《G網(wǎng)絡架構設計》白皮書

1、IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書mi-目錄引言P15G網(wǎng)絡：挑戰(zhàn)與機遇P25G網(wǎng)絡架構設計P45G網(wǎng)絡代表性服務能力P85G網(wǎng)絡標準化建議P15總結和展望P17主要貢獻單位P18IMT-2020(5G)推進組于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、科學技術部聯(lián)合推動成立，組織架構基于原 IMT-Advanced 推進組，成員包括中國主要的運營商、制造商、高校和研究機構。推進組是聚合中國產(chǎn)學研用力量、推動中國第五代移動通信技術研究和開展國際交流與合作的主要平臺。今IMT-2020(5GB 進組芥2。2。5GR絡架構設計白皮書引言隨著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：面向增強的移動互聯(lián)網(wǎng)應 用場景，5巡供更高體驗速率和更大帶寬的接入 能力，支持解析度更高、體驗更鮮活的多媒體內 容；面向物聯(lián)網(wǎng)設備互聯(lián)場景，5Gl供更高連接密度時優(yōu)化的信令控制能力，支持大規(guī)模、低成 本、低能耗IoT設備的高效接入和管理；面向車 聯(lián)網(wǎng)、應急通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應用場 景，5巡供低時延和高可靠的信息交互能力，支 持互聯(lián)實體間高度實時、高度精密和高度安全的 業(yè)務協(xié)作。面對5GK致的體驗、效率和性能要求，以及 萬物互聯(lián)”的愿景，網(wǎng)絡面臨全新的挑戰(zhàn)與機 遇。5GR絡將遵循網(wǎng)絡業(yè)務融合和按需服務提供 的核心理念，引入更豐富的無線接入網(wǎng)拓撲，提 供更靈活

3、的無線控制、業(yè)務感知和協(xié)議棧定制能 力；重構網(wǎng)絡控制和轉發(fā)機制，改變單一管道和 固化的服務模式；利用友好開放的信息基礎設施 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)絡服務，構建資源全共享、功能易編排、業(yè) 務緊耦合的綜合信息化服務使能平臺。5G國際標準化工作現(xiàn)已全面展開，需要盡 快細化5G網(wǎng)絡架構設計方案并聚焦關鍵技術方 向，以指導后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本白皮書從邏輯功能 和平臺部署的角度，以四維功能視圖的方式呈現(xiàn) 了新型5GR絡架構設計，并提煉了網(wǎng)絡切片、移 動邊緣計算、按需重構的移動網(wǎng)絡、以用戶為中 心的無線接入網(wǎng)和能力開放等 5GR絡代表性服務 能力。白皮書最后提出了 5GR絡架構和技術標

4、準 化工作的推進建議。1IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書5弧絡:挑戰(zhàn)與機遇1 .極致性能指標帶來全面挑戰(zhàn)首先，為了滿足移動互聯(lián)網(wǎng)用戶極致的視頻及增強現(xiàn)實等業(yè)務體驗需要，5G系統(tǒng)提出了隨時隨地提供100Mbps1Gbp的體驗速率的指標要 求，甚至在500km的高速運動過程中，也要求 具備基本服務能力和必要的業(yè)務連續(xù)性。第二，為了支持移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)場 景設備高效接入的要求，5G系統(tǒng)需同時滿足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致流量過載和 信令擁塞。第三，為了支持自動駕駛和工業(yè)控制等高度實時性要求的業(yè)務，5G系統(tǒng)需要在高可靠性前提下

