NSA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及各網(wǎng)元功能(1)ppt課件

1、1NSA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及各網(wǎng)元功能2017年亮點(diǎn)及不足5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G概述概述1 100kbps速率互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn)以語(yǔ)音業(yè)務(wù)核心 移動(dòng)電話業(yè)務(wù)廣泛應(yīng)用 提供低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)始發(fā)展 幾十Mbps速率以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主 移動(dòng)電話業(yè)務(wù)仍然應(yīng)用廣泛eMBB 百兆的用戶體驗(yàn)VoNR超高速移動(dòng) 500km/h移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)一步提速 10Gbp+速率 幾百M(fèi)bps速率VoLTE 基于IMS的全I(xiàn)P的語(yǔ)音業(yè)務(wù) 基于VoIP的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占絕對(duì)主導(dǎo)高速移動(dòng)垂直行業(yè) 350Km/h uRLLC超低時(shí)延、mMTC超大連接移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) Mbps級(jí)別的用戶體驗(yàn)5G5G面向垂直行業(yè)和萬(wàn)物互聯(lián)，支持

2、更高速率，更大連接，更低延時(shí)什么是5G5G解決了哪些問(wèn)題？移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量爆炸式增長(zhǎng)現(xiàn)有4G4G網(wǎng)絡(luò)容量難以滿足Source: Cisco VNI Mobile, 2017 7EB11EB17EB24EB35EB49EB相比2016年，預(yù)計(jì)到2021年，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總需求將增長(zhǎng)7倍 AR/VR，超高清視頻，裸眼3D等新型業(yè)務(wù)，用戶體驗(yàn)速率需求將達(dá)到Gbps+ 用戶體驗(yàn)速率要求越來(lái)越高現(xiàn)有4G4G網(wǎng)絡(luò)承載能力終將不足Source: IMT-2020(5G推進(jìn)組)5G愿景及白皮書(shū)至2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到上千億 l 車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域：自動(dòng)駕駛： 端到端時(shí)延低于3ms，可靠性至少99.999

3、%l 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)能力差異較大，某些工業(yè)控制類業(yè)務(wù)要求超低時(shí)延（1ms），高可靠性（99.999%）l 其他新領(lǐng)域：高端智能機(jī)器人，智能電網(wǎng)，遠(yuǎn)程醫(yī)療等，要求上百M(fèi)bps，1ms幾十ms 端到端時(shí)延，接近100%可靠性車聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)控制等新領(lǐng)域要求1ms低時(shí)延，近100%高可靠物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有4G4G網(wǎng)絡(luò)海量連接能力待提升車聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)控制等新領(lǐng)域，現(xiàn)有4G4G網(wǎng)絡(luò)難以滿足超低時(shí)延超高可靠場(chǎng)景需求MbpsEB5G面臨哪些問(wèn)題5G遠(yuǎn)景1000倍網(wǎng)絡(luò)容量提升10-100倍用戶速率提升每平方公里1000K連接數(shù)10倍+電池壽命延長(zhǎng)1ms時(shí)延99.999%可靠性增強(qiáng)移動(dòng)寬帶eMBB海量機(jī)器通信

4、mMTC超高可靠低時(shí)延通信URLLCGB/秒移動(dòng)通信3D/超高清視頻高清語(yǔ)音云游戲VR/AR智能家居智慧城市工業(yè)自動(dòng)化自動(dòng)駕駛高可靠應(yīng)用M2M云辦公移動(dòng)醫(yī)療智能交通5G解決了什么問(wèn)題第一步技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)信通院牽頭201520162017201820192020關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證2015/62016/92020商用技術(shù)方案驗(yàn)證2016/62017/9多場(chǎng)景系統(tǒng)驗(yàn)證2017/62018/10第二步(20192020)產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商牽頭5G 第一階段（WI Phase 1）5G 第二階段（WI Phase 2）5G 研究階段（SI Phase）5G 演14R1

