中國(guó)聯(lián)通5G隨行網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)架構(gòu)白皮書(shū)

中國(guó)聯(lián)通5G隨行網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)架構(gòu)白皮書(shū)版權(quán)聲明目錄中聯(lián)通5G隨網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)架白皮書(shū) 1一網(wǎng)發(fā)展臨的戰(zhàn) 2（）業(yè)發(fā)展求及戰(zhàn) 2（）網(wǎng)運(yùn)維求及戰(zhàn) 4二5G隨網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)架構(gòu) 5（）總原則 5（）網(wǎng)總體構(gòu) 6（）數(shù)存儲(chǔ)層 7（）管控制層 10（）業(yè)路由層 11三主要能及鍵技術(shù) 12（）個(gè)化用數(shù)據(jù)理 12基數(shù)據(jù)儲(chǔ) 12特業(yè)務(wù)鍵開(kāi)通 14（）廣定制業(yè)務(wù)由 15第方業(yè)注冊(cè)管 16業(yè)子網(wǎng)碼查詢(xún) 16跨網(wǎng)會(huì)協(xié)同 18邊業(yè)務(wù)由 19（）分分區(qū)災(zāi)方式 21基區(qū)塊的數(shù)存儲(chǔ)災(zāi) 21各之間性運(yùn)容災(zāi)式 23四隨行絡(luò)應(yīng)場(chǎng)景 24（）專(zhuān)業(yè)務(wù)游 24（）邊業(yè)務(wù)入 27（）基位置災(zāi) 28五總結(jié)展望 29六縮略語(yǔ) 30前言5GG網(wǎng)絡(luò)與垂直行業(yè)深度融合，業(yè)務(wù)部署更加分散，T、消費(fèi)互聯(lián)5G5G本白皮書(shū)由中國(guó)聯(lián)通研究院牽頭編制，聯(lián)合編制單位(排名不分先后)：華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司。一、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)（一）業(yè)務(wù)發(fā)展需求及挑戰(zhàn)傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)主要為C用戶提供互聯(lián)網(wǎng)和S語(yǔ)音業(yè)務(wù)。器部署在哪里，運(yùn)營(yíng)商只需依據(jù)用戶位置就近提供互聯(lián)網(wǎng)或S網(wǎng)疏導(dǎo)模式或者S的管理。但隨著G網(wǎng)絡(luò)的引入，高速穩(wěn)定的電信網(wǎng)絡(luò)相較于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在業(yè)務(wù)質(zhì)量保障以及安全管理方面體現(xiàn)出5G5G內(nèi)容綁定類(lèi)業(yè)務(wù)：智慧文旅等業(yè)務(wù)需要考慮內(nèi)容源，一般服務(wù)器部署在固定的景區(qū)、博物館等地，全網(wǎng)僅部署一套。但與用戶之間的路由，可能跨域全網(wǎng)，比如面向全網(wǎng)用戶的云旅游；也可能時(shí)延敏感類(lèi)業(yè)務(wù)：比如在線游戲、車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，用戶位置不定，為了保證業(yè)務(wù)體驗(yàn)，相較于傳統(tǒng)以省為單位的業(yè)務(wù)部署，其服務(wù)熱點(diǎn)部署類(lèi)業(yè)務(wù)：一些中小企業(yè)的云計(jì)算資源，可能會(huì)依據(jù)業(yè)務(wù)訪問(wèn)量，選取若干熱點(diǎn)區(qū)域部署，方便多數(shù)用戶訪問(wèn)，同時(shí)輻射全國(guó)，這類(lèi)業(yè)務(wù)需要依據(jù)業(yè)務(wù)部署情況將全網(wǎng)劃分更大范圍的業(yè)務(wù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)就近路由。5G中引入了DI3GPP中本一致，在UDM中通過(guò)兩個(gè)DNS一些地區(qū)特色業(yè)務(wù)，比如前面提到的只面向博物館內(nèi)用戶的定點(diǎn)語(yǔ)音講解，用戶歸屬地?zé)o法為用戶開(kāi)通此類(lèi)業(yè)務(wù)，只能由拜訪地為用戶臨時(shí)添加業(yè)務(wù)簽約及路由策略，用戶離開(kāi)時(shí)，再由拜訪地所有的用戶簽約及業(yè)務(wù)策略單純由歸屬地決策，無(wú)法兼顧用戶所在網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)部署的實(shí)際情況，可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)策略與網(wǎng)絡(luò)情況不相符。