5、，滿足端到端毫秒級的極低時延要求?，F(xiàn) 網(wǎng)中，端到端時延和業(yè)務中斷時間都在百毫秒量 級，與5G寸延要求存在兩個數(shù)量級的差距，也難以滿足特定業(yè)務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)絡挑戰(zhàn)IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書2 .網(wǎng)絡與業(yè)務融合觸發(fā)全新機遇豐富的5迎用場景對網(wǎng)絡功能要求各異：從突 發(fā)事件到周期事件的資源分配；從自動駕駛到低移 動性終端的移動性管理；從工業(yè)控制到抄表業(yè)務的 時延要求等。面對如此多樣化的業(yè)務場景，5Gg出 的網(wǎng)絡與業(yè)務深度融合，按需提供服務的新理念能 為信息產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)帶來全新的發(fā)展機遇?；?M絡最后一公里的位置優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)應用服務提供

6、商能夠提供更具差異性的用戶體 驗。例如，基于網(wǎng)絡開放的位置區(qū)域、移動軌跡和 無線環(huán)境等上下文信息，AP唐昌夠篩選出更恰當?shù)?服務參數(shù)，提升客戶黏性；同時，利用網(wǎng)絡邊緣的 內容緩存和計算能力，服務提供商可以為指定用戶 提供更優(yōu)質的時延和帶寬服務質量保障，在競爭中 占得先機?；?M絡端到端全覆蓋的基礎設施優(yōu) 勢，以垂直行業(yè)為代表的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求方可以獲 得更強大且更靈活的業(yè)務部署環(huán)境。依托強大的網(wǎng)管系統(tǒng)，垂直行業(yè)能夠獲得對網(wǎng)內終端和設備更豐 富的監(jiān)控和管理手段，全面掌控業(yè)務運行狀況；利 用功能高度可定制化和資源動態(tài)可調度的 5G®礎設 施能力，第三方業(yè)務需求方可以快捷的構建數(shù)據(jù)安 全隔

7、離和資源彈性伸縮的專用信息服務平臺，從而 降低開發(fā)門檻。對于移動網(wǎng)絡運營商而言，5刎絡有助于進一 步開源節(jié)流。開源方面，5網(wǎng)絡突破當前封閉固化 的網(wǎng)絡服務框架，全面開放基礎設施、組網(wǎng)轉發(fā)和 控制邏輯等網(wǎng)絡能力，構建綜合化信息服務使能平 臺，為運營商引入新的服務增長點。節(jié)流方面，按 需提供的網(wǎng)絡功能和基礎設施資源有助于更好的節(jié) 能增效，降低單位流量的建設與運營成本。需要指出的是，隨著移動網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)在業(yè)務 方面融合的不斷深入，兩者在技術方面也在相互滲透和影響。云計算、虛擬化、軟件化等互聯(lián)網(wǎng)技術 是5刎絡架構設計和平臺構建的重要使能技術。3圖2綜合化信息服務使能平臺IMT-2020(5訓進組5 M

8、絡架構設計白皮書5弧絡架構設計5GR絡架構設計包括系統(tǒng)設計和組網(wǎng)設計兩 提供按需的接入、移動性和會話管理，支持精個方面。系統(tǒng)設計重點考慮邏輯功能實現(xiàn)以及不 細化資源管控和全面能力開放；轉發(fā)平面具備同功能之間的信息交互過程，構建功能平面劃分 分布式的數(shù)據(jù)轉發(fā)和處理功能，提供更動態(tài)的更合理的統(tǒng)一的端到端網(wǎng)絡邏輯架構。組網(wǎng)設計 錨點設置，以及更豐富的業(yè)務鏈處理能力。聚焦設備平臺和網(wǎng)絡部署的實現(xiàn)方案，以充分發(fā)在整體邏輯架構基礎上，5GR絡采用模塊化揮基于SDN/NFV術的新型基礎設施環(huán)境在組 功能設計模式，并通過 功能組件'的組合，構建網(wǎng)靈活性和安全性方面的潛力。滿足不同應用場景需求的專用邏輯

