《G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)》白皮書

1、IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書mi-目錄引言P15G網(wǎng)絡(luò)：挑戰(zhàn)與機(jī)遇P25G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)P45G網(wǎng)絡(luò)代表性服務(wù)能力P85G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化建議P15總結(jié)和展望P17主要貢獻(xiàn)單位P18IMT-2020(5G)推進(jìn)組于2013年2月由中國工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合推動(dòng)成立，組織架構(gòu)基于原 IMT-Advanced 推進(jìn)組，成員包括中國主要的運(yùn)營商、制造商、高校和研究機(jī)構(gòu)。推進(jìn)組是聚合中國產(chǎn)學(xué)研用力量、推動(dòng)中國第五代移動(dòng)通信技術(shù)研究和開展國際交流與合作的主要平臺(tái)。今IMT-2020(5GB 進(jìn)組芥2。2。5GR絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書引言隨著5g究的全面展開并逐步深入，

2、業(yè)界就 5Gg景形成基本共識(shí)：面向增強(qiáng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng) 用場景，5巡供更高體驗(yàn)速率和更大帶寬的接入 能力，支持解析度更高、體驗(yàn)更鮮活的多媒體內(nèi) 容；面向物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)場景，5Gl供更高連接密度時(shí)優(yōu)化的信令控制能力，支持大規(guī)模、低成 本、低能耗IoT設(shè)備的高效接入和管理；面向車 聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應(yīng)用場 景，5巡供低時(shí)延和高可靠的信息交互能力，支 持互聯(lián)實(shí)體間高度實(shí)時(shí)、高度精密和高度安全的 業(yè)務(wù)協(xié)作。面對(duì)5GK致的體驗(yàn)、效率和性能要求，以及 萬物互聯(lián)”的愿景，網(wǎng)絡(luò)面臨全新的挑戰(zhàn)與機(jī) 遇。5GR絡(luò)將遵循網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)融合和按需服務(wù)提供 的核心理念，引入更豐富的無線接入網(wǎng)拓?fù)?，?供更靈活

3、的無線控制、業(yè)務(wù)感知和協(xié)議棧定制能 力；重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，改變單一管道和 固化的服務(wù)模式；利用友好開放的信息基礎(chǔ)設(shè)施 環(huán)境，為不同用戶和垂直行業(yè)提供高度可定制化 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，構(gòu)建資源全共享、功能易編排、業(yè) 務(wù)緊耦合的綜合信息化服務(wù)使能平臺(tái)。5G國際標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)已全面展開，需要盡 快細(xì)化5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案并聚焦關(guān)鍵技術(shù)方 向，以指導(dǎo)后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本白皮書從邏輯功能 和平臺(tái)部署的角度，以四維功能視圖的方式呈現(xiàn) 了新型5GR絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，并提煉了網(wǎng)絡(luò)切片、移 動(dòng)邊緣計(jì)算、按需重構(gòu)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、以用戶為中 心的無線接入網(wǎng)和能力開放等 5GR絡(luò)代表性服務(wù) 能力。白皮書最后提出了 5GR絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)標(biāo)

4、準(zhǔn) 化工作的推進(jìn)建議。1IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書5弧絡(luò):挑戰(zhàn)與機(jī)遇1 .極致性能指標(biāo)帶來全面挑戰(zhàn)首先，為了滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶極致的視頻及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等業(yè)務(wù)體驗(yàn)需要，5G系統(tǒng)提出了隨時(shí)隨地提供100Mbps1Gbp的體驗(yàn)速率的指標(biāo)要 求，甚至在500km的高速運(yùn)動(dòng)過程中，也要求 具備基本服務(wù)能力和必要的業(yè)務(wù)連續(xù)性。第二，為了支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)場 景設(shè)備高效接入的要求，5G系統(tǒng)需同時(shí)滿足Tbps/krft勺流量密度和百萬 /kM連接密度要在高吞吐量和大連接場景下容易導(dǎo)致流量過載和 信令擁塞。第三，為了支持自動(dòng)駕駛和工業(yè)控制等高度實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)，5G系統(tǒng)需要在高可靠性前提下

5、，滿足端到端毫秒級(jí)的極低時(shí)延要求。現(xiàn) 網(wǎng)中，端到端時(shí)延和業(yè)務(wù)中斷時(shí)間都在百毫秒量 級(jí)，與5G寸延要求存在兩個(gè)數(shù)量級(jí)的差距，也難以滿足特定業(yè)務(wù)的可靠性和安全性要求極致效率極致性能可靠性連接密度全面網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書2 .網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)融合觸發(fā)全新機(jī)遇豐富的5迎用場景對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能要求各異：從突 發(fā)事件到周期事件的資源分配；從自動(dòng)駕駛到低移 動(dòng)性終端的移動(dòng)性管理；從工業(yè)控制到抄表業(yè)務(wù)的 時(shí)延要求等。面對(duì)如此多樣化的業(yè)務(wù)場景，5Gg出 的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)深度融合，按需提供服務(wù)的新理念能 為信息產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)帶來全新的發(fā)展機(jī)遇?；?M絡(luò)最后一公里的位置優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)提供

