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1、1 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A High Level View 5G 网络架构5G 网络架构 顶层设计理念 2 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A High Level View 5G 3 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A High Level View Contents 5G 原生云化架构 - 满足多样化
2、商业需求的关键 5G将强化电信生态系统 1.1 网络架构演进的需求 1.2 商业需求驱动5G架构变革 端到端网络切片 - 统一物理设施支撑多种垂直行业 利用云重构无线接入网络 3.1 多连接技术是使能高速传输与高可靠性的关键 3.2 移动云引擎 原生云化新核心网架构 4.1 用户面/控制面分离简化核心网络 4.2 灵活的组件化网络使能多业务需求 4.3 统一数据库管理 自服务敏捷运维 结论： 原生云化架构是5G创新的基础 04 05 08 09 13 16 18 4 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A
3、 High Level View 5G 5G 原生云化架构 - 满足多样化商业 需求的关键 为了更好的面向数字化的世界，服务数字化的社会，全球范围内的运营商都在进行 数字化转型。运营商数字化转型的目标在于为其企业客户、消费者提供 ROADS (Real- time, On-Demand, All online, DIY, Social) 体验，这需要通过端到端协同整体架构才能 够实现，需要在各个环节都实现敏捷，自动化和智能化。运营商的网络、运营系统、业 务的全面云化是必要条件和实现手段。 在同一套物理基础设上基于不同的业务需求生成逻辑隔 离的独立运行的网络切片，通过基于数据中心的云化架 构支撑
4、多种应用场景。 利用 CloudRAN 对无线接入网络进行重构，满足 5G 时代多技术连接以及 RAN 功能按需部署的需求。 通过控制面和用户面（CP/UP）分离，功能模块化以及 统一的数据库管理技术简化核心网络架构，实现网络功 能的按需配置。 基于应用驱动来自动的生成，维护，终止网络切片服务， 利用敏捷的网络运维降低运营商的运营成本。 “全面云化”将带来硬件资源池化、软件架构分布化、部 署自动化的系统优势。在全面云化的战略下，运营商网络将转 型为“以数据中心为中心”的架构，所有的网络功能和业务应 用都运行在云数据中心上，即原生云化（Cloud-Native）的架 构。 5G 时代将以一张物理
5、的基础网络支撑多种不同的商业需 求，云化的端到端网络架构通过以下几个方面实现上述需求： 5 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A High Level View 5G 将强化电信生态系统 5G 时代新的通信需求对现有网络 提出了包括技术上的，商业模式上的种 种挑战，需要下一代移动网络来满足。 ITU 将 5G 时代的主要移动网络业务划 分 为 三 类：eMBB（Enhanced Mobile Broadband）, uRLLC(Ultra - reliable and Low- latency Comm
6、unications) 以 及 mMTC（Massive Machine Type Communications）。eMBB 聚 焦 对 带 宽有极高需求的业务，例如高清视频，虚 拟现实 / 增强现实等等，满足人们对于数 字化生活的需求；uRLLC 聚焦对时延极 其敏感的业务，例如自动驾驶 / 辅助驾驶， mMTC Massive Machine Type Communications uRLLC Ultra-reliable and Low-latency Communications Future IMT 10Gbps eMBB Enhanced Mobile Broadband 3D V
7、ideo, UHD Screen Work and play in the cloud Augmented reality Industry automation Mission critical applications Self driving car Smart Home/Building Smart City ITU-R WP5D 1million/km2 1ms 远程控制等，满足人们对于数字化工业的 需求；mMTC 则覆盖对于联接密度要求 较高的场景，例如智慧城市，智能农业， 满足人们对于数字化社会的需求。 移动网络业务范畴的扩展，也将丰富 电信网络的生态环境。很多传统行业例如 汽车
8、，医疗，能源，市政系统等等都将参 与到电信生态环境的建设中。5G 是人类 将数字化从个人娱乐为主，推向全联接社 会的奇点，是移动通信行业的机遇，也对 现有移动通信技术提出了挑战。 6 Network Architecture-A High Level View 5G Network Architecture-A High Level View 5G A. 网络架构演进的需求 现有的移动网络架构是为语音通信以 及常规的 MBB 业务而设计，而且经历了 3GPP 各个版本的升级，网元众多，接口 复杂，其灵活性不足以支撑 5G 时代的多 业务场景。网络架构变革的驱动力如下： 多业务，多制式，多站点形