9、網(wǎng)絡。5刎絡以1.5函統(tǒng)設計：邏輯視圖與功能視圖控制功能為核心，以網(wǎng)絡接入和轉發(fā)功能為基礎資源，向上提供管理編排和網(wǎng)絡開放的服務，形成三如圖3所示,5GR絡邏輯視圖由3個功能平面構成：接入平面，控制平面和轉發(fā)平面。層網(wǎng)絡功能視圖，如圖4所示，其中:接入平面引入多站點協(xié)作、多連接機制和多制式融合技術，構建更靈活的接入網(wǎng)拓撲;控制平面基于可重構的集中的網(wǎng)絡控制功能,網(wǎng)絡要中控制調度絡力放網(wǎng)能開控制 邏輯分布轉內將存儲分發(fā)-1業(yè)務 使能芭 , E集中式分布式mesh數(shù)據(jù)中心圖3 5G網(wǎng)絡邏輯視圖IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書管理編排層：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)功能存儲用戶簽 約、業(yè)務策略和網(wǎng)絡狀態(tài)等信息。管理編排功能 基于網(wǎng)絡功能虛擬化技術，實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的按需 編排和網(wǎng)絡切片的按需創(chuàng)建。能力開放功能提供 對網(wǎng)絡信息的統(tǒng)一收集和封裝，并通過AP開放給第三方。網(wǎng)絡控制層：實現(xiàn)網(wǎng)絡控制功能重構及模塊 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、移動性管理、會話管理、安全 管理和流量疏導等。上述功能組件按管理編排層的指示，在網(wǎng)絡控制層中進行組合，實現(xiàn)對資源 層的靈活調度。網(wǎng)絡資源層：包括接入側功能和網(wǎng)絡側功能。接入側包括中心單元( CU和分布單元(DU兩級功能單元，CU主要提供接入側的業(yè) 務匯聚功能；DU主要為終端提供數(shù)據(jù)接入點，

11、 包含射頻和部分信號處理功能。網(wǎng)絡側重點實現(xiàn) 數(shù)據(jù)轉發(fā)、流量優(yōu)化和內容服務等功能。基于分 布式錨點和靈活的轉發(fā)路徑設置，數(shù)據(jù)包被引導 至相應的處理節(jié)點，實現(xiàn)高效轉發(fā)和豐富的數(shù)據(jù) 處理，如深度包檢測，內容計費和流量壓縮等。5開放接口開放接口網(wǎng)絡資源層分布接入接入?yún)R聚數(shù)據(jù)轉發(fā)數(shù)據(jù)處理i 圖4 5G網(wǎng)絡功能視圖IMT-2020（5珈進組5GR絡架構設計白皮書2.5G&網(wǎng)設計：平臺視圖與組網(wǎng)視圖5G基礎設施平臺將更多的選擇由基于通用硬件架構的數(shù)據(jù)中心構成支持5GR絡的高性能轉發(fā)要求和電信級的管理要求，并以網(wǎng)絡切片為實例，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡的定制化部署。線接入方案，并能完成接入網(wǎng)邏輯實體的實時動態(tài)的功

12、能遷移和資源伸縮。利用網(wǎng)絡虛擬化技術，可以實現(xiàn) RANft部各功能實體動態(tài)無縫連接，便于配置客戶所需的接入網(wǎng)邊緣業(yè)務模式。另外，針對RANK加速器資源配置和虛擬化平臺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（如圖5所示），5G®件平臺支持虛擬化資源的動態(tài)配置和高效調度,管理與編排技術需要進行相應的擴展。廣域網(wǎng)層面，NF斕排器可實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的SDN/NF玻術融合將提升 5G進一步組大在網(wǎng)的能力：NFV&術實現(xiàn)底層物理資源到虛擬功能部署和資源調度，SDN空制器負責不同層級化資源的映射，構造虛擬機（VM），加載網(wǎng)數(shù)據(jù)中心之間的廣域互連。城域網(wǎng)以下可部署單個數(shù)

