5G技術標準與產業(yè)化進展報告

1、5G技術標準與產業(yè)化進展報告技術創(chuàng)新，變革未來目錄1EPC網關的C/U分離與5G核心網協(xié)同標準、產業(yè)及產品進展演進策略建議23標準進展： 3GPP 5G 的主要功能特性列表NSA支持無線雙連接、QoS改變、計費增強切片：支持端到端網絡切片、網絡切片的選擇、一個UE同時接入多個網絡切片等移動性管理MICO、service area restriction、RRC inactive、reachability、AMF failure和maintenance會話管理SSC mode1/2/3、ULCL、multihoming、LADN、MEC的支持、以太類型和無結構類型的PDU等QOS和PCCRefl

2、ective QoS、5GC QoS flow與RAN bearer的映射不限定只是1:1，移動性和會話策略服務化架構控制面實體間采用基于restful框架進行通信，非3GPP的支持僅支持untrusted non 3GPP數據融合用戶簽約數據、能力開放的數據、應用數據都統(tǒng)一保存到UDR能力開放NEF統(tǒng)一對外提供能力開放接口與4G的互通支持有N26接口和沒有接口兩個場景R15主要功能增強的V2X服務架構增強支持5G系統(tǒng)架構的FMCVoLTE性能增強5G對接入數據流的導流、交換、和分流支持EPC對 E-UTRAN URLLC的支持.5G網絡自動化使能的研究5G網絡對SMF和UPF增強拓撲的支持對

3、ProSe UE-to-Network Relay架構增強的支持加密報文檢測和驗證的能力研究5G CIoT支持與演進R16主要立項業(yè)界方案選擇：基于應用場景NSA是海外運營商的主流選擇RegionOperatorOptionsUse CaseKoreaJapanXNSA+SAeMBB+Slicing+TBDXNSAeMBBX ?XNSAeMBBX？XSAeMBB +V2XUS&CanadaXNSAwTTXX?wTTXEUX？XNSAeMBBX？XNSAeMBBCategoryEPC+NG Core部署與升級部署5G NReNB升級EPC升級部署5G NR核心網升級或新部署NGCeNB升級到Ev

4、olved eNB標準時間表2017年底2018年23季度功能大帶寬網絡支持：eMBB高吞吐能力升級支持4G/5G互操作完全的5G功能：服務化架構，服務化接口分布式用戶面與5G邊緣計算網絡切片多種業(yè)務連續(xù)性模式支持5G QoS流管理框架5G安全接入5G移動性支持VoNR終端NSA模式5G終端4G NAS UE with 5G RRCNSA/SA模式5G終端5G NAS UE5G全球主要市場商用節(jié)奏，NSA是海外運營商的當前的主流選擇東京奧運2020.74.6G+28G規(guī)模商用低頻商用3GPP版本商用部署商用擴大商用部署20H2預商用友好用戶友好用戶eMBB早期商用(Data only)實驗局規(guī)

5、模商用高頻系統(tǒng)測試規(guī)模測試歐洲本土測試早期商用實驗室測試4.6GHz發(fā)放3.5GHz發(fā)放冬奧會部署規(guī)模測試17Q117Q217Q317Q418Q118Q218Q318Q419H119H220H1各成員國商用美國(WTTx/eMBB28/39GHz)日本(4.6GHz+28GHz)韓國(28GHz+3.5GHz)歐洲(3.5GHz)華為5G核心網路標5G Core 1.0NSA EPC+雙連接QoS增強，單用戶高帶寬CU分離NSA支持SA NGC試點網絡切片移動性管理框架會話管理框架策略管理框架服務化架構，服務化接口分布式用戶面邊緣計算5G Core 2.05G Core 3.020172018

6、H12018H22019H25G TrialPhase1.1 NSA AccessPhase1.2 SA AccessPhase2：Non-3GPP Access and enhancement3GPPVerticalIndustryWTTXTrialeMBBNon-3GPP Access5G核心網規(guī)劃SA NGC商用固定移動多接入固定移動統(tǒng)一策略控制華為產品功能路標應答 功能廠家 CP/UP分離SBA及SBIE2E網絡切片邊緣計算（MEC）5GC-EPC互操作華為2017H2：4G CUPS2018H2：5G CU架構2018H22018年H2：動態(tài)核心網切片2019H1:端到端切片4G M

