5G核心网基本概念

Title:Type:ArialSize：32-24-ptColor：TheZTEblueSubtitle:Type:ArialSize：20ptColor:TheZTEgreenG143,B212R140,G198,B62R90,G203,B245ZTE5G核心网基本概念讲师：倪欣10072225电信云及核心网产品支持团队培训导引5G时代5GC基本概念5GCVNF特性介绍5GC部署演进方案5GC产品业务流程介绍5GC产品组网介绍5GCU盘一键开通介绍5GC安装介绍5GC数据配置及调测经验5GC运维自动化介绍目录5G时代5G核心网行业趋势ZTE5G核心网总体架构ZTE5G核心网特色解决方案ZTE5G运营商合作与试验案例移动通信的趋势3G/HSPA-100Mbps4G/LTE-1Gbps2000语音数据互联网数据海量应用高移动性201010-100x带宽增长大用户连接移动互联网物联网2020+5GandBeyond–10G+bps1G1980模拟语音2G-100Kbps1990数字语音5G将在3大领域多种场景提供连接服务5G时代的网络必须按需满足业务的多样性和相应性能需求。eMBBuRLLCmMTC超高宽带10G+bps峰值速率/用户低功耗大连接通信100万连接/km25G高可靠低时延通信1ms时延动态的体验管理业务定义的连接按需的移动性快速的流量转发eMBB/URLLC/mMTC全新数字体验eMBBeMBB:无缝广域覆盖视频/语音/互联网/视频电话20Mbps速率的4K高清体验@公路/铁路/村落/郊区/偏远地区eMBB:热点与高速率FTP/下载/超高清3D视频/VR/AR100Mbps体验速率，峰值速率超过1Gbps@热点/室内/咖啡厅/办公室/体育场监控、传感器、智慧城市低功耗、低成本100万连接每平方公里mMTC:低功耗、高连接密度车联网、工业控制、远程医疗1ms时延@人工智能接近100%的可靠性URLLC:低时延和高可靠性mMTCuRLLC5G核心网的5大核心挑战5G核心网面临的挑战支持多样的商业模式从消费者市场拓展到工业和企业市场提供灵活按需的业务传统的单体软件架构无法提供灵活服务更加复杂的网络管理5G核心网需要处理不同的接入技术网络安全和隐私保护更加广泛的应用和环境带来很多安全问题更加开放的服务生态需要开放平台快速、安全引入新业务3GPP5G标准进展Release14（TR）Release15（Phase1）Release16（Phase2）5GEvolutionRelease14(TR)Release15（Phase1）Release16（Phase2）5G演进Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q42016201720182019Q1Q2Q3Q42020Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q42021R15-Stage1阶段3完成Non-standalone5G-NR(Option3)阶段3完成Standalone5G-NR(Option2)R15-Stage2R15-Stage3需求定义通用技术实施方案接口定义Option3比Option2提前了六个月目录5G时代5G核心网行业趋势ZTE5G核心网总体架构ZTE5G核心网特色解决方案ZTE5G运营商合作与试验案例5G核心网解决方案整体架构标准与开放•遵循3GPP,ETSINFV等标准•支持开放的架构与接口(OPNFV,OpenStack,等.)云原生架构•服务化架构•控制面和用户面分离•无状态设计按需的业务•灵活的网络切片•跨DC的灵活部署端到端的编排•SDN/NFV实现跨域资源和网络业务的统一编排和管理•层次化的编排架构，结构清晰，便于系统维护。VM/ContainerOrchestratorVIM/PIMZTEor3rdpartyVIMOSSBigDataPolicyOpenAPIMICT-OSMonitoringZTEor3rdpartyVNFMComputingStorageNetworkServiceAssurance5GCoreNetworkMANONEFNRFPCF…AUSFCMFAMFSMF…CDBUPFTCFUserPlaneControlPlaneeMBBuRLLCmMTCZTE5G核心网亮点与目标AUSFAMFSMFPCFCDBNEFNRFAFNpcfCAFNcafNnefNnrfUDMNudmFAFNfafNafCMFNcmfNausfNamfNsmfNcdbLIFNlrfSMSFNsmsfN3IWFUE(R)ANUTNon-3GPPN2N1N2UPFDNN3N3N4N6TCFSFsGMSC-SMSSGd标准NF自定义NF亮点：4SServicebasedStatelessNFNetworkSlicingC/UplaneSeparation目标：3AAnyAccessAnyWhereAnyService5G核心网网络功能介绍网络功能中文全称功能描述与4G网元对比AMF接入和移动性管理功能完成移动性管理、NASMM信令处理、NASSM信令路由、安全锚点和安全上下文管理等MME中NAS接入控制功能SMF会话管理功能完成会话管理、UEIP地址分配和管理、UP选择和控制等MME+SGW+PGW中会话和承载管理的控制面功能UDM统一数据管理管理和存储签约数据、鉴权数据HSS、SPRAUSF认证服务器功能完成用户接入的身份认证功能MME中鉴权功能UPF用户面功能完成不同的用户面处理SGW/PGW中用户面功能PCF策略控制功能支持统一策略框架，提供策略规则PCRFNRF网络存储功能维护已部署NF的信息，处理从其他NF过来的NF发现请求N/ANEF网络开放功能使内部或外部应用可以访问网络提供的信息或业务，为不同的使用场景定制化网络能力N/AUERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFNpcfN4N2N1N3N6NGCPSMFUDMNEFNRFPCFAFUPFN9N4VPLMNHPLMNNnefNnrfNsmfNamfNausfNsmfNpcfNnefNnrfNudmNaf5GC漫游架构-HomeroutedUERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFN4N2N1N3N6NGCPUDMNEFNRFAFVPLMNHPLMNNpcfNnrfNnefNnrfNnefNudmNafNausfNamfNsmfPCFNpcf5GC漫游架构-LocalbreakoutwithAFinVPLMNUERANAUSFAMFSMFDNUPFPCFNEFNRFN4N2N1N3N6NGCPUDMNEFNRFPCFVPLMNHPLMNNpcfNpcfNnrfNnefNnrfNnefNudmNausfNamfNsmfAFNaf5GC漫游架构-LocalbreakoutwithAFinHPLMN目录5G时代5G核心网行业趋势ZTE5G核心网总体架构ZTE5G核心网特色解决方案ZTE5G运营商合作与试验案例ZTE5GC基于服务的架构•NF服务到独立NRF注册/注销•NRF和NF服务之间的状态检测•NF服务自动管理，自动选择和自动扩展•NE改为NF，NF可分为NF服务（VNFC）•服务是自包含的，可重复使用的，可独立扩展的•按需编排和分布式部署MMEPCRFPDNGWServingGW网元NFService网络功能生产者消费者Service1•基于服务的接口•生产者和消费者•通信模式：PtoP,PtoMPoint1Point3Point2NRF•全网通信•缩短网络路径•IP地址•FQDN•支持的服务•…UDMPCFAMFSMF…服务化基于场景服务按需定制分布式部署EdgeDCLocalDCCentralDCSDMCDNProtocolAuthDPILBAmf-cFWCDB服务定制服务拆分CommonServicesAPPServicesSBA5GCeMBBURLLC企业eMBB网络切片URLLC网络切片企业网络切片AMF......VRouterVPNDesignVerifyDeployDevOpsUDMUPFMQHTTPDPIFW...AMFUDMUPFMQHTTPVPN...AMFUDMUPFMQHTTPVPNFW...服务化服务化拆分原则及形式可被消费自包含可重用自管理拆分原则Namf_CommunicationNamf_EventExposureUEContextTransferPeerAMFN1MessageNotifySubscribeN2InfoSubscribeSMFSMF,SMSF,PCF,NEFNEF,SMF,PCF,UDMUnSubscribeNotifyNamf_MobileTermination……EnableUEReachabilityNEF,SMF,PCF,UDMServiceNameServiceOperationsKnownConsumer(s)AMF拆分形式服务化什么是无状态不需要处理状态信息的VNFC是无状态的VNFC。需要处理状态信息的VNFC可以实现为：一个有状态的VNFC。具有外部状态的无状态VNFC。StatefulvsStateless------DefinitioninETSITransactionlifecyclelevel起始于NF收到请求，结束于NF返回响应；ProcedurelifecyclelevelProcedure由多个为实现某项功能的Transaction构成；Sessionlifecyclelevel起始于UE会话建立，结束于UE会话结束。Session可以包含1个或多个Procedure。TransactionProcedureSessionLocalContextCacheCDB子集，持续时长最短CDB子集，持续时长次之CDB全集，持续时间长弹性伸缩、可靠性恢复时长最短次之最长性能与CDB交互频繁，流程时延最长次之最少3levelofstateless无状态设计5GC无状态设计原则CloudDatabase(UDSF/SDSF)OtherNFStatelessLoadBalancerServiceLogic•无状态LB保证流量在无状态服务之间更加平衡LB•Procedure级无状态•处理完成后，将数据存储在CDB的上下文中，删除本地数据CDBNewscaled•有状态处理和无状态服务逻辑解耦•有状态本地缓存的轻量级上下文，容纳更多数据•使用独立数据层计算与存储的分离，符合3GPPUDSF＆SDSF•基于数据切片的数据复制和迁移通用NF无状态设计原则LocalCacheStatelessServiceLocalCacheStatefulServiceServiceLogic无状态设计网络切片实现智能管道，满足多种应用场景需求VideoMonitoringAutomaticDriveSmartIndustrySmartHome平台基础设施应用编排编排和管理网络切片实现了统一物理设施支撑多种垂直行业，逻辑隔离的网络切片为不同应用场景提供SLA的NaaS服务。•统一的底层物理设施基础实现了多种网络服务，降低了运营商多个不同业务类型的建网成本。•网络切片逻辑隔离可以实现业务功能定制。•网络切片管理实现了切片的设计、实例化、运行时业务保障和退服的全生命周期管理，提升运维效率。网络切片亮点网络切片Dev:在线设计网络切片NSDesignNSVerificationPolicyDesignPolicyValidationPolicyRepositoryServiceCatalogDataRepositories共享沙盒策略处理中心NFVIForTestProduction/Test组件自动化测试工具正确性检测冲突性检测TOSCAHOTYANG…软件仓库系统支持上千软件包软件包支持本地上传和互联网下载满足用户要求。设计过程图形化界面，简单的拖拽操作，完成复杂的网络服务编排设计3分钟，3步骤完成设计所有组件，连接点和链接都可以设置和定制可视化架构网