13、據(jù)中心切片3_"心蜘都使用統(tǒng)一的NFV基礎設絡邏輯功能（VN肝牌以化系統(tǒng)實現(xiàn)對虛擬切片1化基礎設廟平搟獴管摘褥Il 5G施層，實現(xiàn)軟硬件解耦，利資源喳噌重配VNFVNFVNF置；SDNti術貝惻琳 /4據(jù)中心內部的資源調度。基礎設施平臺康椒存儲NFV/SDN術在接入網(wǎng)平臺的應用懸業(yè)界代機間的邏輯喈，構I排虛擬網(wǎng)絡建承載信令和數(shù)據(jù)流的通路。最終覺現(xiàn)整入網(wǎng)。；VIMISD晦制器物理網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心聚焦探索的重要方向。利用平臺虛擬化技術，可 和核心網(wǎng)項能單元動態(tài)連接，配置端到端的業(yè)以在同一基站平臺上同時承載多個不同類型的無務鏈,實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。5 5G 網(wǎng)絡平臺視圖IMT-2020(5訓進組5

14、 M絡架構設計白皮書如圖6所示，一般來說，5G組網(wǎng)功能元素可 分為四個層次：中心級：以控制、管理和調度職能為核 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，實現(xiàn)網(wǎng) 絡總體的監(jiān)控和維護。匯聚級：主要包括控制面網(wǎng)絡功能，例如移 動性管理、會話管理、用戶數(shù)據(jù)和策略等?？砂?需部署于省分一級網(wǎng)絡。區(qū)域級：主要功能包括數(shù)據(jù)面網(wǎng)關功能，重 點承載業(yè)務數(shù)據(jù)流，可部署于地市一級。移動邊 緣計算功能、業(yè)務鏈功能和部分控制面網(wǎng)絡功能 也可以下沉到這一級。接入級：包含無線接入網(wǎng)的 C味口 DM能， CUM部署在回傳網(wǎng)絡的接入層或者匯聚層；DU部署在用戶近端。CM DU'可

15、通過增強的低時延 傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)多點協(xié)作化功能，支持分離或一體 化站點的靈活組網(wǎng)。借助于模塊化的功能設計和高效的NFV/SDW臺。在5G組網(wǎng)實現(xiàn)中，上述組網(wǎng)功能元素 部署位置無需與實際地理位置嚴格綁定，而是可 以根據(jù)每個運營商的網(wǎng)絡規(guī)劃、業(yè)務需求、流量 優(yōu)化、用戶體驗和傳輸成本等因素綜合考慮，對 不同層級的功能加以靈活整合，實現(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(cu)無蟠源管理 網(wǎng)關 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)絡組網(wǎng)視圖IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書5G網(wǎng)絡代表

16、性服務能力與4G時期相比，5G網(wǎng)絡服務具備更貼近用 戶需求、定制化能力進一步提升、網(wǎng)絡與業(yè)務深 度融合以及服務更友好等特征，其中代表性的網(wǎng) 絡服務能力包括：網(wǎng)絡切片、移動邊緣計算、按 需重構的移動網(wǎng)絡、以用戶為中心的無線接入網(wǎng) 和網(wǎng)絡能力開放。網(wǎng)絡切片網(wǎng)絡切片是網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV應用于1實 例 編排J 運 行 管 理5Gt段的關鍵特征。一個網(wǎng)絡切片將構成一個端到端的邏輯網(wǎng)絡，按切片需求方的需求靈活地提構 供一種或多種網(wǎng)絡服務。圖7所示的網(wǎng)絡切片架構主要包括切片管理和切片選擇兩項功能。切片管理功能有機串聯(lián)商務運營、虛擬化資源平臺和網(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。切片管理功能 包含三個階段：1）商務設計階段：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，設定切片的相關參數(shù)，包括網(wǎng)絡拓撲、功能組件、交 互協(xié)議、性能指標和硬件要求等。切片選擇功能專用功能專用功能專用功能圖7網(wǎng)絡切片架維護維護，主要包括資源的動態(tài)伸縮，切片功能的增加、刪除和更新，以及告警故障處理等。.-切片選擇功能實現(xiàn)用戶終端與網(wǎng)絡切片間的接入映射。切片選擇功能綜合業(yè)務簽約和功能特性等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 同時接入多個切片。用戶同時接入多切片的場景形成兩種切片架構變體：

