5G核心网基本概念.ppt

ZTE 5G核心网基本概念,讲师：倪欣 10072225 电信云及核心网产品支持团队,培训导引,5G 时代,5GC基本概念,5GC VNF特性介绍,5GC部署演进方案,5GC产品业务流程介绍,5GC产品组网介绍,5GC U盘一键开通介绍,5GC安装介绍,5GC数据配置及调测经验,5GC运维自动化介绍,目录,5G 时代,5G核心网行业趋势,ZTE 5G核心网总体架构,ZTE 5G 核心网特色解决方案,ZTE 5G运营商合作与试验案例,移动通信的趋势,3G/HSPA -100Mbps,4G /LTE -1Gbps,2000,2010,2020+,5G and Beyond10G+bps,1G,1980,2G -100Kbps,1990,5G将在3大领域多种场景提供连接服务,5G时代的网络必须按需满足业务的多样性和相应性能需求。,eMBB/URLLC/mMTC全新数字体验,eMBB,eMBB: 无缝广域覆盖,视频/语音/互联网/视频电话 20Mbps速率的4K高清体验 公路/铁路/村落/郊区/偏远地区,eMBB: 热点与高速率,FTP/下载/超高清3D视频/VR/AR 100Mbps体验速率，峰值速率超过1Gbps 热点/室内/咖啡厅/办公室/体育场,监控、传感器、智慧城市 低功耗、低成本 100万连接每平方公里,mMTC: 低功耗、高连接密度,车联网、工业控制、远程医疗 1ms时延人工智能 接近100%的可靠性,URLLC: 低时延和高可靠性,mMTC,uRLLC,5G核心网的5大核心挑战,3GPP 5G标准进展,Release 14 （TR）,Release 15 （Phase 1）,Release 16 （Phase 2）,5G Evolution,Release 14 (TR),Release 15 （Phase 1）,Release 16 （Phase 2）,5G 演进,R15-Stage1,阶段3完成 Non-standalone 5G-NR(Option 3),阶段3完成 Standalone 5G-NR (Option 2),R15-Stage2,R15-Stage3,需求定义,通用技术实施方案,接口定义,Option 3 比 Option 2 提前了六个月,目录,5G 时代,5G核心网行业趋势,ZTE 5G核心网总体架构,ZTE 5G 核心网特色解决方案,ZTE 5G运营商合作与试验案例,5G 核心网解决方案整体架构,ZTE 5G核心网亮点与目标,亮点：4S,目标：3A,Any Where,Any Service,5G核心网网络功能介绍,5GC漫游架构- Home routed,5GC漫游架构- Local breakout with AF in VPLMN,5GC漫游架构- Local breakout with AF in HPLMN,目录,5G 时代,5G核心网行业趋势,ZTE 5G核心网总体架构,ZTE 5G 核心网特色解决方案,ZTE 5G运营商合作与试验案例,ZTE 5GC 基于服务的架构,NF服务到独立NRF注册/注销 NRF和NF服务之间的状态检测 NF服务自动管理，自动选择和自动扩展,NE改为NF，NF可分为NF服务（VNFC） 服务是自包含的，可重复使用的，可独立扩展的 按需编排和分布式部署,网元,NF Service,网络功能,生产者,消费者,Service 1,基于服务的接口 生产者和消费者 通信模式：P to P, P to M,Point 1,Point3,Point2,NRF,全网通信 缩短网络路径,IP 地址 FQDN 支持的服务 ,UDM,PCF,服务化,基于场景服务按需定制,分布式部署,Edge DC,Local DC,Central DC,SDM,CDN,Protocol,Auth,DPI,LB,Amf-c,FW,CDB,服务定制,服务拆分,Common Services,APP Services,SBA 5GC,eMBB,URLLC,企业,eMBB 网络切片,URLLC 网络切片,企业网络切片,AMF,.,.,VRouter,VPN,Design,Verify,Deploy,DevOps,UDM,UPF,MQ,HTTP,DPI,FW,.,AMF,UDM,UPF,MQ,HTTP,VPN,.,AMF,UDM,UPF,MQ,HTTP,VPN,FW,.,服务化,服务化拆分原则及形式,可被消费,自包含,可重用,自管理,拆分原则,AMF拆分形式,服务化,什么是无状态,不需要处理状态信息的VNFC是无状态的VNFC。 