5、55G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)分三步實(shí)施：n關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證（2016.9）：?jiǎn)吸c(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)樣機(jī)功能和性能測(cè)試n技術(shù)方案驗(yàn)證（2016.62017.9）：針對(duì)不同廠商的技術(shù)方案，基于統(tǒng)一頻率，統(tǒng)一規(guī)范，開(kāi)展單基站性能測(cè)試和無(wú)線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)的功能、性能和流程測(cè)試n系統(tǒng)驗(yàn)證（2017.62018.10 ）：開(kāi)展5G系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)功能和性能測(cè)試；5G典型業(yè)務(wù)演示截止17年9月份有七家單位：中興通訊、華為、大唐電信、愛(ài)立信、諾基亞上海貝爾、英特爾、三星完成國(guó)家第一階段的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證測(cè)試；測(cè)試結(jié)果達(dá)到預(yù)期R16國(guó)家5G試驗(yàn)及商用規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)征集國(guó)家5G實(shí)驗(yàn)及商用計(jì)劃5G頻譜介紹4WRC15/19WRC1910504

6、030206080709056100 GHz高頻中低頻24.2527.531.8 33.43740.542.543.545.54747.250.26650.452.6768186700M3.43.63.84.94.43210高頻: 27.5-28.35G 37-38.6G38.6-40G64-71G中低頻: 2.5G600M高頻: 24.25-27.5G31.8-33.4G40.5-43.5G中低頻:3.4-3.6G3.6-3.8G700M高頻: 24.25-27.5G37-43.5G中頻: 2.6G3.3-3.6G4.8-5G高頻: 26.5-29.5G中頻: 3.4-3.7G高頻: 27.

7、5-29.5G中頻: 3.4-3.7G4.4-5G28.351.4中國(guó)頻譜分配方案25002655269025552575263560MHz20MHz20MHzCurrent allocation of 2.6GHzUndistributed5G頻譜分配方案：2500269025152675160MHz(2.6GHz)100MHz(4.9GHz)中國(guó)移動(dòng)中國(guó)聯(lián)通中國(guó)電信100MHz(3.5GHz)100MHz(3.5GHz) 中移獲得2.6GHz頻段新增100MHz頻段，共計(jì)160MHz，4.9GHz上100MHz 聯(lián)通和電信共分3.5G上的200MHz頻段，兩家各分100MHz 3.5GHz

8、頻段上我司設(shè)備A9611 S35滿足IBW和OBW需求，不需要改造 2.6G上中移方案存在多種可能，需要詳細(xì)討論，4.9GHz方案明確4800490035003600340035005G概述5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2子目錄5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 組網(wǎng)方式 5G主要網(wǎng)元作用5G 網(wǎng)絡(luò)總體拓?fù)銭PCNGCN LTE NROption 3: Non-Standalone, Option 3: Non-Standalone, LTE assistedLTE assistedOption 4: Standalone ,Option 4: Standalone , NR assisted NR assistedEPCNGCN

9、eLTE NROption 7: Non-Standalone, Option 7: Non-Standalone, LTE assistedLTE assistedEPCNGCN eLTE NRNGCN NROption 2: Standalone NR, Option 2: Standalone NR, NGCN connectedNGCN connected eLTEOption 5: Standalone Option 5: Standalone LTE,Rel-15,NGCN connectedLTE,Rel-15,NGCN connectedNGCNEPC LTEOption 1O

10、ption 1：Standalone LTE, Standalone LTE, EPC connected-legacyEPC connected-legacyOption 6: Standalone Option 6: Standalone 5GNR, EPC connected5GNR, EPC connected NREPC標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)刪除協(xié)議定義的多種5G網(wǎng)絡(luò)部署方式1314Option 2 架構(gòu)：5G獨(dú)立建網(wǎng)Option 2架構(gòu)是將獨(dú)立的新無(wú)線接口（NR）連接到5GC（下一代核心網(wǎng)）5GC NROption 2: Option 2: Standalone NRStandalone NR優(yōu)

11、勢(shì)劣勢(shì)對(duì)現(xiàn)有2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)影響01可快速部署，直接引入5G新網(wǎng)元，不需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)改造當(dāng)NR未實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋時(shí)，語(yǔ)音連續(xù)性依賴跨系統(tǒng)切換需要同時(shí)部署NR和5GC引入5GC，提供5G新功能新業(yè)務(wù)15Option 4/4a 架構(gòu)：融合eLTE的5G獨(dú)立建網(wǎng)錨點(diǎn)在NR上，融合到5GC中，是5G standalone的一個(gè)變化能夠利用現(xiàn)網(wǎng)LTE eNB。優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)Option 4Option 4: Non-Standalone, NR Non-Standalone, NR assistedassistedEPC5GC eLTE NREPC5GC eLTE NR1A-LIKEOption 4a:Opti