18、獨立架構：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，每個切2）實 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能實現(xiàn)切片的實例化，共享架構：在多個切片間共享部分的網(wǎng)絡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，考慮到終端實現(xiàn)復雜度，可連通性測試，最終完成切片向運行態(tài)的遷移。對移動性管理等終端粒度的控制面功能進行3）運行管理階段：在運行態(tài)下，切片所有者可共享，而業(yè)務粒度的控制和轉發(fā)功能則為各通過切片管理功能對己方切片進行實時監(jiān)控和動態(tài)切片的獨立功能，實現(xiàn)特定的服務。8IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書移動

19、邊緣計算移動邊緣計算(MEC, Mobile EdgeComputing改變4G系統(tǒng)中網(wǎng)絡與業(yè)務分離 的狀態(tài)，將業(yè)務平臺下沉到網(wǎng)絡邊緣，為移動 用戶就近提供業(yè)務計算和數(shù)據(jù)緩存能力，實現(xiàn) 網(wǎng)絡從接入管道向信息化服務使能平臺的關鍵 跨越，是5G的代表性能力。如圖 8所示， 核心功能主要包括：1應用和內容進管道。MEC可與網(wǎng)關功能聯(lián)合部署，構建靈活分布的服務體系。特別 針對本地化、低時延和高帶寬要求的業(yè)務，如 移動辦公、車聯(lián)網(wǎng)、4K-8儂頻等，提供優(yōu)化的服務運行環(huán)境。2勵態(tài)業(yè)務鏈功能。MEC功能并不限于簡單的就近緩存和業(yè)務服務器下沉，而且隨著MT-計算節(jié)點與轉發(fā)節(jié)點的融合，在控制面功能的集中調度下，

20、實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務鏈(Service Chain)技術，靈活控制業(yè)務數(shù)據(jù)流在應用間路由，提 供創(chuàng)新的應用網(wǎng)內聚合模式。3股制平面輔助功能。MEC可以和移動MEC 性管理、會話管理等控制功能結合，進一步優(yōu)化服務能力。例如，隨用戶移動過程實現(xiàn)應用 服務器的遷移和業(yè)務鏈路徑重選；獲取網(wǎng)絡負荷、應用SLA和用戶等級等參數(shù)對本地服務進 行靈活的優(yōu)化控制等。移動邊緣計算功能部署方式非常靈活，即 可以選擇集中部署，與用戶面設備耦合，提供 增強型網(wǎng)關功能，也可以分布式的部署在不同 位置，通過集中調度實現(xiàn)服務能力。9圖8 5G網(wǎng)絡MECM構遠端網(wǎng)絡按需定制的移動網(wǎng)絡與4點動互聯(lián)網(wǎng)相對單一的應用模式不同，5G網(wǎng)絡的服務

21、對象是海量豐富類型的終端和應 用，其報文結構、會話類型、移動規(guī)律和安全性需 求都不盡相同，網(wǎng)絡必須針對不同應用場景的服務 需求引入不同的功能設計。因此，可以說網(wǎng)絡控制 功能按需重構，是5喇絡標志性服務能力之一。今IMT-2020(5訓進組M-5GR絡架構設計白皮書按需的會話管理按需的會話管理是指 5GR絡會話管理功能可 以根據(jù)不同終端屬性、用戶類別和業(yè)務特征，靈 活的配置連接類型、錨點位置和業(yè)務連續(xù)性能力 等參數(shù)。例如，4切針對互聯(lián)網(wǎng)應用的 永久在 線'連接將成為58話的一個選項。用戶可以根據(jù)業(yè)務特征選擇連接類型，例 如，選擇支持互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的IP連接；利用信令面通道實現(xiàn)無連接的物聯(lián)網(wǎng)小