需要处理状态信息的VNFC可以实现为： 一个有状态的VNFC。 具有外部状态的无状态VNFC。,Stateful vs Stateless -Definition in ETSI,Transaction lifecycle level 起始于NF收到请求，结束于NF返回响应； Procedure lifecycle level Procedure由多个为实现某项功能的Transaction构成； Session lifecycle level 起始于UE会话建立，结束于UE会话结束。 Session可以包含1个或多个Procedure 。,3 level of stateless,无状态设计,5GC 无状态设计原则,Cloud Database (UDSF/SDSF),Other NF,无状态LB保证流量在无状态服务之间更加平衡,LB,Procedure 级无状态 处理完成后，将数据存储在CDB的上下文中，删除本地数据,CDB,New scaled,使用独立数据层计算与存储的分离，符合3GPP UDSFSDSF 基于数据切片的数据复制和迁移,通用NF无状态设计原则,Local Cache,Stateless Service,Local Cache,Stateful Service,Service Logic,无状态设计,网络切片实现智能管道，满足多种应用场景需求,Slice1,Video Monitoring,Slice2,Automatic Drive,Slice3,Slice4,Smart Industry,Smart Home,平台,基础设施,应用,编排,编排和管理,网络切片实现了统一物理设施支撑多种垂直行业，逻辑隔离的网络切片为不同应用场景提供SLA的NaaS服务。,网络切片,Dev: 在线设计网络切片,软件仓库,系统支持上千软件包 软件包支持本地上传和互联网下载 满足用户要求。,设计过程,图形化界面，简单的拖拽操作，完成复杂的网络服务编排设计 3分钟，3步骤完成设计 所有组件，连接点和链接都可以设置和定制 可视化架构,网络切片,物理资源监控,物理服务器、网络设备和储存,虚拟资源监控,vCPU、vMem、存储和网络使用率,健康诊断,根据告警的严重性和数量，对网络状况进行评估。,Ops: 全方位实时监控,应用服务监控,VNF,网络服务，网络切片,网络切片,组件CU分离-有助于满足不同部署场景的要求,边缘数据中心或设备机房,企业业务,区域数据中心,运营商及互联网业务,UPF 前传 1,UPF 前传 2,解决方案: 控制面和用户面分离, 可依据切片需求灵活部署控制面和用户面的位置。例如：控制面可以按要求集中部署便于集中管理。而用户面可以依据下列要求部署： 基于位置(就近分流) 依据 NSSAI (基于切片) 优势: 降低TCO，在一些应用场景下了一集中部署用户面，便于集中管理。 高可靠性，没有用户上下文前传点，快速自愈。 高灵活性, 在UE快速移动的场景，UE的控制面VNF（如SMF）可以选择就近的用户面网元（UPF） 提供服务。便于节省传输资源，减少时延。