6、商能夠提供更具差異性的用戶體 驗(yàn)。例如，基于網(wǎng)絡(luò)開放的位置區(qū)域、移動(dòng)軌跡和 無線環(huán)境等上下文信息，AP唐昌夠篩選出更恰當(dāng)?shù)?服務(wù)參數(shù)，提升客戶黏性；同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)邊緣的 內(nèi)容緩存和計(jì)算能力，服務(wù)提供商可以為指定用戶 提供更優(yōu)質(zhì)的時(shí)延和帶寬服務(wù)質(zhì)量保障，在競爭中 占得先機(jī)。基于5M絡(luò)端到端全覆蓋的基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu) 勢，以垂直行業(yè)為代表的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求方可以獲 得更強(qiáng)大且更靈活的業(yè)務(wù)部署環(huán)境。依托強(qiáng)大的網(wǎng)管系統(tǒng)，垂直行業(yè)能夠獲得對(duì)網(wǎng)內(nèi)終端和設(shè)備更豐 富的監(jiān)控和管理手段，全面掌控業(yè)務(wù)運(yùn)行狀況；利 用功能高度可定制化和資源動(dòng)態(tài)可調(diào)度的 5G®礎(chǔ)設(shè) 施能力，第三方業(yè)務(wù)需求方可以快捷的構(gòu)建數(shù)據(jù)安 全隔

7、離和資源彈性伸縮的專用信息服務(wù)平臺(tái)，從而 降低開發(fā)門檻。對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商而言，5刎絡(luò)有助于進(jìn)一 步開源節(jié)流。開源方面，5網(wǎng)絡(luò)突破當(dāng)前封閉固化 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)框架，全面開放基礎(chǔ)設(shè)施、組網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)和 控制邏輯等網(wǎng)絡(luò)能力，構(gòu)建綜合化信息服務(wù)使能平 臺(tái)，為運(yùn)營商引入新的服務(wù)增長點(diǎn)。節(jié)流方面，按 需提供的網(wǎng)絡(luò)功能和基礎(chǔ)設(shè)施資源有助于更好的節(jié) 能增效，降低單位流量的建設(shè)與運(yùn)營成本。需要指出的是，隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)在業(yè)務(wù) 方面融合的不斷深入，兩者在技術(shù)方面也在相互滲透和影響。云計(jì)算、虛擬化、軟件化等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 是5刎絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)和平臺(tái)構(gòu)建的重要使能技術(shù)。3圖2綜合化信息服務(wù)使能平臺(tái)IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M

8、絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書5弧絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)5GR絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)和組網(wǎng)設(shè)計(jì)兩 提供按需的接入、移動(dòng)性和會(huì)話管理，支持精個(gè)方面。系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮邏輯功能實(shí)現(xiàn)以及不 細(xì)化資源管控和全面能力開放；轉(zhuǎn)發(fā)平面具備同功能之間的信息交互過程，構(gòu)建功能平面劃分 分布式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和處理功能，提供更動(dòng)態(tài)的更合理的統(tǒng)一的端到端網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)。組網(wǎng)設(shè)計(jì) 錨點(diǎn)設(shè)置，以及更豐富的業(yè)務(wù)鏈處理能力。聚焦設(shè)備平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)部署的實(shí)現(xiàn)方案，以充分發(fā)在整體邏輯架構(gòu)基礎(chǔ)上，5GR絡(luò)采用模塊化揮基于SDN/NFV術(shù)的新型基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境在組 功能設(shè)計(jì)模式，并通過 功能組件'的組合，構(gòu)建網(wǎng)靈活性和安全性方面的潛力。滿足不同應(yīng)用場景需求的專用邏輯

9、網(wǎng)絡(luò)。5刎絡(luò)以1.5函統(tǒng)設(shè)計(jì)：邏輯視圖與功能視圖控制功能為核心，以網(wǎng)絡(luò)接入和轉(zhuǎn)發(fā)功能為基礎(chǔ)資源，向上提供管理編排和網(wǎng)絡(luò)開放的服務(wù)，形成三如圖3所示,5GR絡(luò)邏輯視圖由3個(gè)功能平面構(gòu)成：接入平面，控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面。層網(wǎng)絡(luò)功能視圖，如圖4所示，其中:接入平面引入多站點(diǎn)協(xié)作、多連接機(jī)制和多制式融合技術(shù)，構(gòu)建更靈活的接入網(wǎng)拓?fù)?控制平面基于可重構(gòu)的集中的網(wǎng)絡(luò)控制功能,網(wǎng)絡(luò)要中控制調(diào)度絡(luò)力放網(wǎng)能開控制 邏輯分布轉(zhuǎn)內(nèi)將存儲(chǔ)分發(fā)-1業(yè)務(wù) 使能芭 , E集中式分布式mesh數(shù)據(jù)中心圖3 5G網(wǎng)絡(luò)邏輯視圖IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書管理編排層：由用戶數(shù)據(jù)、管理編排和能力 開放三部分功能組成