7、EC已支持2018H2:5G MEC2018H2華為所有版本支持三層解耦的原生云架構NSA(基于R15的Option3)SA(基于R15的Option2)5G Qos及PCF5G數據中心（UDM ）5G移動性管理及會話管理 支持R15支持R162018H12018H22018H1: NSA2018H2：SA2018H1: NSA2018H2：SA2018H22018H1: NSA2018H2：SA2020H15G商業(yè)場景：eMBB和垂直市場場景共同驅動2020年NGC部署需求eMBB是早期商用場景垂直市場孵化空中覆蓋4G網絡存在網絡覆蓋/速率/時延/精度等諸多挑戰(zhàn)彩虹大型無人機：2萬米高空飛行

8、，可搭載太陽能電池，具備與地面通信需求應用場景：無線Relay，高空通信小型無人機巡檢網聯通信巡檢/監(jiān)管等；應用場景：高帶寬低時延的組隊飛行、超視距飛行遙控等企業(yè)移動辦公、視頻監(jiān)控企業(yè)存在園區(qū)低時延無線網絡建設需求，已經具備5G能力需求某工業(yè)企業(yè)需求：滿足企業(yè)智能辦公業(yè)務能力；日常移動辦公、企業(yè)通信；企業(yè)數據內部傳輸；設備間的互聯互通需求、信息同步等；廠區(qū)視頻監(jiān)控等。主要技術需求：邊緣計算、切片、廣覆蓋等主要技術需求：高帶寬、高QoS、低時延需求場景：VR直播等大眾市場需求已經開始出現，演唱會直播、馬拉松直播、中超直播、綜藝直播均已探索VR化。主要需求：上行帶寬40M以上下行2K/4K視頻質量

9、移動性和實時互動能力VR直播、場館互動Docomo認為視頻和VR是5G的典型應用場景OOREDOO展示了通過3D眼鏡及VR眼鏡觀看足球賽，體驗在內容領域的創(chuàng)新 STC展示了VR視頻：通過VR眼鏡觀看本國的自然風光和風土人情Orange展示 VR 360應用三星：TraVRer，開啟VR旅游的新市場高通：驍龍835+VR開發(fā)套件，集成手部動作捕捉VR：成為運營商展示的亮點，變現模式越來越豐富智能電網無人機智能醫(yī)療智能制造以及更多 監(jiān)控和控制 故障自恢復 公共安全 農林 遠程手術 機器人通信與控制案例網絡需求時延要求550ms可靠性要求Ultra-High時延要求10100ms可靠性要求Ultra

10、-High時延要求1030ms可靠性要求High時延要求10100ms可靠性要求Ultra-HighSource: 5GPPP White Papers5G業(yè)務未來將涵蓋新興垂直行業(yè)應用SA商用的主要挑戰(zhàn)滿足低時延需求的邊緣數據中心的準備垂直行業(yè)商業(yè)拓展及合作新核心網服務節(jié)點多、多廠家混合對接復雜端到端切片管理、運維模式搭建NEFNRFUDMPCFAFAMFSMFUEANUPFDNNnefNnrfNudmNpcfNafNamfNsmfN1N2N4N3N6AUSFNausfNsmsfSMSF切片管理5G切片云管租戶視圖運營商視圖網元視圖切片管理的搭建、以及運維模式、經營模式的挑戰(zhàn)5G節(jié)點多、服務

11、多，廠家對接IoT復雜，SLA保證難商業(yè)邏輯如何定義？業(yè)務如何發(fā)放？能力開放生態(tài)搭建？垂直行業(yè)合作模式？垂直行業(yè)的商業(yè)模式開拓，流程打通的新挑戰(zhàn)Regional DCTransmission NetworkEdge DCCentral DCLatency: 15msLatency: 1020msLatency: 50ms低時延能力的邊緣DC的建設滿足5G URLLC業(yè)務目錄1EPC網關的C/U分離與5G核心網協(xié)同標準、產業(yè)及產品進展演進策略建議235G網絡技術演進兩條路徑比較選項分析：SA引入速度要考慮到生態(tài)成熟周期SA建設速度受云化、SA架構標準進展等因素影響周邊計費、網管等采用新接口，建設

12、周期可能對5G引入有影響現網改動相對?。阂胄戮W絡，現網周邊計費網關等可以不變傳統(tǒng)設備仍需升級保證切換業(yè)務連續(xù)性，避免業(yè)務中斷新建融合網元可與傳統(tǒng)設備融合組Pool，保證用戶體驗以及平滑遷移只需要支持Option 2終端選項分析：eMBB早期快速部署：NSA EPC升級簡單，快速大規(guī)模部署架構/組網改動小現網升級，投資保護：現網EPC長期存在，保護投資云化擴容升級支持全業(yè)務場景網絡平滑演進，用戶平滑遷移需要支持多種制式終端長期共存選項2：SA疊加網NGC傳統(tǒng)EPCLTENR雙模終端4G 終端EPC+LTENR雙模終端4G 終端升級NGCNReMBB + uRLLC + mMTCeMBBvEPC