,Internet,CU分离,UPF在网络中部署位置,无线,当地节点,边缘DC,区域DC,中心DC,接入环,汇聚环,核心环,BTN III,BTN II,BTN I,二级前传,FTN III,RRU,DU,FTN I,一级前传,CU,gNB,融合MEC,BTN I/II,C-RAN,D-RAN,光纤直驱,分组交换,FTN II,AMF,SMF,PCF,UPF,eMBB/mMTC-UPF,UPF,SMF,eMBB-UPF,UPF,MEC/eMBB-UPF,UPF,uRLLC-UPF,slice,CU分离,Enhancement,注册管理(RM-DEREGISTERED, RM-REGISTERED ) 连接管理(CM-IDLE, CM-CONNECTED) New state in RAN: RRC connected inactive (CM-CONNECTED) Mainly used for URLLC case 移动性限制: allowed area non-allowed area forbidden area UE可达性： New Mobile Initiated Connection Only (MICO) mode Mainly used for MTC UE,NGCM_IDLE,NGCM_CONNECTED,RM_DE-REGISTED,RM_REGISTED,Attach/Detach,RM_DE-REGISTED,RM_REGISTED,RRC_IDLE,RRC_INACTIVE,RRC_CONNECTED,N2 connection Setup/Release,RRC_IDLE,RRC_CONNECTED,Attach/Detach,RRC Setup/Release,N2&RRC Setup/Release,RRC Setup/Release,N2 Release,UE state model,RAN state model,CN state model,MM&SM,5G移动性管理,融合核心网原则和收益,eMBB,uRLLC,mMTC,MBB,NB-IoT,eMTC,Pre5G Scenarios,5G Scenarios,User Plane,Control plane,Common Service,融合原则,有别于共虚拟化平台的烟囱式部署，实现深度融合，共享数据，灵活调整网络接入占比，资源利用最大化 可通过按需服务编排组成单制式网络独立部署，出单制式网络标准接口与其他网络互操作 控制面功能5G建模方式4G化，便于平滑演进到5G 媒体面对接入制式不敏感，实现全融合 融合部署时优选本网络，减少与外部核心网的互操作 不同制式的运维数据区分统计，管理和分析,融合,NFVI资源共用 MANO共管 依托于云原生的公用组件共用 降低CAPX,按场景选择需要的组件编排网络切片，减少网络数量 降低OPEX,上下文深度融合，减少核心网间的外部互操作过程，更好的无缝业务体验 为5G与2/3G互操作提供便利（例如语音）,统一构架，消除网络解决方案差异性（例如MEC，UPF分布式部署） 统一建模方式，便于向FMC演进，代价小更平滑,以EPC形式存在，提供2/3/4G核心网标准接口，支持与其他2/3/4/5G核心网互操作,以5GC形式存在，提供5G核心网标准接口，支持与其他4/5G核心网互操作,融合,融合核心网满足多种制式场景，像拼搭乐高积木一样构建网络,MEC概述,多种网络接入模式，如LTE、WiFi、5G等各种网络应用场景 多接入实现无处不在的一致性用户体验,网络功能和应用部署在网络的边缘侧，尽可能靠近最终用户，降低传输时延，节省传输带宽,Cloud + Fog 计算，采用云计算 + 雾计算的技术，降低大规模分布式网络建设和运维成本,MEC是一种使能网络边缘业务的技术，具备超低时延、超高带宽、实时性强等特性，是IT与CT业务结合的理想载体平台。,Computing,Edge,Multi-access,物联网应用 智能物流 智能生产 智能机器 智能工厂,车联网应用 本地V2X 服务 道路广播 智能交通,本地视频业务 赛事、演唱会视频直播 室内场馆视频业务体验 博物馆、展馆AR直播、VR体验,室内LBS业务 商业广场，机场、高铁候车室 地下停车库 博物馆、展馆,智能感知服务 网络服务与优化建议 用户个性化业务推荐 精准广告 社会、公益服务通道,本地能力开放 第三方APP部署 无线能力开放 本地业务加速,应用场景,MEC,MEC相关标准进展,MEC 概念提出者，标准组织和推动者 第一阶段 已完成 MEC参考架构，以及面向应用的能力开放研究 第二阶段 完善计费及监听方案，简化应用布署，探索新应用案例,IMT 2020 