漫游用戶數(shù)量增多，通用的用戶簽約信息全部回歸屬地獲取，無(wú)息獲取機(jī)制以及快速便捷的業(yè)務(wù)開(kāi)通系統(tǒng)。圖1現(xiàn)網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)訪問(wèn)示意圖（二）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維需求及挑戰(zhàn)5G5G，5GUDM導(dǎo)出專(zhuān)網(wǎng)用戶簽約數(shù)據(jù)，大網(wǎng)UPF下沉的專(zhuān)網(wǎng)形態(tài)，當(dāng)大網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)UPF二、5G隨行網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)架構(gòu)（一）總體原則5G15G增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將同時(shí)關(guān)（二）網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)圖2網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)橫向分層：增強(qiáng)架構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)橫向分為三層，由上至下分別為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、管理控制層、業(yè)務(wù)路由層。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層用來(lái)存儲(chǔ)用戶簽約及安全等相關(guān)數(shù)據(jù)，以及業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。管理控制層和業(yè)務(wù)路由層分別包含現(xiàn)有控制面及用戶面網(wǎng)元，用來(lái)完成用戶會(huì)話策略的生成以及接入、會(huì)話管理及用戶到業(yè)務(wù)端到端路由疏導(dǎo)。各層之間可以獨(dú)立在一段時(shí)間內(nèi)慣性運(yùn)行?？v向分區(qū)：增強(qiáng)架構(gòu)在縱向上劃分為多個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)包含自己的管理控制層和業(yè)務(wù)路由層，子網(wǎng)作為最小的網(wǎng)絡(luò)管理單元可AFPl的控制范圍進(jìn)行劃分，省市分公司網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)都可以劃分為一個(gè)子網(wǎng)。因?yàn)椴捎昧私y(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，增強(qiáng)架構(gòu)各層在垂直方向上通常只和本子網(wǎng)的其他層交互，無(wú)需跨地區(qū)與水平互通：管理控制層內(nèi)部各子網(wǎng)之間，對(duì)等網(wǎng)元應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皩?shí)際情況，通過(guò)用戶數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)策略的協(xié)商形成統(tǒng)一的會(huì)話管理及路由規(guī)劃策略。業(yè)務(wù)路由層，各子網(wǎng)之間節(jié)點(diǎn)全互聯(lián)，方便根據(jù)用戶業(yè)務(wù)訪問(wèn)的需求，完成數(shù)據(jù)流量疏導(dǎo)。（三）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層5GUDR的基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分為用戶數(shù)據(jù)管理平臺(tái)提供對(duì)外的AI主動(dòng)開(kāi)通、更新、關(guān)閉本地特色業(yè)務(wù)，用戶可以通過(guò)自助服務(wù)平臺(tái)APPral3AI1X2Y表示Z圖3用戶數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)部署架構(gòu)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與NRF之間的服務(wù)化接口能力，定制NRF（SMF、UP也可以參考NRF第三方業(yè)務(wù)或MEC區(qū)業(yè)務(wù)提供商可以通過(guò)AI務(wù)器P。