10、。用戶數(shù)據(jù)功能存儲(chǔ)用戶簽 約、業(yè)務(wù)策略和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等信息。管理編排功能 基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的按需 編排和網(wǎng)絡(luò)切片的按需創(chuàng)建。能力開放功能提供 對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的統(tǒng)一收集和封裝，并通過AP開放給第三方。網(wǎng)絡(luò)控制層：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制功能重構(gòu)及模塊 化。主要的功能模塊包括：無線資源集中分配、 多接入統(tǒng)一管控、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、安全 管理和流量疏導(dǎo)等。上述功能組件按管理編排層的指示，在網(wǎng)絡(luò)控制層中進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源 層的靈活調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)資源層：包括接入側(cè)功能和網(wǎng)絡(luò)側(cè)功能。接入側(cè)包括中心單元( CU和分布單元(DU兩級(jí)功能單元，CU主要提供接入側(cè)的業(yè) 務(wù)匯聚功能；DU主要為終端提供數(shù)據(jù)接入點(diǎn)，

11、 包含射頻和部分信號(hào)處理功能。網(wǎng)絡(luò)側(cè)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、流量優(yōu)化和內(nèi)容服務(wù)等功能?；诜?布式錨點(diǎn)和靈活的轉(zhuǎn)發(fā)路徑設(shè)置，數(shù)據(jù)包被引導(dǎo) 至相應(yīng)的處理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)發(fā)和豐富的數(shù)據(jù) 處理，如深度包檢測，內(nèi)容計(jì)費(fèi)和流量壓縮等。5開放接口開放接口網(wǎng)絡(luò)資源層分布接入接入?yún)R聚數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)處理i 圖4 5G網(wǎng)絡(luò)功能視圖IMT-2020（5珈進(jìn)組5GR絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書2.5G&網(wǎng)設(shè)計(jì)：平臺(tái)視圖與組網(wǎng)視圖5G基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)將更多的選擇由基于通用硬件架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心構(gòu)成支持5GR絡(luò)的高性能轉(zhuǎn)發(fā)要求和電信級(jí)的管理要求，并以網(wǎng)絡(luò)切片為實(shí)例，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定制化部署。線接入方案，并能完成接入網(wǎng)邏輯實(shí)體的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的功

12、能遷移和資源伸縮。利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn) RANft部各功能實(shí)體動(dòng)態(tài)無縫連接，便于配置客戶所需的接入網(wǎng)邊緣業(yè)務(wù)模式。另外，針對(duì)RANK加速器資源配置和虛擬化平臺(tái)間高速大帶寬信息交互能力的特殊要求，虛擬化引入SDN/NFV術(shù)（如圖5所示），5G®件平臺(tái)支持虛擬化資源的動(dòng)態(tài)配置和高效調(diào)度,管理與編排技術(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展。廣域網(wǎng)層面，NF斕排器可實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的SDN/NF玻術(shù)融合將提升 5G進(jìn)一步組大在網(wǎng)的能力：NFV&術(shù)實(shí)現(xiàn)底層物理資源到虛擬功能部署和資源調(diào)度，SDN空制器負(fù)責(zé)不同層級(jí)化資源的映射，構(gòu)造虛擬機(jī)（VM），加載網(wǎng)數(shù)據(jù)中心之間的廣域互連。城域網(wǎng)以下可部署單個(gè)數(shù)

13、據(jù)中心切片3_"心蜘都使用統(tǒng)一的NFV基礎(chǔ)設(shè)絡(luò)邏輯功能（VN肝牌以化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬切片1化基礎(chǔ)設(shè)廟平搟獴管摘褥Il 5G施層，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，利資源喳噌重配VNFVNFVNF置；SDNti術(shù)貝惻琳 /4據(jù)中心內(nèi)部的資源調(diào)度?；A(chǔ)設(shè)施平臺(tái)康椒存儲(chǔ)NFV/SDN術(shù)在接入網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用懸業(yè)界代機(jī)間的邏輯喈，構(gòu)I排虛擬網(wǎng)絡(luò)建承載信令和數(shù)據(jù)流的通路。最終覺現(xiàn)整入網(wǎng)。；VIMISD晦制器物理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心聚焦探索的重要方向。利用平臺(tái)虛擬化技術(shù)，可 和核心網(wǎng)項(xiàng)能單元?jiǎng)討B(tài)連接，配置端到端的業(yè)以在同一基站平臺(tái)上同時(shí)承載多個(gè)不同類型的無務(wù)鏈,實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)。5 5G 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)視圖IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5