在2016年的5G网络架构白皮书里，将MEC作为5G性能提升的重要组成部分 NGMN NGMN已经同意将MEC纳入到5G需求和架构中（NGMN P1 Project）,3GPP 已正式接受MEC作为5G架构关键议题 2016.4月，3GPP SA2已经接受MEC 关键议题作为5G架构的一部分 3GPP内C/U分离架构演进与MEC方向吻合,5GAA,5GAA 聚焦5G车联网，5GAA将边缘计算及分布云架构视为车联通信架构降低时延重要课题 OPENFOG 聚焦物联网，定义边缘计算在未来物联网架构中的功能和应用，关注边缘计算对于物联网更低时延、边缘数据协作处理、更高的安全性等方面带来的优势,MEC作为5G的原生特性，由ETSI提出，逐渐被 3GPP、IMT2020等标准组织接纳并重视，成为5G关键议题 MEC服务垂直行业、满足差异化应用场景，与垂直行业组织开展广泛合作，推进MEC产业发展,MEC,MEC 4/5G融合部署,边缘DC,5G gNB,接入机房,地区（中心）DC,融合核心网媒体面,融合管理面,MEC+融合核心网媒体面 （或MEC+本地SGW）,5G CU,融合核心网控制面,S1,N2/N3,N2/N3,N9,N4,5G技术4G化，方案统一 4/5G融合媒体面，就近部署 4/5G融合Service chain，可与MEC结合,5G技术4G化，控制面融合 4/5G融合媒体面，统一锚点 融合管理面，统一管理虚拟化资源 4/5G融合Service chain，作为Gi-LAN,对EPC的改动 用户面和控制面分离，SGW-U与MEC一起部署 如网络无法进行CU分离改造，SGW整体下沉与MEC一起部署 SGW-U支持作为Uplink Classifier实现数据本地分流 控制面支持MEC路径选择，数据分流规则管理和下发等,MEC,同时兼容 IaaS + PaaS, 适配不同网络环境,服务发现和管理,实例 a,RESTFUL,私有 接口,服务逻辑,注册,实例 b,RESTFUL,私有 接口,服务逻辑,注册,服务发现和管理,实例 c,RESTFUL,私有 接口,服务逻辑,注册,实例 d,RESTFUL,私有 接口,服务逻辑,注册,VM,VM,VM,资源类型 虚机 虚机 + 容器 容器,云计算平台 IaaS PaaS,统一的软件版本 基于服务架构和RESTFUL 接口 支持自管理,统一的MANO 统一编排 端到端生命周期管理,MANO,编排,FCAPS,OPS,策略,部署,弹性,升级,Container,VM,VM,Container,公共服务组件库,性能,目录,5G 时代,5G核心网行业趋势,ZTE 5G核心网总体架构,ZTE 5G 核心网特色解决方案,ZTE 5G运营商合作与试验案例,开放开源，构建5G生态圈,开源社区重要贡献者,中兴与全球运营商的战略合作推动5G发展,Telefonica 5G 一阶段测试,2016年11月，Telefonica与设备商的第一个5G核心网测试 !,中国国家5G技术研发试验,关键技术验证 网络切片 核心网络重设计 移动边缘计算 控制面与用户面分离,国内第一个基于Docker容器的5G网络,国内第一个包含RAN和Core虚拟化的5G网络,国内第一个支持多DC部署的5G网络,2017MWC全球第一个网络切片运营商级DevOps演示,秒级弹性,分钟级部署,Dev向导,E2E 切片生命周期试图,AI驱动的Ops,3,5,切片生命周期的“6+5” DevOps工作流程,Dev闭环：网络切片的开发环境 Ops闭环：网络切片的OM环境 DevOps 8字形闭环：Ops过程中基于大数据的实时监控和关联分析，以重新调整切片开发设计的需求和业务参数,2016 MWC 网络切片原型演示,中兴通讯与中国移动演示网络切片原型,2018年5GC试点,中国移动,集团试点： 广东，江西，福建，北京（大区），南京（大区） 省份自己开展： 湖南、浙江,中国联通,集团试点： 河南、广东、天津，福建，重庆 省份自己开展： 浙江,中国电信,集团试点： 河北、江苏、湖北、海南、江西 省份自己开展： 浙江,国际,法电，西班牙测试分支,谢 谢,