13、+PooleMBB + uRLLC + mMTCMBB選項1：NSA -SA升級兩個路徑的選擇取決于5G引入的時間點，5G頻譜、終端生態(tài)PoolEPCNSA部署: Option3/3a/3X的選擇EPC+LTENRS1XxEPC+LTENRS1S1-UXxOption3Option3XDual Mode UEDual Mode UEDual Mode UEEPC+LTENRS1S1-UXx-COption3aNRNRPDCP Split NRPDCP Split Option 3Option 3aOption 3x升級成本EPC：協(xié)議無影響RAN：硬件擴容&協(xié)議升級，升級工作量最大LTE-NR

14、重綁定EPC：協(xié)議升級RAN：協(xié)議升級LTE-NR輕綁定，對UE/傳輸/RAN要求低EPC：協(xié)議升級RAN：協(xié)議升級LTE-NR重綁定性能數據流迂回最高速率受限數據流直達一個RAB一個RAT數據流迂回一個RAB匯聚多個RAT流 信令接口數據接口用戶數據基于NSA接入的EPC+對網絡節(jié)點的升級要求NRMME功能升級Option3a/3x雙連接高帶寬QoS支持獨立的統(tǒng)計和告警4/5G用戶分流GW功能升級CUPS高帶寬QoS支持Option3a/3x雙連接5G NR/UE性能獨立統(tǒng)計&告警 4/5G UE分流單用戶10Gbps（快速轉發(fā) + 計費） HSS功能升級支持AMBR QoS最大帶寬取值范圍

15、S1-u支持Option 3 NSA部署的EPC+核心網重用4G現有接口和協(xié)議PCRF功能升級識別4/5G UE差異并下發(fā)不同的計費控制策略支持AMBR QoS最大帶寬取值范圍Page 16省份NRLTENB-IoT2/3GCloud OSMME/IMS統(tǒng)一電信云GW-CvMMEvHSSvPCRF邊緣地市PooLSAE-GWGW-UGW-USxSx融合用戶面143327云化+NSA階段5G階段1統(tǒng)一電信云（多業(yè)務共平臺）、I層收斂2PNF VNF融合組PooL3GW專有硬件、U面現網升級4C/U分離6融合控制面72/3/4/5G全接入MEC（V2x）2017201820192020第一步第二步

16、第三步網絡演進建議：兩階三步，邁向融合5G目標網AMFSMFCloud OSUDM統(tǒng)一電信云PCFAUSFAFURFCloud OS統(tǒng)一電信云融合用戶面業(yè)務鏈IP MetroIP CoremCDNMEC切片vIMS 556vDRAMMEE-eNBNSA MMENSA GWNSA MME + NG-CP（GW-C） GW-U + NG-UP階段二: 5G融合商用階段（Option 3/7/2）NRE-eNBNG-CPNG UP階段三: 云化全融合網絡（Option 7/2）POOLeNB（2/3/4/NB/eMTC）NSA MMENSA GWSxNSA MME （GW-C）eNB（2/3/4/N

17、B/eMTC）MMEGW當前階段: 全網融合引入C-IoT階段一: 云化初步引入和5G NSA部署（Option 3）NRPOOLIOTP-GW2017年2019年2025年后2020年中移動EPC網絡技術演進建議路徑IOT P-GW* 紅色為新建* 藍色為基于前一階段的現網升級2018年關鍵工作全網升級支持one LTE（核心網需要支持2/3/4G/eMTC/NB共接入）現網：1、MME升級支持NSA2、GW升級支持NSA和GW-U，沿用現網硬件NFV：1、新建NSA vMME（GW-C），連接NSA GW2、vMME與現網MME混合組pool1、云化NSA MME升級為融合控制面2、新建融

18、合用戶面3、5G云化網絡規(guī)模部署建設2/3/4/5G全云化融合網IOT P-GWS12021年S11S11S1S1S1-US5S1NRNRS11S10S10/N26N2/S1N2S1-UN3N4N4N2N3GW + UPF演進的四個原則：業(yè)務連續(xù)、融合接入、信令最優(yōu)、配置簡化數據業(yè)務連續(xù)切換IP錨點不變各演進階段LTE、NSA、SA終端在接入間切換始終要保持錨點唯一，IP地址不變關鍵技術：2/3/4/5G融合用戶面信令精簡優(yōu)化移動控制面不變降低外部信令消耗增加切換成功率運維簡化關鍵技術：2/3/4/5G融合控制面融合接入體驗管理和配置簡化4G5GInternet核心網融合組Pool一個位置區(qū)的