14、 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書如圖6所示，一般來說，5G組網(wǎng)功能元素可 分為四個(gè)層次：中心級(jí)：以控制、管理和調(diào)度職能為核 心，例如虛擬化功能編排、廣域數(shù)據(jù)中心互連和 BOS朦統(tǒng)等，可按需部署于全國節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng) 絡(luò)總體的監(jiān)控和維護(hù)。匯聚級(jí)：主要包括控制面網(wǎng)絡(luò)功能，例如移 動(dòng)性管理、會(huì)話管理、用戶數(shù)據(jù)和策略等。可按 需部署于省分一級(jí)網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域級(jí)：主要功能包括數(shù)據(jù)面網(wǎng)關(guān)功能，重 點(diǎn)承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，可部署于地市一級(jí)。移動(dòng)邊 緣計(jì)算功能、業(yè)務(wù)鏈功能和部分控制面網(wǎng)絡(luò)功能 也可以下沉到這一級(jí)。接入級(jí)：包含無線接入網(wǎng)的 C味口 DM能， CUM部署在回傳網(wǎng)絡(luò)的接入層或者匯聚層；DU部署在用戶近端。CM DU'可

15、通過增強(qiáng)的低時(shí)延 傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)協(xié)作化功能，支持分離或一體 化站點(diǎn)的靈活組網(wǎng)。借助于模塊化的功能設(shè)計(jì)和高效的NFV/SDW臺(tái)。在5G組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中，上述組網(wǎng)功能元素 部署位置無需與實(shí)際地理位置嚴(yán)格綁定，而是可 以根據(jù)每個(gè)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、業(yè)務(wù)需求、流量 優(yōu)化、用戶體驗(yàn)和傳輸成本等因素綜合考慮，對(duì) 不同層級(jí)的功能加以靈活整合，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心 和跨地理區(qū)域的功能部署。7接入?yún)R策點(diǎn)(cu)無蟠源管理 網(wǎng)關(guān) VNFMV1M匯聚層DC加第據(jù)虛擬展通用理件通用通件資薄池5DN控制表VNFMV1M處用油Orchestra tor圖6 5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)視圖IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書5G網(wǎng)絡(luò)代表

16、性服務(wù)能力與4G時(shí)期相比，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具備更貼近用 戶需求、定制化能力進(jìn)一步提升、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)深 度融合以及服務(wù)更友好等特征，其中代表性的網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)能力包括：網(wǎng)絡(luò)切片、移動(dòng)邊緣計(jì)算、按 需重構(gòu)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、以用戶為中心的無線接入網(wǎng) 和網(wǎng)絡(luò)能力開放。網(wǎng)絡(luò)切片網(wǎng)絡(luò)切片是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV應(yīng)用于1實(shí) 例 編排J 運(yùn) 行 管 理5Gt段的關(guān)鍵特征。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片將構(gòu)成一個(gè)端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，按切片需求方的需求靈活地提構(gòu) 供一種或多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。圖7所示的網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)主要包括切片管理和切片選擇兩項(xiàng)功能。切片管理功能有機(jī)串聯(lián)商務(wù)運(yùn)營、虛擬化資源平臺(tái)和網(wǎng)管系統(tǒng)，為不同切片需求方（如垂直 行業(yè)用戶、虛擬運(yùn)營商和企業(yè)

17、用戶等）提供安全 隔離、高度自控的專用邏輯網(wǎng)絡(luò)。切片管理功能 包含三個(gè)階段：1）商務(wù)設(shè)計(jì)階段：在這一階段，切片需求方利用切片管理功能提供的模板和編輯工具，設(shè)定切片的相關(guān)參數(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒐δ芙M件、交 互協(xié)議、性能指標(biāo)和硬件要求等。切片選擇功能專用功能專用功能專用功能圖7網(wǎng)絡(luò)切片架維護(hù)維護(hù)，主要包括資源的動(dòng)態(tài)伸縮，切片功能的增加、刪除和更新，以及告警故障處理等。.-切片選擇功能實(shí)現(xiàn)用戶終端與網(wǎng)絡(luò)切片間的接入映射。切片選擇功能綜合業(yè)務(wù)簽約和功能特性等5種因素，為用戶終端提供合適的切片接入 選擇。用戶終端可以分別接入不同切片，也可以 同時(shí)接入多個(gè)切片。用戶同時(shí)接入多切片的場景形成兩種切片架構(gòu)變體：