22、數(shù)據(jù)傳輸；或為特 定業(yè)務定制Non-I的專用會話類型。用戶可以根據(jù)傳輸要求選擇會話錨點的位 置和設置轉發(fā)路徑。對移動性和業(yè)務連續(xù)性要 求高的業(yè)務，網(wǎng)絡可以選擇網(wǎng)絡中心位置的錨 點和隧道機制，對于實時性要求高的交互類業(yè) 務則可以選擇錨點下沉，就近轉發(fā)；對轉發(fā)路 徑動態(tài)性較強的業(yè)務則可以引入SDNB制實現(xiàn)連接的靈活編程。按需的移動性管理網(wǎng)絡側移動性管理包括在激活態(tài)維護會 話的連續(xù)性和空閑態(tài)保證用戶的可達性。通 過對激活和空閑兩種狀態(tài)下移動性功能的分 級和組合，根據(jù)終端的移動模型和其所用業(yè) 務特征，有針對性的為終端提供相應的移動 性管理機制。例如，針對海量的物聯(lián)網(wǎng)傳感終端無移動 性、成本敏感和高節(jié)能

23、的要求，網(wǎng)絡可選擇不 檢測空閑態(tài)傳感器終端是否可達，只在終端主 動結束休眠和網(wǎng)絡聯(lián)系的時候，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)絡可以簡化狀態(tài)維護和會話管理機制，大大降低終端的成本。止匕外，網(wǎng)絡還可以按照條件變化動態(tài)調整終端的移動性管理等級。例如對一些垂直行 業(yè)應用，在特定工作區(qū)域內可以為終端提供 高移動性等級，來保證業(yè)務連續(xù)性和快速尋呼響應，在離開該區(qū)域后，網(wǎng)絡動態(tài)將終端 移動性要求調到低水平，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，需要提供滿足各項差異化安全要求的完整性安全性方案。例如，5G安全需要為移動互聯(lián)網(wǎng)場景提供高效、統(tǒng)一兼容的移動性安全管理機制，

24、5G安全需要為IoT場景提供更加靈活開放的認證架構和認證方式，支持新的終端身份管理能力； 5G 安全要為網(wǎng)絡基礎設施提供安全保障，為虛擬 化組網(wǎng)、多租戶多切片共享等新型網(wǎng)絡環(huán)境提供安全隔離和防護功能?？刂泼姘葱柚貥嬁刂泼嬷貥嬛匦露x控制面網(wǎng)絡功能， 實現(xiàn)網(wǎng)絡功能模塊化，降低網(wǎng)絡功能之間交互 復雜性，實現(xiàn)自動化的發(fā)現(xiàn)和連接，通過網(wǎng)絡 功能的按需配置和定制，滿足業(yè)務的多樣化需 求。如圖9所示，控制面按需重構具備以下功能 特征：接口中立：網(wǎng)絡功能之間的接口和消息應該 盡量重用，通過相同的接口消息向其它網(wǎng)絡功能 調用者提供服務，將多個耦合接口轉變?yōu)閱我唤?口從而減少了接口數(shù)量。網(wǎng)絡功能之間的通信應10