19、RAN只需接入一個池組，避免網絡選擇難題池組覆蓋范圍內，控制面不變用戶平滑遷移關鍵技術：2/3/4/5G控制面Pool控制面與用戶面分離云化控制面與云化或非云化用戶面的生命周期管理分離集中接口與控制面，運維簡化，便于靈活分布的用戶面部署關鍵技術：控制面集中融合LTE切換信令融合控制面HSS/UDM位置上報信令MME大量切換NR覆蓋范圍小LTE融合控制面EMSMME大量切換NR覆蓋范圍小EMS融合用戶面融合用戶面CGLIPCF融合控制面EPC GW-U融合組網，2/3/4/5G一張網支持N26接口的互操作方式：可以支持4/5G融合組網和平滑演進，以及業(yè)務的平滑遷移具備融合能力的節(jié)點：UPF具備P

20、GW-U能力SMF具備PGW-C能力PCF具備PCRF能力UDM具備HSS能力互操作節(jié)點：MME&AMFMME與AMF之間支持N26進行互通不支持N26接口的互操作方式：通過Handover Attach進行切換互操作節(jié)點：無假定MME不升級，AMF與MME之間沒有接口，但實際部署容易影響業(yè)務連續(xù)性3GPP基于N26接口的互通支持基于N26接口的4/5G互操作與3/4G的S3互操作類似，建議新的節(jié)點支持N26和類似MME的S10接口的互操作融合用戶面，支撐演進網絡的業(yè)務連續(xù)性融合用戶面（GW-U/UPF）LTENR雙模終端5G SA終端IP錨點切換IP:1.1.1.1IP:1.1.1.1IP錨

21、點EPC GW融合用戶面確保多模終端業(yè)務連續(xù)數據業(yè)務連續(xù)4G5GPGWUPFInternet用戶面錨點挑戰(zhàn)統(tǒng)一用戶面系統(tǒng)切換時保持互聯網上唯一的IP地址運維簡化4G5G融合用戶面Internet用戶面錨點挑戰(zhàn)Internet節(jié)省切換信令融合控制面AMF/SMF/MMEHSS/UDM節(jié)省位置上報信令MMEN2融合控制面實現5G核心網最優(yōu)體驗切換切換5G5G4G覆蓋S1融合控制面，優(yōu)化網絡信令信令精簡優(yōu)化融合控制面降低外部信令消耗增加切換成功率運維簡化4G5GMMEAMFUDMHSS控制面流程挑戰(zhàn)4G5G融合控制面UDMHSS控制面流程挑戰(zhàn)4G核心網SCEF與5G NEF能力開放的演進與融合AMF

22、/MMESMF/GW-CPCF/PCRFOSSSCEF/NEF(云化統(tǒng)一智能中心)OTT、企業(yè)、政府、個人QoS加速類API流量統(tǒng)付類API監(jiān)控類APIRAN統(tǒng)付規(guī)則(L34/URI, SNI，標簽)增加統(tǒng)付規(guī)則(L34/URI, SNI，標簽)刪除統(tǒng)付規(guī)則(L34/URI, SNI，標簽)修改.QoS資源申請QoS資源修改QoS資源釋放QoS狀態(tài)事件通知Loss of connectivity(UE失聯)UE Reachability(UE可達)Location reporting(UE位置)Roaming Status(U漫游狀態(tài))Communication Failure(通信故障)Ch

23、ange of IMSI-IMEI(SV) Association(UE標識切換)Availability after DDN Failure(DDN故障后UE可達)位置LCS類API立即位置查詢延遲(UE可達和周期）位置查詢NEF能力開放的定義還在制定中，但3GPP CT3已經在考慮對NEF采用與SCEF統(tǒng)一的北向接口5G用戶面5G控制面云化EPC（EPC+）節(jié)點融合升級到5G NGCGW-UMMESMF/GW-CGW-CUPF/GW-U/ULCL/BPNSSFAMF/MMENRFSCEF/NEFSCEFPCRFPCF/PCRFHSSHSS/UDM4G當前主要網絡節(jié)點4/5G NGC主要網絡