18、獨(dú)立架構(gòu)：不同切片在邏輯資源和邏輯功能上完全隔離，只在物理資源上共享，每個(gè)切2）實(shí) 例編排階段：切片管理功能將切片描述片包含完整的控制面和用戶面功能；文件發(fā)送到NFVMAN能實(shí)現(xiàn)切片的實(shí)例化，共享架構(gòu)：在多個(gè)切片間共享部分的網(wǎng)絡(luò)功并通過與切片之間的接口下發(fā)網(wǎng)元功能配置，發(fā)起能。一般而言，考慮到終端實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，可連通性測試，最終完成切片向運(yùn)行態(tài)的遷移。對(duì)移動(dòng)性管理等終端粒度的控制面功能進(jìn)行3）運(yùn)行管理階段：在運(yùn)行態(tài)下，切片所有者可共享，而業(yè)務(wù)粒度的控制和轉(zhuǎn)發(fā)功能則為各通過切片管理功能對(duì)己方切片進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)切片的獨(dú)立功能，實(shí)現(xiàn)特定的服務(wù)。8IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書移動(dòng)

19、邊緣計(jì)算移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC, Mobile EdgeComputing改變4G系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離 的狀態(tài)，將業(yè)務(wù)平臺(tái)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，為移動(dòng) 用戶就近提供業(yè)務(wù)計(jì)算和數(shù)據(jù)緩存能力，實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)從接入管道向信息化服務(wù)使能平臺(tái)的關(guān)鍵 跨越，是5G的代表性能力。如圖 8所示， 核心功能主要包括：1應(yīng)用和內(nèi)容進(jìn)管道。MEC可與網(wǎng)關(guān)功能聯(lián)合部署，構(gòu)建靈活分布的服務(wù)體系。特別 針對(duì)本地化、低時(shí)延和高帶寬要求的業(yè)務(wù)，如 移動(dòng)辦公、車聯(lián)網(wǎng)、4K-8儂頻等，提供優(yōu)化的服務(wù)運(yùn)行環(huán)境。2勵(lì)態(tài)業(yè)務(wù)鏈功能。MEC功能并不限于簡單的就近緩存和業(yè)務(wù)服務(wù)器下沉，而且隨著MT-計(jì)算節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的融合，在控制面功能的集中調(diào)度下，

20、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)鏈(Service Chain)技術(shù)，靈活控制業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在應(yīng)用間路由，提 供創(chuàng)新的應(yīng)用網(wǎng)內(nèi)聚合模式。3股制平面輔助功能。MEC可以和移動(dòng)MEC 性管理、會(huì)話管理等控制功能結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化服務(wù)能力。例如，隨用戶移動(dòng)過程實(shí)現(xiàn)應(yīng)用 服務(wù)器的遷移和業(yè)務(wù)鏈路徑重選；獲取網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、應(yīng)用SLA和用戶等級(jí)等參數(shù)對(duì)本地服務(wù)進(jìn) 行靈活的優(yōu)化控制等。移動(dòng)邊緣計(jì)算功能部署方式非常靈活，即 可以選擇集中部署，與用戶面設(shè)備耦合，提供 增強(qiáng)型網(wǎng)關(guān)功能，也可以分布式的部署在不同 位置，通過集中調(diào)度實(shí)現(xiàn)服務(wù)能力。9圖8 5G網(wǎng)絡(luò)MECM構(gòu)遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)按需定制的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與4點(diǎn)動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相對(duì)單一的應(yīng)用模式不同，5G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)

21、對(duì)象是海量豐富類型的終端和應(yīng) 用，其報(bào)文結(jié)構(gòu)、會(huì)話類型、移動(dòng)規(guī)律和安全性需 求都不盡相同，網(wǎng)絡(luò)必須針對(duì)不同應(yīng)用場景的服務(wù) 需求引入不同的功能設(shè)計(jì)。因此，可以說網(wǎng)絡(luò)控制 功能按需重構(gòu)，是5喇絡(luò)標(biāo)志性服務(wù)能力之一。今IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組M-5GR絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書按需的會(huì)話管理按需的會(huì)話管理是指 5GR絡(luò)會(huì)話管理功能可 以根據(jù)不同終端屬性、用戶類別和業(yè)務(wù)特征，靈 活的配置連接類型、錨點(diǎn)位置和業(yè)務(wù)連續(xù)性能力 等參數(shù)。例如，4切針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的 永久在 線'連接將成為58話的一個(gè)選項(xiàng)。用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)特征選擇連接類型，例 如，選擇支持互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的IP連接；利用信令面通道實(shí)現(xiàn)無連接的物聯(lián)網(wǎng)小