（四）管理控制層5GUDMPCFAMF及SMF圖4管理控制層訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層流程圖用戶進(jìn)入子網(wǎng)覆蓋區(qū)，AMF通過(guò)訪問(wèn)基本用戶數(shù)據(jù)，完成鑒權(quán)后接入到該子網(wǎng)。在建立會(huì)話時(shí)，SMF（五）業(yè)務(wù)路由層每個(gè)子網(wǎng)的業(yè)務(wù)路由層僅接受本子網(wǎng)管理控制層下發(fā)的業(yè)務(wù)及路由5G實(shí)現(xiàn)QoS三、主要功能及關(guān)鍵技術(shù)（一）個(gè)性化用戶數(shù)據(jù)管理5G基本數(shù)據(jù)通用存儲(chǔ)戶的用戶數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在本地EGlalEBE查詢(xún)用戶數(shù)據(jù)，若查詢(xún)不到，再向GlalE節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求。此種方式，本地節(jié)點(diǎn)之間可以相互容災(zāi)，同時(shí)本地節(jié)點(diǎn)及上層Glal節(jié)點(diǎn)之間UDM圖5集中式通用用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式圖6區(qū)塊鏈通用用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)下發(fā)、數(shù)據(jù)審計(jì)等業(yè)務(wù)操作。根據(jù)所選網(wǎng)絡(luò)特色業(yè)務(wù)一鍵開(kāi)通AP或Prtl圖7用戶主動(dòng)查詢(xún)方式用戶到達(dá)業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)，通過(guò)掃描登錄地區(qū)Prtl，地區(qū)Prtl后，通過(guò)地區(qū)AI圖8系統(tǒng)主動(dòng)推送方式系統(tǒng)檢測(cè)到用戶進(jìn)入業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)，通過(guò)PCFPrt，同用戶主動(dòng)查詢(xún)方式一樣，地區(qū)Prtl識(shí)，用戶選擇后，通過(guò)AI（二）廣域定制化業(yè)務(wù)路由5G5G第三方業(yè)務(wù)注冊(cè)托管圖9業(yè)務(wù)注冊(cè)方式第三方業(yè)務(wù)提供商，可以通過(guò)AI網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)快速業(yè)務(wù)發(fā)布。在AIAI（：））業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的P業(yè)務(wù)的）業(yè)務(wù)子網(wǎng)代碼查詢(xún)預(yù)先在AMFSMF，管理控制層會(huì)將用戶所處子網(wǎng)代碼以及簽約各類(lèi)業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)經(jīng)過(guò)NRF圖10業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)內(nèi)部查詢(xún)業(yè)務(wù)子代碼邏輯的子網(wǎng)代碼，并將其反饋給NRFNRF碼即可在NRF圖11業(yè)務(wù)子網(wǎng)及網(wǎng)元查詢(xún)流程跨子網(wǎng)會(huì)話協(xié)同5G圖12跨子網(wǎng)會(huì)話協(xié)同管理PCF可以根據(jù)之前預(yù)設(shè)的各自網(wǎng)絡(luò)忙閑時(shí)段不同的QoS策略，協(xié)商最終的業(yè)務(wù)策略。用戶子PCFSMF下發(fā)業(yè)務(wù)策略，SMFSMFSMFUPF下邊緣業(yè)務(wù)路由圖13邊緣路由組網(wǎng)架構(gòu)3GPP定義了邊緣計(jì)算就是可以讓運(yùn)營(yíng)商以及第三方服務(wù)可以與UEUE器的P地址。為此，UE可以發(fā)起邊緣應(yīng)用服務(wù)器（ES：Eealiainerer）發(fā)現(xiàn)流程，以獲得合適的ES的P地址（例P3GPPEAS緣應(yīng)用服務(wù)器發(fā)現(xiàn)功能（EDF：EdealiainererdieryfiDDinaeye）進(jìn)行的。首先UE會(huì)發(fā)起一個(gè)DNS查詢(xún)，該DNS查詢(xún)會(huì)通過(guò)UPF發(fā)送給基于SMF為其配置的DNS（F基于邊緣服務(wù)器部署信息產(chǎn)生DS消息處理規(guī)則，基于DNS查詢(xún)的FQDN以及UE位置將DNS查詢(xún)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的DNS服務(wù)器上進(jìn)行查詢(xún)，DS服務(wù)器會(huì)返回最優(yōu)的ES的P地址給將該地址發(fā)送給信息確定要插入對(duì)應(yīng)于該ESP地址的本地UL與本地UP其目的是利用ULCL的分流能力將該P(yáng)DU地的EE中的EEDF將DS查詢(xún)結(jié)果返回給UUEUEUEE用戶面路徑最優(yōu)。