5G核心网介绍
2018-06-22
主要内容
一.5G网络架构设计概要
二.5G网络架构的总体设计
三.5G核心网关键技术
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5G网络变革的驱动力-新型业务场景
垂直行业、典型场景指标
•垂直行业-网络需求差异化,功能定制化。
•典型场景-基础指标极致化:高速移动性、高可靠、超低功耗、超低时延、大吞吐量、海量连接。
四大典型场景
连续广域覆盖
热点高容量
低时延高可靠
低功耗大连接
典型场景指标
体验速率-100Mbps
1+2+3+c
高移动性-500km/h
2+b
体验速率-10Gbps
1+4+a+c+e
流量密度-Tbps/km2
1+4+a+c+e
低时延-端到端ms级
4+a+d+e
高可靠传送-~100%
b+c
超低功耗
连接数密度百万/km2
b+c
b+c
优化部署
1、增加基站数量
2、优化基站部署位置
3、使用低频段
4、网关下沉靠近用户
新技术引入
a、控制转发分离
b、信令/连接的优化及增强
c、新空口技术
d、用户面简化及灵活部署
e、本地卸载/Cache、CDN
仅靠优化部署无法满足5G的应用场景及指标要求,引入新技术成为必然
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5G网络变革的驱动力-网络自身发展的驱动
突出的问题:当前物理设备及组网方式,在连接数量支持、吞吐量、时延等
方面存在一个甚至两个数量级的差距
4G网络局限性
5G网络需求
网关数据吞吐量几十到一百G
热点地区单用户1Gbps;流量密度Tbps/km2
单个MME支持两千万上下文数;
支持三万并发数
支持超低功耗;连接数密度百万/km2;
eNB到PGW时延几十毫秒
端到端时延几毫秒
QoS分布在6个网元,协同困难
QoS的差异化要求
功能耦合度高,新业务升级难
垂直行业网络需求差异化
5G网络的需求驱动:
现有网络不能满足新场景、新业务需求。
继续打补丁,网络臃肿,不利于产业发展
移动网络需要革新设计!
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3GPP国际标准总体规划
3GPP Phase 1
3GPP Phase 2
ITU
• 标准项目名称:5G System-Phase 1,2016年12月在全会正
式通过,共67家公司共签
• 将在2017年底完成两个标准《TS 23.501:System
• 研究项目将在SA2立项(2017
年3月到12月)标准化工作将在
2018年开始(3GPP R16)
• 5G Focus Group完成研究,
后续工作转至ITU-SG13,将成
立一个WP(Working Party)
Architecture for 5G System》《TS 23.502:Procedures
• mIOT等技术需要在研究项目中
for 5G System》
布局
• 将包括:架构、切片、FMC、
能力开放等工作组
5G网络研究项目
TR 23.799
TS 23.501
架构与功能
TS 23.502
业务流程
3GPP R15标准
系统架构组(SA2)的工作影响3GPP多个工作组5G的
标准化,需要在多个技术点上进行跨组沟通和协调
• RAN2:连接/移动性管理、QoS、选网
• RAN3:连接/移动性管理、 RAN-CN接口、网络切片、
QoS、演进和互通
• SA3:安全性架构、认证和鉴权的一致性、服务化接口
和开放能力的安全性
接口
• SA5:切片的管理、虚拟化的支持、计费
• CT3/CT4:协议选择、消息内容、接口API
网元功能
业务流程
服务能力
与其他工作组沟通协调
• 基于研究报告的基础结论,逐一明确功能和业务
流程细节
• 完成基于服务的新型架构和接口设计,以及其他
标准内容
与其他标准组织协同
• BBF在德电、法电等欧洲运营商积极推动下,希望与SA2
就FMC展开合作,2017年2月召开联合会
ITU-T也明确了要和3GPP就网络架构等合作
•
• 我国IMT-2020推进组就5G架构与平台在标准化技术点和
时间上提出建议
• ETSI NFV ISG讨论了NFV 2020网络架构工作,后续可能
有联络函发出来
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NextGen项目总体情况
• 3GPP 5G系统架构研究项目(NextGen),
• 八大热点技术方向:
• 网络切片
• QoS
• 移动性管理
• 会话管理
• 用户面和会话连续性
• 新型接口
• 互通和演进
• 融合接入(非3GPP接入)
• 3GPP TR 23.799
1. 基于服务的
网络架构
2. CU分离-控
制面功能重构
3. CU分离-转
发面分布化
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5G网络从8大技术入手,解决5G网络需求
5G需求
1.热点
高容量
2.低时延
、高可靠
3.低功耗,
大连接
4.高移
动性
5.连续
广覆盖
6.业务场景多,
功能灵活配置
设计思路
集中控制,
灵活的路
由优化
用户面功能下移、
简化及快速转发
简化信令
和会话
灵活的用户面
选择和管理
接入无关
接入协同
灵活、动
态的组网
技
术
驱
动
NFV:
业务下移
软件化,
可编排
SDN:
集中控制、
转发灵活
1
2
移
动
边
缘
计
算
控
制
与
转
发
分
离
3
4
5
功能
重构
与
接口
新型
移动
性和
连接
管理
新
型
的
统
一
6
7
网络
切片
QoS
框
架
8
能力开放
5G网络架构的关键技术
平
台
及
管
理
编
排
7
主要内容
一.5G网络架构设计概要
二.5G网络架构的总体设计
三.5G核心网关键技术
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