22、數(shù)據(jù)傳輸；或?yàn)樘?定業(yè)務(wù)定制Non-I的專用會(huì)話類型。用戶可以根據(jù)傳輸要求選擇會(huì)話錨點(diǎn)的位 置和設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)路徑。對(duì)移動(dòng)性和業(yè)務(wù)連續(xù)性要 求高的業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可以選擇網(wǎng)絡(luò)中心位置的錨 點(diǎn)和隧道機(jī)制，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的交互類業(yè) 務(wù)則可以選擇錨點(diǎn)下沉，就近轉(zhuǎn)發(fā)；對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)路 徑動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)的業(yè)務(wù)則可以引入SDNB制實(shí)現(xiàn)連接的靈活編程。按需的移動(dòng)性管理網(wǎng)絡(luò)側(cè)移動(dòng)性管理包括在激活態(tài)維護(hù)會(huì) 話的連續(xù)性和空閑態(tài)保證用戶的可達(dá)性。通 過對(duì)激活和空閑兩種狀態(tài)下移動(dòng)性功能的分 級(jí)和組合，根據(jù)終端的移動(dòng)模型和其所用業(yè) 務(wù)特征，有針對(duì)性的為終端提供相應(yīng)的移動(dòng) 性管理機(jī)制。例如，針對(duì)海量的物聯(lián)網(wǎng)傳感終端無移動(dòng) 性、成本敏感和高節(jié)能

23、的要求，網(wǎng)絡(luò)可選擇不 檢測空閑態(tài)傳感器終端是否可達(dá)，只在終端主 動(dòng)結(jié)束休眠和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的時(shí)候，才能發(fā)送上下 行數(shù)據(jù)，從而有效的節(jié)約電量。在激活態(tài)，網(wǎng)絡(luò)可以簡化狀態(tài)維護(hù)和會(huì)話管理機(jī)制，大大降低終端的成本。止匕外，網(wǎng)絡(luò)還可以按照條件變化動(dòng)態(tài)調(diào)整終端的移動(dòng)性管理等級(jí)。例如對(duì)一些垂直行 業(yè)應(yīng)用，在特定工作區(qū)域內(nèi)可以為終端提供 高移動(dòng)性等級(jí)，來保證業(yè)務(wù)連續(xù)性和快速尋呼響應(yīng)，在離開該區(qū)域后，網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)將終端 移動(dòng)性要求調(diào)到低水平，提高節(jié)能效率。按需的安全功能5G為不同行業(yè)提供差異化業(yè)務(wù)，需要提供滿足各項(xiàng)差異化安全要求的完整性安全性方案。例如，5G安全需要為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)場景提供高效、統(tǒng)一兼容的移動(dòng)性安全管理機(jī)制，

24、5G安全需要為IoT場景提供更加靈活開放的認(rèn)證架構(gòu)和認(rèn)證方式，支持新的終端身份管理能力； 5G 安全要為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供安全保障，為虛擬 化組網(wǎng)、多租戶多切片共享等新型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供安全隔離和防護(hù)功能?？刂泼姘葱柚貥?gòu)控制面重構(gòu)重新定義控制面網(wǎng)絡(luò)功能， 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能模塊化，降低網(wǎng)絡(luò)功能之間交互 復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)現(xiàn)和連接，通過網(wǎng)絡(luò) 功能的按需配置和定制，滿足業(yè)務(wù)的多樣化需 求。如圖9所示，控制面按需重構(gòu)具備以下功能 特征：接口中立：網(wǎng)絡(luò)功能之間的接口和消息應(yīng)該 盡量重用，通過相同的接口消息向其它網(wǎng)絡(luò)功能 調(diào)用者提供服務(wù)，將多個(gè)耦合接口轉(zhuǎn)變?yōu)閱我唤?口從而減少了接口數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)功能之間的通信應(yīng)10

25、IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書該和網(wǎng)絡(luò)功能的部署位置無關(guān)。融合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫：用戶簽約數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)配 置數(shù)據(jù)和運(yùn)營商策略等需要集中存儲(chǔ)，便于網(wǎng) 絡(luò)功能組件之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。網(wǎng)絡(luò)功能 采用統(tǒng)一接口訪問融合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，減少信令 交互?？刂泼娼换スδ埽贺?fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)元或 者功能間的信息交互。收到外部信令后，該功 能模塊查找對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能，并將信令導(dǎo)向這 組網(wǎng)絡(luò)功能的入口，處理完成后結(jié)果將通過交 互功能單元回送到外部網(wǎng)元和功能。網(wǎng)絡(luò)組件集中管理：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)功能部署后 的網(wǎng)絡(luò)功能注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)功能 的狀態(tài)檢測等。13圖9按需定制的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以用戶為中心的無線接入網(wǎng)5G無線接入網(wǎng)