上述描述的邊緣服務(wù)器部署信息（EI：EdealiaineerDlytfrain）是用來(lái)定義邊緣環(huán)境中ES的部署信息以及DSEID：Dtaetrka；AileerklieeleinAitaefrai；Alitin；llyaifiedDaina；DSDSererfrati；ES網(wǎng)際互連協(xié)議地址范圍信息（ESPAdesfrati。（三）分層分區(qū)容災(zāi)方式5G基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容災(zāi)圖14區(qū)塊鏈容災(zāi)方式（2.各層之間慣性運(yùn)行容災(zāi)方式若業(yè)務(wù)路由層與管理控制層之間的鏈接出現(xiàn)故障，UPF檢測(cè)到與SMF可以基于之前從SMFUPF與管理控制層之間的接口鏈路恢復(fù)時(shí)，核查用戶會(huì)話和數(shù)據(jù)面連接。UPF上報(bào)慣性運(yùn)行期間的流量，SMF上報(bào)給周邊計(jì)費(fèi)接口，計(jì)費(fèi)恢復(fù)正常；UDM應(yīng)能夠不與UDPF發(fā)生交互，基于之前存儲(chǔ)的用戶安全上下文圖15慣性運(yùn)行容災(zāi)方式四、隨行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景（一）專(zhuān)網(wǎng)業(yè)務(wù)漫游2地域接入到廣東數(shù)據(jù)中心。16通過(guò)NRF路由選擇SMF，通過(guò)erie方案實(shí)現(xiàn)就近接入，業(yè)務(wù)開(kāi)通需要在全國(guó)SMFSMF5G圖16車(chē)聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)網(wǎng)漫游解決方案假設(shè)每個(gè)省分由同一個(gè)FPlMEC向業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)注冊(cè)，系統(tǒng)為其分配業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)代碼分別對(duì)應(yīng)廣東和北京，并分配業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)，同時(shí)業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)內(nèi)部，劃分服務(wù)區(qū)，北京業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)區(qū)包含山東子網(wǎng)代碼，廣東業(yè)務(wù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)區(qū)包含四川子網(wǎng)代碼用戶AAMFMEC用戶BAMFMEC用戶提供服務(wù)。（二）邊緣業(yè)務(wù)接入5G故宮本地的資源訪問(wèn)是通過(guò)ULCL策略需要在本地的PCFCDN資源進(jìn)入故宮覆蓋區(qū)，用戶如何能夠及時(shí)便捷的或者故宮有本地旅游5G圖17邊緣業(yè)務(wù)接入解決方案AIP（據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)從業(yè)務(wù)信息管理平臺(tái)同步該業(yè)務(wù)服務(wù)器的P地址、服務(wù)PF向到地區(qū)Pral，用戶在Prtl頁(yè)面選擇故宮業(yè)務(wù)后，地區(qū)用戶數(shù)據(jù)單元為該用戶添加故宮業(yè)務(wù)簽約，并生成分流規(guī)則。PCF匹配用（三）基于位置容災(zāi)5G5G五、總結(jié)及展望5G5G5G六、縮略語(yǔ)縮寫(xiě)英文全稱(chēng)中文名稱(chēng)AMFAccessandMobilityManagementFunction接入與移動(dòng)性管理功能DNAIDNAccessIdentifier數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入標(biāo)識(shí)DNNDataNetworkName數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)DNSDomainnamesystem域名系統(tǒng)EASEdgeapplicationserver邊緣應(yīng)用服務(wù)器EASDFEdgeapplicationserverdiscoveryfunction邊緣應(yīng)用服務(wù)器發(fā)現(xiàn)功能FQDNFull