12、on 4a: Non-Standalone, NR Non-Standalone, NR assistedassisted支持5G NR和LTE 雙連接，帶來(lái)流量增益引入5GC，支持5G新功能新業(yè)務(wù)需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)LTE改造需要同時(shí)部署NR和5GC16Option3/3a vs Option7/7a相對(duì)于Option7/7a，Option3對(duì)4G LTE現(xiàn)網(wǎng)改造更小，且不依賴于5GC的產(chǎn)業(yè)成熟度對(duì)NSANSA，前期5GC5GC產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，推薦采用Option3Option3；如果屆時(shí)產(chǎn)業(yè)鏈超出預(yù)期，可以考慮Option7Option7Option 3Option 3系優(yōu)勢(shì)Option 3Optio

13、n 3系劣勢(shì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)NR覆蓋無(wú)要求語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性有保障無(wú)法支持5GC引入的新業(yè)務(wù)改動(dòng)小，投資少，建網(wǎng)速度快數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)NR覆蓋無(wú)要求語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性有保障需要新建5GC，建網(wǎng)進(jìn)度依賴于5GC產(chǎn)業(yè)成熟度LTE需升級(jí)改造為eLTE，改動(dòng)較大支持5G 5GC引入的新業(yè)務(wù)Option 7Option 7系優(yōu)勢(shì)Option 7Option 7系劣勢(shì)基站控制器核心網(wǎng)3G3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基站基站核心網(wǎng)4G4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基站DUCU核心網(wǎng)5G5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)DUCU+DU扁平化簡(jiǎn)化組網(wǎng)雙/多連接靈活組網(wǎng)開(kāi)放RRU/AAURRU/AAUBBUBBU4GRRU/AAURRU/AAUBBUBBU10Gbps 20MHzRRU/

14、AAURRU/AAU高層低層n傳統(tǒng)CPRI接口采用靜態(tài)配置，10G光模塊可以解決大部分場(chǎng)景RRU/AAURRU/AAUDUDUCUCUCPRINew CPRINew CPRIMidHualn 5G時(shí)代帶寬需求高達(dá)數(shù)百G到Tbps，需要引入New CPRI降低傳輸帶寬n基帶部分功能下沉，大幅降低光纖帶寬需求n控制面集中，為多業(yè)務(wù)提供靈活的擴(kuò)展能力，為mMTC提供高效的處理能力n DU更靠近用戶，滿足uRLLC業(yè)務(wù)需求幾十Gpbs 100MHz 幾百Gbps1Tbps 100MHz5G5G5GCPRI兩大重構(gòu)驅(qū)動(dòng)力：降低CPRICPRI接口的傳輸帶寬，5G5G控制面集中RUCU+DU核心網(wǎng)D-RA

15、N場(chǎng)景：CU+DU合一部署廣域及室內(nèi)覆蓋RU集中DU核心網(wǎng)C-RAN場(chǎng)景：CU云化，DU集中CUDU+RU核心網(wǎng)僅CU云化場(chǎng)景：RU+DU集成部署站址困難的微覆蓋CUCU+DU+RU核心網(wǎng)BS小基站場(chǎng)景：RU+DU+CU集成部署SmallCell覆蓋CU5G CU/DUAAU/RRU核心網(wǎng)UEt15G DUAAU/RRU核心網(wǎng)UEt1t215G CUt22t21t221.無(wú)集中CU架構(gòu)2.有集中CU架構(gòu)1.無(wú)集中CU架構(gòu)2.有集中CU架構(gòu)無(wú)集中CU架構(gòu)集中CU架構(gòu)雙連接組網(wǎng)傳輸迂回傳輸優(yōu)化處理時(shí)延相對(duì)低相對(duì)高（多出一個(gè)節(jié)點(diǎn)）組網(wǎng)復(fù)雜度簡(jiǎn)單復(fù)雜（多出一個(gè)層次）網(wǎng)絡(luò)健壯性高（全分布式無(wú)單點(diǎn)）低（有