25、IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書該和網(wǎng)絡功能的部署位置無關。融合網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫：用戶簽約數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡配 置數(shù)據(jù)和運營商策略等需要集中存儲，便于網(wǎng) 絡功能組件之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享。網(wǎng)絡功能 采用統(tǒng)一接口訪問融合網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，減少信令 交互?？刂泼娼换スδ埽贺撠煂崿F(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 能模塊查找對應的網(wǎng)絡功能，并將信令導向這 組網(wǎng)絡功能的入口，處理完成后結果將通過交 互功能單元回送到外部網(wǎng)元和功能。網(wǎng)絡組件集中管理：負責網(wǎng)絡功能部署后 的網(wǎng)絡功能注冊，網(wǎng)絡功能的發(fā)現(xiàn)和網(wǎng)絡功能 的狀態(tài)檢測等。13圖9按需定制的移動網(wǎng)絡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 計思路，突出 網(wǎng)隨人動新要求，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”的接入網(wǎng)設計理念，通過控制和簡潔健壯的鏈路管理機制。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勺服務小區(qū)作為一種空口無線資 源一男、區(qū)域，靈活地與時域、頻域 網(wǎng)域和空域重新定義信令功能和控制流程實現(xiàn)高效靈活的空口等進行四維無線資源的系統(tǒng)調度。系統(tǒng)每次進行資源授權時，在確定 U時用的空口傳輸時間（時 域）之后，首先確定

27、 U時用的小區(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 質量的要求，對服務于 UE勺多種不同的物理層空 口傳輸技術進行靈活控制。 無線智能感知和業(yè)務優(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)和應用服務器的雙向交互，實現(xiàn)無線信道與業(yè)務的動態(tài)匹配。雙向交互體現(xiàn)在，一方 面接入網(wǎng)可以向應用服務器提供接入網(wǎng)絡狀態(tài)信 息，比如當前服務用戶可用的吞吐量信息，從而對應服務器進行速率估計和應用速率適配；另一 方面，應用服務器可以向接入網(wǎng)絡傳遞相關應用 信息，比如視頻加速請求信息，接入網(wǎng)可

28、以提供 服務適配，進行服務等級動態(tài)升級。通過無線智能感知功能增強，能夠提高業(yè)務感知和路由決策 的效率，能夠實現(xiàn)業(yè)務的靈活分發(fā)和跨網(wǎng)關平滑 的業(yè)務遷移。智能運營上下文（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)議定制化部署進一步地，在無線智能感知的基礎上，接入 網(wǎng)協(xié)議?？梢葬槍I(yè)務需求類型提供差異化的配 置，即軟件定義協(xié)議技術。軟件定義協(xié)議技術通過動態(tài)定義的適配不 同業(yè)務需求的協(xié)議棧功能集合，為多樣化的業(yè)務 場景提供差異化服務，使得單個接入網(wǎng)物理節(jié)點 能充分滿足多種業(yè)務的接入需求。當業(yè)務流到達 時，接入網(wǎng)首先對業(yè)務流進行識別

29、，并將其導向到相應的協(xié)議棧功能集合進行處理。例如，RAN根據(jù)業(yè)務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，針對自動駕駛高實時性/移動性要求場景，其協(xié)議棧功能集合需要支持專用 的移動性管理功能和承載管理功能，同時可以通 過簡化部分協(xié)議棧功能(例如，健壯性包頭壓縮 ROHC以減少時延；而針對百萬/km連接密度 的固定物聯(lián)網(wǎng)設備接入場景，移動性管理功能可 以裁剪。Qo字口計費等功能的統(tǒng)一調用?；谔摂M化的基石設施平臺，5G網(wǎng)絡能力開放平臺優(yōu)化了基礎設施資源的管控和調度能力現(xiàn)有網(wǎng)絡剛性硬件環(huán)境和規(guī)劃部署方式 無法滿足不同垂直行業(yè)對網(wǎng)絡功能、資源和組 網(wǎng)方式差異化的需求。通過能力開放平臺與虛