24、節(jié)點5G新引入節(jié)點4G升級節(jié)點4G節(jié)點到5G節(jié)點可以平滑升級，通過合設和融合組網，優(yōu)化網絡結構和業(yè)務體驗A省NRFNRFSCEF/NEFPCF/PCRFHSS/UDM融合控制AMFSMF/GW-CNSSFB省5G核心網控制面NF的部署和發(fā)現跨省服務發(fā)現跨省服務發(fā)現服務發(fā)現NRFSCEF/NEFPCF/PCRFHSS/UDM融合控制AMFSMF/GW-CNSSF服務發(fā)現跨國服務發(fā)現NRFZ國M國NSAvMMEPNF和VNF混合組POOL平滑引入NSA EPC+ ONE LTE 共基站 統(tǒng)一規(guī)劃ONE CORE 重用接口鏈路 容量統(tǒng)一規(guī)劃用戶平滑遷移切換信令防護統(tǒng)一管理運維NFV可靠性多業(yè)務階段一

25、NSA初期，NR少量部署，小范圍覆蓋vSGSN/vMME/vSGW大網 NSAGGSN/PGW物聯網GGSN/PGWNSA SGWNSAMME重用HSS/PCRF/AAA等設備的接口鏈路無需S1等接口改造，無需新增Ga/S11/S6a等接口統(tǒng)一運維管理NR初期覆蓋小，融合pool內一套MME融合接入，Pool間切換變成系統(tǒng)內切換，減少開銷由于網間切換的不確定性，變動較大，實際非常難于單獨評估VNF和PNF的容量融合Pool內，用戶平滑遷移，傳統(tǒng)設備隨生命周期自然消亡網絡構造簡單對接調測簡單運維方式簡單穩(wěn)定定位簡單重用接口鏈路容量統(tǒng)一規(guī)劃切換信令減少90%用戶平滑遷移PCRFDRAHSS2/3/

26、4/C-IOTNRNRNR同廠家組pool能做到無損Pool內用戶遷移，對網元的操作用戶不感知可靠性提升目錄1EPC網關的C/U分離與5G核心網協(xié)同標準、產業(yè)及產品進展演進策略建議23MEC ISG Launch2015/07Phase 1 StandardizationPhase2 Standardization2014/122015Q3CUPS SI2016Q3CUPS SA2 Freeze2016Q2CUPS WI2018Q2R15 WI SA3 FreezeCCF, Slice, Programming2019Q4R15 SA3 Freeze3GPP R153GPP R14CUPS P

27、ublic publish all the MEC GS Key technologies based WI (e.g. RNIS, Platform, Management)2017Q2CUPS Stage3 Freeze2016.23GPP R162015Q4R15 SICCF, Slice, Programming2018R16 SI 2017Q22016Q22018Q2MEC是包含一系列商用場景的解決方案組合實現角度: MEC對 CUPS有更細粒度管理的要求R15/R16 為5G標準核心網CU架構演進的標準已經凍結，5G支持CU分離和MEC3gpp RAN架構關鍵描述：網關的控制面和用

28、戶面分離：SGW拆分成SGW-C和SGW-U，PGW拆分成PGW-C和PGW-U；同時仍支持SGW/PGW合一場景，此時網關拆分為GW-C (SGW/PGW-C)和GW-U(SGW/PGW-U) ；與現有網絡兼容：CU分離后網關(GW-C+GW-U)的網元功能和外部業(yè)務接口無變化，無需改變周邊網元（UE、RAN等），可以與現有網絡各網元正常對接。GW-C集中部署：GW-C統(tǒng)一出信令接口連接周邊設備，簡化網絡部署；GW-U分布部署： GW-U可貼近用戶，部署到城域甚至更低，縮短業(yè)務訪問路徑，提升用戶業(yè)務體驗。SGW-UMMECGPCRFAAAInternet/IntranetOCSSGW-CPG

29、W-UPGW-CSGW/SGSNPGWGn/S5/S8-CSGiS1-U/S12S1-CS11GyGxGi/S6bnon 3gpp RANnon 3gppGWS2a/b-US2a/b-CGn/S5/S8-UGa/GzDHCP3GPP 4G標準CUPS介紹網絡架構信令接口數據接口5G基于UL-CL和IPv6 multi-homing的邊緣計算的架構3GPP TS 23.501基于UL CL的用戶面架構基于Branching Point的Multi-homed 用戶面ULCL根據目標地址進行分流；終端地址可以不變，減少應用層的交互；IP v6 multihoming是根據源地址分流，終端對不同連接使用不同前綴，應用層負責業(yè)務連續(xù)性技術方案：本地內容訪問（企業(yè)網）、本地業(yè)務分流（eMBB場景）、車聯網等技術方案：應用場景：IPv6的Multi-homing，基于多IPv6地址前綴的業(yè)務連接和移動性支持，例如物聯網，高可靠性專網連接等應用場景：對低時延