26、改變了傳統(tǒng)以基站為中心的設(shè) 計(jì)思路，突出 網(wǎng)隨人動(dòng)新要求，具體能力包 括：靈活的無線控制、無線智能感知和業(yè)務(wù)優(yōu)化、 接入網(wǎng)協(xié)議定制化部署，如圖1叫示。 靈活的無線控制按照網(wǎng)隨人動(dòng)”的接入網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，通過控制和簡潔健壯的鏈路管理機(jī)制。通過將UE的上下文和無線通信鏈路與為該U嗽供無線傳輸資源的小區(qū)解耦，5GK型接入網(wǎng)協(xié)議棧直接以UE 為單位管理無線通信鏈路和上下文，并將為該UE勺服務(wù)小區(qū)作為一種空口無線資 源一男、區(qū)域，靈活地與時(shí)域、頻域 網(wǎng)域和空域重新定義信令功能和控制流程實(shí)現(xiàn)高效靈活的空口等進(jìn)行四維無線資源的系統(tǒng)調(diào)度。系統(tǒng)每次進(jìn)行資源授權(quán)時(shí)，在確定 U時(shí)用的空口傳輸時(shí)間（時(shí) 域）之后，首先確定

27、 U時(shí)用的小區(qū)（小區(qū)域）， 在確定可用的小區(qū)后，再確定 UES這些可用的小 區(qū)內(nèi)的頻率域 曬域劭率域，以及天線選擇的空 間域無線資源。協(xié)議棧功能可根據(jù) UEM空口信道 質(zhì)量的要求，對(duì)服務(wù)于 UE勺多種不同的物理層空 口傳輸技術(shù)進(jìn)行靈活控制。 無線智能感知和業(yè)務(wù)優(yōu)化為了更充分的利用無線信道資源，可以通過 引入接入網(wǎng)和應(yīng)用服務(wù)器的雙向交互，實(shí)現(xiàn)無線信道與業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)匹配。雙向交互體現(xiàn)在，一方 面接入網(wǎng)可以向應(yīng)用服務(wù)器提供接入網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信 息，比如當(dāng)前服務(wù)用戶可用的吞吐量信息，從而對(duì)應(yīng)服務(wù)器進(jìn)行速率估計(jì)和應(yīng)用速率適配；另一 方面，應(yīng)用服務(wù)器可以向接入網(wǎng)絡(luò)傳遞相關(guān)應(yīng)用 信息，比如視頻加速請(qǐng)求信息，接入網(wǎng)可

28、以提供 服務(wù)適配，進(jìn)行服務(wù)等級(jí)動(dòng)態(tài)升級(jí)。通過無線智能感知功能增強(qiáng)，能夠提高業(yè)務(wù)感知和路由決策 的效率，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活分發(fā)和跨網(wǎng)關(guān)平滑 的業(yè)務(wù)遷移。智能運(yùn)營上下文（小區(qū)般RRM用戶皴RRM 跨區(qū)協(xié)作 感知與優(yōu)化中心單元傳輸網(wǎng)絡(luò)翳定制化協(xié)議圖10以用戶為中心的無線接入網(wǎng) 接入網(wǎng)協(xié)議定制化部署進(jìn)一步地，在無線智能感知的基礎(chǔ)上，接入 網(wǎng)協(xié)議?？梢葬槍?duì)業(yè)務(wù)需求類型提供差異化的配 置，即軟件定義協(xié)議技術(shù)。軟件定義協(xié)議技術(shù)通過動(dòng)態(tài)定義的適配不 同業(yè)務(wù)需求的協(xié)議棧功能集合，為多樣化的業(yè)務(wù) 場景提供差異化服務(wù)，使得單個(gè)接入網(wǎng)物理節(jié)點(diǎn) 能充分滿足多種業(yè)務(wù)的接入需求。當(dāng)業(yè)務(wù)流到達(dá) 時(shí)，接入網(wǎng)首先對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行識(shí)別

29、，并將其導(dǎo)向到相應(yīng)的協(xié)議棧功能集合進(jìn)行處理。例如，RAN根據(jù)業(yè)務(wù)的不同場景需求和差異化特性采用不同 的協(xié)議棧功能集合，針對(duì)自動(dòng)駕駛高實(shí)時(shí)性/移動(dòng)性要求場景，其協(xié)議棧功能集合需要支持專用 的移動(dòng)性管理功能和承載管理功能，同時(shí)可以通 過簡化部分協(xié)議棧功能(例如，健壯性包頭壓縮 ROHC以減少時(shí)延；而針對(duì)百萬/km連接密度 的固定物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入場景，移動(dòng)性管理功能可 以裁剪。Qo字口計(jì)費(fèi)等功能的統(tǒng)一調(diào)用?；谔摂M化的基石設(shè)施平臺(tái)，5G網(wǎng)絡(luò)能力開放平臺(tái)優(yōu)化了基礎(chǔ)設(shè)施資源的管控和調(diào)度能力現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)剛性硬件環(huán)境和規(guī)劃部署方式 無法滿足不同垂直行業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能、資源和組 網(wǎng)方式差異化的需求。通過能力開放平臺(tái)與虛

