèn)配置選擇AMF5aUE鑒權(quán)105bAMF初始化NAS完全功能（1）UE通過RAN向AMF發(fā)起注冊請求；其中關(guān)鍵信元Registrationtype,SUCIorSUPIor5G-GUTI，初始注冊會攜帶SUCI（Subscriptionconcealedidentifier）（2）(R)AN進(jìn)行AMF選擇，將RegistrationRequest消息發(fā)給AMF（3、4）AMF收到注冊請求之后，AMF會將SUCI，（SUCI是個秘鑰，由UE提供，在UDM上解密，得到SUPI）傳給AUSF，AUSF將SUCI發(fā)給UDM請求數(shù)據(jù)；（5）鑒權(quán)和安全流程：UDM將SUCI進(jìn)行解密得到SUPI，返回給AUSF；AUSF將得到的SUPI給AMF；AMF向UE發(fā)起NAS安全功能；（6）UDM選擇過程（7、8）AMF向UDM請求簽約數(shù)據(jù)；UDM向AMF返回簽約數(shù)據(jù)；（9）AMF向UE發(fā)送注冊接受消息；（10）UE向AMF回復(fù)注冊完成消息36附著流程SA架構(gòu)下附著流程用戶面控制面用戶面用戶面石家莊張家口雄安169169169控制面：UNC、HSS、PCRF、CGW用戶面：DGW河北聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（NSA）石家莊新建NSA核心網(wǎng)（含控制面和用戶面），硬件設(shè)備包含I層（服務(wù)器22臺、存儲2套、TOR14臺、EOR2臺）；FusionSphereOpenstack、MANO（CloudOperaCSM）；VNF（UNC、HSS、PCRF、CGW、DGW），用戶面直接接入石家莊169網(wǎng)絡(luò)張家口/雄安新建NSA核心網(wǎng)（用戶面部分），硬件設(shè)備包含I層（服務(wù)器6臺、存儲2套、TOR7臺）；FusionSphereOpenstack、MANO（CloudOperaCSM）；VNF（DGW）用戶面直接接入張家口/雄安169網(wǎng)絡(luò)RH2288服務(wù)器/每臺5500磁陣DCN防火墻IPRANGE*210GE*2~810GE*2~8存儲TORI層管理TOR業(yè)務(wù)TOR硬件管理石家莊目標(biāo)組圖10GE*4LTENR169服務(wù)器、磁陣從不同網(wǎng)卡出光口（10GE）、電口連接到不同的TOR，相同平面的TOR作堆疊。每平面TOR到EOR出2*40GE光口。NR/LTE經(jīng)IPRAN接入環(huán)-匯聚環(huán)-核心環(huán)路徑后，從IPRAN核心出2~8*10GE（初期出2*10GE即可）光口直連EOR。EOR出2~8*10GE（初期出2*10GE即可）光口連接防火墻，然后上169網(wǎng)絡(luò)。EOR出2*GE光口連接DCN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)在省網(wǎng)管進(jìn)行維護(hù)。EORRH2288服務(wù)器/每臺5500磁陣DCN防火墻IPRANGE*210GE*2~810GE*2~8存儲TORI層管理TOR業(yè)務(wù)TOR硬件管理張家口/雄安臨時方案10GE*4LTENR波分169石家莊張家口/雄安NR/LTE經(jīng)IPRAN接入環(huán)-匯聚環(huán)-核心環(huán)路徑后，從IPRAN核心出2~8*10GE（初期出2*10GE即可）光口經(jīng)過省干波分直連石家莊EOR。RH2288服務(wù)器/每臺5500磁陣DCN防火墻IPRANGE*210GE*2~810GE*2~8存儲TORI層管理TOR業(yè)務(wù)TOR兼做EOR硬件管理張家口、雄安目標(biāo)組網(wǎng)石家莊2*10GE10GE*4LTENR169服務(wù)器、磁陣從不同網(wǎng)卡出光口（10GE）、電口連接到不同的TOR，相同平面的TOR作堆疊。業(yè)務(wù)平面TOR兼做EOR，每平面TOR到EOR出2*40GE光口。NR/LTE經(jīng)IPRAN接入環(huán)-匯聚環(huán)-核心環(huán)路徑后，從IPRAN核心出2~8*10GE（初期出2*10GE即可）光口直連業(yè)務(wù)TOR。業(yè)務(wù)TOR出2~8*10GE（初期出2*10GE即可）光口連接防火墻，然后上169網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)TOR出2*10GE光口經(jīng)過省干波分連接石家莊EOR（重用臨時方案中的光路，實(shí)現(xiàn)DGW和CGW的互通EOR出2*GE光口連接DCN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)在省網(wǎng)管進(jìn)行維護(hù)。波分NSA地址需求匯總22臺服務(wù)器的機(jī)房

