中国广电5G核心网架构是广电5G网络建设与发展的关键支撑,以下将从总体技术架构、规划建设思路、网元规划等方面进行详细解析:
总体技术架构
- 引入的关键技术:与4G网络相比,5G网络核心网主要引入SBA(服务化架构)、CP/UP(控制平面与用户平面)分离、网络切片、边缘计算等多项关键技术。通过引入更加方便、灵活的服务化架构设计,将EPC主要网元进行解耦重构和模块化设计。在R16版本中,5G核心网的架构和功能进一步演进,包括eSBA(服务化架构增强)、ETSUN(拓扑架构增强)、eNS(网络切片增强)、eLCS(位置服务增强)等关键功能。
- 主要网元:3GPP标准的eSBA核心网架构主要网元包括AMF(接入和移动性管理功能)、SMF(会话管理功能)、UPF(用户平面功能)、UDM(统一数据管理)、PCF(策略控制功能)、AUSF(认证服务器功能)、NEF(网络能力开放)、NSSF(网络切片选择功能)、NSSAAF(网络切片特定鉴权及授权功能)、SCP(服务通信代理)等。在SBA架构中,各NF通过服务化接口对外提供服务,并允许其他NF访问或调用自身的服务。
规划建设思路
- 组网模式选择:3GPP 5G标准有SA和NSA两种架构,广电5G直接从5G网络开始建设运营,可以选择SA组网模式,采用其中Option2的SA架构,5G无线网(NR)与5G核心网(5GC)直接连接。
多方面综合规划
- 业务模型:5G网络是新一代移动通信网络,且广电行业没有移动通信的运营经验,在5G网络的业务模型方面是缺失的。因此,在建网初期,可以参考国内外已经商用的5G网络业务模型进行网络规划,待5G业务正式运营后,再结合网络运行实际数据进行动态修正。
- 分期部署:5G核心网整体处于一个非常全面且标准不断动态演进的状态,同时,SBA架构使得网络功能的升级和扩展更为灵活,需根据实际情况进行分期部署。
- 4G/5G融合部署:中国广电5G核心网按照3GPP标准,将用户签约数据融合、业务策略数据融合以及业务连续性作为优先考虑的问题。通过开通接口接收并响应BOSS业务开通指令,部署UDM + HSS融合网元,统一存储4G/5G用户数据;把PCF + PCRF作为策略控制的统一节点进行部署;SMF + PGW - C、UPF + PGW - U均需融合部署。从优化网络结构、提升网络效率和降低网络综合成本出发,网络部署从各个独立、单一技术的垂直化网络转向融合网络。
- 整体组织模式:广电可以采用大区集中组网的方式,对于大区的部分控制面网元(UDM、PCF等),在具体设置时有逻辑合设与逻辑分省的不同设置方案。
- 网络云集成方式:采用融合5G To B和To C的全国一朵云架构,推出了大区集中部署的5G核心网部署方式。中国广电大区集中部署的5G核心网主要分为南北两大区,包含四个数据中心和31个省用户面节点,部署超5000台物理服务器。
- 5G和4G互操作:为保障用户业务连续体验,在5G网络覆盖不完善的情况下,需利用中国移动存量4G LTE基站资源为业务提供支撑。中国广电4G/5G互操作融合网元部署策略需考虑多种因素,如部署UDM + HSS、PCF + PCRF、SMF + PGW - C等融合网元,分省部署UPF + PGW - U等,打造适合自身业务需求和网络演进策略的4G/5G融合互操作体系。
网元规划思路
- 网元的高可靠方案:5G核心网是整个5G网络的“大脑”,负责用户移动管理、用户数据、业务差异化、网络能力开放等关键功能,其设备的安全性至关重要。需要在规划时充分考虑容灾方案,保证核心网在软硬件故障的情况下业务零中断、出现故障能快速恢复。核心网规划时,应结合多DC的部署方式实现对各逻辑网元的容灾规划。
- 网元的建设规模规划:核心网网元的建设规模需要根据运营商的5G预测用户数以及业务模型,并结合网元的处理能力综合计算得出。
- 控制面网元的合设与分设规划:以大区集中组网方式为例,对于大区的部分控制面网元(UDM、PCF等),有逻辑合设与逻辑分省的不同设置方案,需根据实际情况进行选择。