30、 擬化MANO*能對(duì)接，5G網(wǎng)絡(luò)可將虛擬化管理及編排能力 等新型 網(wǎng)絡(luò)能力對(duì)外開放。調(diào) 用NFVOa能，開放運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)部 署、更新及擴(kuò)縮容等網(wǎng)絡(luò)編排能力，允許第三方可動(dòng)態(tài)定制的網(wǎng)絡(luò)；通過VNFMI供對(duì)虛擬網(wǎng)元生命周期管理功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元功能的定制 化管理；通過 VIM開放對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)虛擬化 CPU內(nèi)存/網(wǎng)絡(luò)資源的管理，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬 化資源與硬件資源的統(tǒng)一調(diào)度?；诰W(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算平臺(tái)，5G網(wǎng)絡(luò)能力開放平臺(tái)提供第三方業(yè)務(wù)運(yùn)營的管控能力網(wǎng)絡(luò)能力開放用戶體驗(yàn)優(yōu)化和新型商業(yè)模式探索，是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展永恒的課題。5G網(wǎng)絡(luò)能力開放框架旨在實(shí)現(xiàn)面向第三方的網(wǎng)絡(luò)友好化和網(wǎng)絡(luò)管道智能 化，將使應(yīng)用能充分利

31、用網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)更好的 用戶體驗(yàn)和應(yīng)用創(chuàng)新；同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)的良 好互動(dòng)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置和流量管理。其主要 特性包括：基于控制轉(zhuǎn)發(fā)功能分離的架構(gòu)原則，5G網(wǎng)絡(luò)能力開放平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)集中部署的控制面功能的 統(tǒng)一調(diào)用4GR絡(luò)采用 不同功能、各自開放”能力開 放架構(gòu)，網(wǎng)元控制功能分布在全網(wǎng)不同網(wǎng)元上， 能力開放平臺(tái)南向需維護(hù)多種協(xié)議接口，導(dǎo)致支 持能力開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，部署難度大， 用戶體驗(yàn)不友好。5G網(wǎng)絡(luò)控制功能邏輯集中并 中心部署，與能力開放平臺(tái)間實(shí)現(xiàn)簡單化的統(tǒng)一 接口，實(shí)現(xiàn)第三方對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能如移動(dòng)性、會(huì)話、IMT-2020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書5M絡(luò)通過開放業(yè)務(wù)運(yùn)營能力，引導(dǎo)第

32、三方 將業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部署在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)更靠 近用戶的位置，使得第三方在獲得高性能（時(shí)延 保證與連接服務(wù)）和高可靠的業(yè)務(wù)部署環(huán)境，降 低業(yè)務(wù)開發(fā)門檻的同時(shí)，可以更便捷的獲取并利 用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息，例如用戶移動(dòng)軌跡、小區(qū)負(fù)載等，提升終端用戶的服務(wù)體驗(yàn)。最后，也是不容忽視的一點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)產(chǎn)生海量的用戶、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息和數(shù)據(jù)，是大數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)來源，能力開放平臺(tái)與大數(shù)據(jù)分析中心進(jìn)行對(duì)接與聯(lián)動(dòng)，對(duì)5GR絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行更詳細(xì)的分析，充分發(fā)掘其蘊(yùn)藏的價(jià)值。外部需求方（互聯(lián)網(wǎng) APP垂直行業(yè)等）開放接口 一擁塞控制網(wǎng)絡(luò)選擇 .應(yīng)用安裝.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源伸縮圖115G能力開放平臺(tái)14IMT-2

33、020(5訓(xùn)進(jìn)組5 M絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)白皮書緊耦合、RAN架構(gòu)、功能和協(xié)議棧設(shè)計(jì)、 RAN-CNI 口與交互、無線智能感知和業(yè) 卜務(wù)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。第二階段標(biāo)準(zhǔn)化：重點(diǎn)推進(jìn)定制化部署和 服務(wù)、接入網(wǎng)功能虛擬化和網(wǎng)絡(luò)切片、網(wǎng) 絡(luò)的自組織自優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步增 強(qiáng)對(duì)eMBB mMT?？?URLL前景的支撐 能力。5弧 絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化建議5G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作主要涉及3GPPSA2 RAN2, RAN穿個(gè)工作組。核心網(wǎng)方面，3GPPSA史經(jīng)成立NextGen研究項(xiàng)目(3GPPTR23.799,負(fù)責(zé) Rel-14段白5 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化研究，整體5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)«標(biāo)準(zhǔn)化工作預(yù)計(jì)將通過 Rel-14/15/倍多個(gè)版本完成。IMT-2020議3GPPE 5GK心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面