(石家莊）局向?qū)佣丝谛枨缶W(wǎng)絡(luò)平面互聯(lián)地址段業(yè)務(wù)地址段DCN網(wǎng)管地址雙平面共2個GE/10GEDCN2個30位地址段（接口地址）24位維護(hù)地址段無線：S1-MME雙平面共2個GE/10GE，經(jīng)IPRAN直連EORIPRAN無線：S1-U雙平面，每平面1~10個10GE，經(jīng)IPRAN直連EORIPRANSGi雙平面共2個10GE，直連防火墻上1691691個32位公網(wǎng)地址（NAT轉(zhuǎn)換，防火墻上配置）Sxa、Sxb雙平面共2個GE/10GE，波分直連地市波分SXMSXM（DGW-CGW）使用DCN平面DCN

NSA地址需求匯總6臺服務(wù)器的機(jī)房（張家口/雄安）局向?qū)佣丝谛枨?/p>

互聯(lián)地址段業(yè)務(wù)地址段DCN網(wǎng)管地址雙平面共2個GE/10GEDCN2個30位地址段（接口地址）25位維護(hù)地址段無線（S1-U）雙平面，每平面1~10個10GE，經(jīng)IPRAN上波分IPRAN、波分SGi雙平面，每平面1~10個10GE，直連防火墻上1691691個32位公網(wǎng)地址（NAT轉(zhuǎn)換，防火墻上配置）Sxa、Sxb雙平面共2個GE/10GE，波分直連石家莊波分SXMSXM（DGW-CGW）使用DCN平面DCNIP地址需求NFV背景介紹2012年11月底，

13家電信大T（包括AT&T、英國電信、德國電信、Orange、意大利電信、西班牙電信公司和Verizon、VDF、CMCC等

）在ETSI組織下組建了NFV（NetworkFunctionsVirtualization）產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組，希望通過采用通用服務(wù)器、交換機(jī)和存儲設(shè)備達(dá)到實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)功能

2013年1月ETSI下NFVISG(行業(yè)規(guī)范工作組)在進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，主要定義網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的需求和架構(gòu)，到2014年底，基本實(shí)現(xiàn)該組織機(jī)構(gòu)的健全與完善，同時實(shí)現(xiàn)對NFV的概念定義和系統(tǒng)架構(gòu)的制定，并理清不同接口的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。NFV最大吸引力是運(yùn)營商降低成本，提高管理、維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)部署效率、節(jié)能、以及未來的開放和創(chuàng)新潛力解耦開放簡化廠商A廠商B廠商C廠商D廠商EFrom:傳統(tǒng)煙囪式結(jié)構(gòu)：軟件和硬件合一To:軟件和硬件解耦什么是NFV？NFV即NetworkFunctionsVirtualization（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），就是將傳統(tǒng)的CT業(yè)務(wù)部署到云平臺上（云平臺是指將物理硬件虛擬化所形成的虛擬機(jī)平臺，能夠承載CT和IT應(yīng)用），從而實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦合。NFV能給客戶帶來什么From:今天的網(wǎng)絡(luò)To:未來NFV網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維復(fù)雜簡化運(yùn)維自動擴(kuò)縮容/esignt智能運(yùn)維一張網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一管理硬件設(shè)備種類多種多樣歸一化硬件，資源共享通過FusionSphere兼容