16、集中點(diǎn)）虛擬化、云化管理能力較難較容易硬件成本簡(jiǎn)化額外多出CU硬件后期隨著MEC、UPF下沉等功能的引入后，可考慮軟件升級(jí)支持CU集中架構(gòu)1.CU集中有利有弊，符合5G控制面集中和組網(wǎng)靈活性的需求，但是也面臨諸多挑戰(zhàn)；2.CU集中雖然能解決NSA組網(wǎng)時(shí)的傳輸迂回問(wèn)題，但是時(shí)延大，成本高，組網(wǎng)復(fù)雜度高；3.目前電信設(shè)備虛擬化程度低，CU/DU分離標(biāo)準(zhǔn)也在發(fā)展中，目前單純建設(shè)云化CU為時(shí)過(guò)早，成本高；4.建議運(yùn)營(yíng)商先進(jìn)行虛擬化平臺(tái)建設(shè)，再將CU/MEC/UPF等網(wǎng)元部署到虛擬化平臺(tái)上；5.建議早期CU/DU合設(shè)，待虛擬化技術(shù)和虛擬化平臺(tái)成熟后，再考慮CU集中化和云化；建議早期采用CU/DUCU/D

17、U合一方案，同時(shí)進(jìn)行CUCU云化集中的探索子目錄5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 組網(wǎng)方式 5G主要網(wǎng)元作用5G 網(wǎng)絡(luò)部署NG-RAN和5GC 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒涌贏MF：Access and Mobility Management function。功能相當(dāng)于MME的CM和MM子層。SMF：Session Management function。功能相當(dāng)于PGW+PCRF的一部分，承擔(dān)IP地址分配，會(huì)話承載管理、計(jì)費(fèi)等。（沒(méi)有網(wǎng)關(guān)功能）UPF：User plane function 。相當(dāng)于SGW+PGW的網(wǎng)關(guān)。數(shù)據(jù)從UPF到外部網(wǎng)絡(luò)。PCF: Policy Control Function: 提供統(tǒng)一的接入策略。訪

18、問(wèn)UDR中簽約信息相關(guān)的數(shù)據(jù)用于策略決策。NEF：Network Exposure Function ：提供安全方法，將3GPP的網(wǎng)絡(luò)功能暴露給第三方應(yīng)用。比如邊緣計(jì)算等NRF：NF Repository Function ：NF功能倉(cāng)庫(kù)。支持NF發(fā)現(xiàn)，為何NF實(shí)例、類型及支持的服務(wù)等。UDM：Unified Data Management ：統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理。產(chǎn)生AKA過(guò)程需要的數(shù)據(jù)。簽約數(shù)據(jù)管理，用戶鑒權(quán)處理、短消息管理。相當(dāng)于HSS的一部分功能。訪問(wèn)UDR來(lái)獲取這些數(shù)據(jù)。AUSF：Supports Authentication Server Function 。N3IWF：Non-3GPP

19、InterWorking Function。非3GPP的互操作功能，包括IPSEC隧道建立和維護(hù)。UE和AMF間的NAS信令中繼，以及用戶面數(shù)據(jù)中繼。（3GPP和非3GPP間的中繼層）AF：Application Function 。與3GPP和核心網(wǎng)相互作用，提供一些應(yīng)用影響路由、策略控制、接入NEF等功能。UDR：Unified Data Repository：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。存儲(chǔ)和獲取簽約數(shù)據(jù)、策略數(shù)據(jù)，以及用來(lái)暴露給外部的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)UDSF：Unstructured Data Storage Function。一般和UDR布在一起。SMSF： SMS Funcition。短消息校驗(yàn)、監(jiān)控及截取，以及中轉(zhuǎn)給短消息中心。NSSF：Network Slice Selection Function 。網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能。為UE選擇網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例，決定允許的NSSAI以及AMF集合5G-EIR：5G 設(shè)備標(biāo)識(shí)注冊(cè)中心。檢查（永久設(shè)備標(biāo)識(shí)）PEI狀態(tài)。核心網(wǎng)主要網(wǎng)元說(shuō)明26NG-RAN和5GC的功能劃分 27gNB功能-無(wú)線資源管理功能：無(wú)線承載控制、無(wú)線接納控制、移動(dòng)性管理，上/下行鏈路資源動(dòng)態(tài)分配（調(diào)