9、态的复杂组网 5G 网络需要能够承载 KPI 各不相同的多种不同业务，需要满足 5G，LTE，WiFi 共存的多制式接入，需要协同宏站，小站，微站不同站点形态。在架构设计中， 如何灵活的满足接入需求的差异化，是十分重要的挑战。 多连接技术的协同 LTE 的长期演进也属于 5G 网络的一部分，同时 WiFi 作为移动网络的补充也会 长期存在，上述几种联接技术将与 5G 新空口一同接入到 5G 网络。根据用户设 备的流量需求，移动性需求等协同多联接技术，提供足够的传输吞吐量以及移动 的连续性。 业务锚点的按需部署 5G 网络架构将基于接入站点以及三级数据中心的层次进行设计，根据不同的业务 需求，光
10、纤资源以及网络资源的分布，RAN 的实时资源，非实时资源可以部署在 站点侧也可以部署在接入云侧，业务网关可以部署在接入云侧或者核心网侧。 网络功能的灵活编排 不同业务对于网络功能的需求不同，eMBB 业务需要大吞吐率调度，uRLLC 需 要超低时延及超高可靠性保障，在业务上线时，网络需要能够根据业务特点，灵 活的编排网络能力，这将极大的简化网络功能，提高网络效率。 更短的业务上线时间 丰富的业务拓展了移动网络的生态环境，但也带来了业务部署的复杂度，为了满 足新业务的快速部署需求，需要有新的网络设计，上线，运维等一整套生命周期 管理流程。 7 Network Architecture-A Hig
11、h Level View 5G Network Architecture-A High Level View 5G B. 商业需求驱动 5G 架构变革 5G 的网络架构将是由业务驱动的，架构设计原则基于如何更灵活，高效的满足不 同业务对移动网络的需求。在底层物理设施的 SDN，NFV 技术支撑下，5G 网络实现了 接入网络，传输网络以及核心网络的全面云化，云化是 5G 网络架构更好的承载多种不 同业务的基础，是端到端网络切片，业务锚点的按需部署，网络功能模块化等关键特性 的使能技术。 接入网络侧由站点与移动云引擎构成，对实时性以及计算资源要求较高的 RAN 实 时资源与协同多业务，多制式，多站
12、点形态复杂组网以及多连接技术的 RAN 非实时资 源根据业务需求，组网情况进行按需部署。核心网络侧的统一数据库包含动态的策略数 据，半静态的用户数据以及静态的网络数据，网络将根据这些数据进行相应的策略控制。 模块化的控制面及可编程的用户面使得网络功能的可编排成为可能，网络将根据业务的 不同需求选择相应的控制面 / 用户面功能。传输侧则由 SDN 控制器以及底层的转发节点 组成，SDN 控制器根据网络的拓扑以及具体的业务需求生成特定的数据转发路径。网络 能力使能面进行网络能力的抽象及分析，提供给网络进行优化或以 API 的形式开放给第 三方。在网络架构的顶层是端到端的切片管理，网络资源管理功能，
13、基于这些功能进行 切片的自动化管理以及网络资源的自治。 Service Oriented Core (SOC) Security Mgmt. Service Component Service Ctrl Composable Control Function （CP） MM Ctrl Plane Service SMService Policy Mgmt.Component eGTP Programmable Data Forwarding (UP) GW-UGW-UGW-UGW-U Unified DatabasePolicy Data User Data Enable PlaneNetwo
14、rk Service EnablerAnalyticsComplex Event Process E2E Management Plane Slicing ManagementResource Management mMTCeMBBuRLLC SDN Controller 5G RAN Real Time WIFI LTE CloudRAN Mobile Cloud Engine (MCE) RAN Non-Real Time AC Multi-RAT Access Mgmt. GW-UApplication cRRCcRRM 8 Network Architecture-A High Lev
15、el View 5G Network Architecture-A High Level View 5G 端到端网络切片 - 统一物理设施支撑 多种垂直行业 端到端的网络切片是5G网络支撑多业务的基础， 也是5G网络架构演进的关键技术。 得益于虚拟化技术以及 SDN 技术，未来的网络架构的底层物理设施将是站点加三层数据 中心的组网模式。站点将包含 5G，LTE，WiFi 等不同的接入制式以及宏站，小站及微 站等不同的接入形态，承载 RAN 的实时功能，由于对这部分功能对于计算能力以及实 时性要求较高， 因此需要由专用硬件来承载。 三层云化的数据中心由计算及存储资源组成， 最靠近基站侧的是中心机
16、房数据中心，第二层为城域数据中心，最高层为大区数据中心， 每层数据中心之间由传输网络连接。 根据不同的业务需求，网络在统一的底层物理设施基础上通过虚拟化生成相应的网 络拓扑以及网络功能，为每一个特定业务类型生成的一系列网络功能的组合即为一个网 络切片，每一个网络切片在物理上是源自统一的网络基础设施上，这样大大降低了运营 商运营多个不同业务类型的建网成本；而在逻辑上又是隔离的，逻辑的独立性满足了每 一类业务功能定制，独立运维的需求。 eMBB Slicing RAN-RT MCE RAN-NRT Cache AC CPUP 5G WIFI LTE uRLLC Slicing RAN-RT RAN-NRT CP 5G LTE mMTC Slicing RAN-RT MCE RAN-NRT CPIOT ServerUP 5G WIFI LTE RAN-NRT Cache MCE CP Switch Physical Infrastructure Switch RANCentral Office DCLocal DCReg