30、 擬化MANO*能對接，5G網(wǎng)絡可將虛擬化管理及編排能力 等新型 網(wǎng)絡能力對外開放。調 用NFVOa能，開放運營商網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡部 署、更新及擴縮容等網(wǎng)絡編排能力，允許第三方可動態(tài)定制的網(wǎng)絡；通過VNFMI供對虛擬網(wǎng)元生命周期管理功能，實現(xiàn)網(wǎng)元功能的定制 化管理；通過 VIM開放對基礎設施平臺虛擬化 CPU內存/網(wǎng)絡資源的管理，能實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬 化資源與硬件資源的統(tǒng)一調度?；诰W(wǎng)絡邊緣計算平臺，5G網(wǎng)絡能力開放平臺提供第三方業(yè)務運營的管控能力網(wǎng)絡能力開放用戶體驗優(yōu)化和新型商業(yè)模式探索，是移動網(wǎng)絡發(fā)展永恒的課題。5G網(wǎng)絡能力開放框架旨在實現(xiàn)面向第三方的網(wǎng)絡友好化和網(wǎng)絡管道智能 化，將使應用能充分利

31、用網(wǎng)絡能力，實現(xiàn)更好的 用戶體驗和應用創(chuàng)新；同時實現(xiàn)應用與網(wǎng)絡的良 好互動，優(yōu)化網(wǎng)絡資源配置和流量管理。其主要 特性包括：基于控制轉發(fā)功能分離的架構原則，5G網(wǎng)絡能力開放平臺實現(xiàn)了對集中部署的控制面功能的 統(tǒng)一調用4GR絡采用 不同功能、各自開放”能力開 放架構，網(wǎng)元控制功能分布在全網(wǎng)不同網(wǎng)元上， 能力開放平臺南向需維護多種協(xié)議接口，導致支 持能力開放的網(wǎng)絡結構異常復雜，部署難度大， 用戶體驗不友好。5G網(wǎng)絡控制功能邏輯集中并 中心部署，與能力開放平臺間實現(xiàn)簡單化的統(tǒng)一 接口，實現(xiàn)第三方對網(wǎng)絡功能如移動性、會話、IMT-2020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書5M絡通過開放業(yè)務運營能力，引導第

32、三方 將業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)存儲部署在運營商網(wǎng)絡內更靠 近用戶的位置，使得第三方在獲得高性能（時延 保證與連接服務）和高可靠的業(yè)務部署環(huán)境，降 低業(yè)務開發(fā)門檻的同時，可以更便捷的獲取并利 用網(wǎng)絡運行信息，例如用戶移動軌跡、小區(qū)負載等，提升終端用戶的服務體驗。最后，也是不容忽視的一點，5G網(wǎng)絡實時產(chǎn)生海量的用戶、業(yè)務、網(wǎng)絡相關的統(tǒng)計信息和數(shù)據(jù)，是大數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)來源，能力開放平臺與大數(shù)據(jù)分析中心進行對接與聯(lián)動，對5GR絡數(shù)據(jù)進行更詳細的分析，充分發(fā)掘其蘊藏的價值。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)絡選擇 .應用安裝.網(wǎng)絡數(shù)據(jù)網(wǎng)絡資源伸縮圖115G能力開放平臺14IMT-2

33、020(5訓進組5 M絡架構設計白皮書緊耦合、RAN架構、功能和協(xié)議棧設計、 RAN-CNI 口與交互、無線智能感知和業(yè) 卜務優(yōu)化等關鍵技術的標準化工作。第二階段標準化：重點推進定制化部署和 服務、接入網(wǎng)功能虛擬化和網(wǎng)絡切片、網(wǎng) 絡的自組織自優(yōu)化等關鍵技術，進一步增 強對eMBB mMT?？?URLL前景的支撐 能力。5弧 絡標準化建議5G網(wǎng)絡相關標準化工作主要涉及3GPPSA2 RAN2, RAN穿個工作組。核心網(wǎng)方面，3GPPSA史經(jīng)成立NextGen研究項目(3GPPTR23.799,負責 Rel-14段白5 5G網(wǎng)絡架構標準化研究，整體5G網(wǎng)絡架構«標準化工作預計將通過 Rel-14/15/倍多個版本完成。IMT-2020議3GPPE 5GK心網(wǎng)標準化方面