03-5G无线网络架构及虚拟化技术20170903

让客户尽情享受信息生活5G无线网络架构及其虚拟化技术中国电信股份有限公司技术创新中心中国电信股份有限公司技术创新中心汇报提纲5G无线网络CU/DU分离架构15G无线网络CU/DU分离架构1无线网络虚拟化技术2无线网络虚拟化技术2做世界级综合信息服务提供商25G无线网络CU/DU功能划分‡基带非实时处理位于集中单元节点（CentralUnit，CU），而基带实时处理位于分布单元节点（DistributedUnit，DU）。‡DU需要较高的实时性与传统BBU类似将采用专用硬‡DU需要较高的实时性，与传统BBU类似，将采用专用硬件平台，支持高密度数学运算能力。‡CU的实时性要求较低，可采用虚拟化技术，采用通用处理平台。3GPPTR38.801不同划分方案的目标引入CU/DU架构的好处¾尽可能的减少传输带宽需求¾尽可能的满足协议层之间传输时延的要求¾由于集中程度不同，协作化算法（如联合调度、联合接收、联合发送)的支持程度和所获增益不同不同划分方案的目标引入CU/DU架构的好处¾CU集中虚拟化可充分利用硬件资源，方便网络扩缩容和在线迁移等¾CU作锚点，更有利于实现多RAT融合和无缝移动性管做世界级综合信息服务提供商发送)的支持程度和所获增益不同¾CU节点的虚拟化资源集中程度不同，对通用平台服务器要求不同缝移动性管理¾有利于支持灵活的资源协调和配置3不同CU/DU功能划分方案对比（2）ProtocolSplitoptionRequiredbandwidthMax.allowedonewaylatency[ms]Option1[DL:4Gb/s][UL3Gb/][10ms]ItemsAssumptionApplicabilityChannelBandwidth[100MHz(DL/UL)]Alloptions计算带宽的假设条件[UL:3Gb/s]Option2[DL:4016Mb/s][UL:3024Mb/s][1.5~10ms]Option3[lowerthanoption2[1.5~10ms]Modulation[256QAM(DL/UL)]NumberofMIMOlayer[8(DL/UL)]IQbitwidth[2*(7~16)bit(DL),Option7aOption3[lowerthanoption2forUL/DL][1.510ms]Option4[DL:4000Mb/s][UL:3000Mb/s][approximate100us]Oti5[DL4000Mb/][hddf2*(10~16)bit(UL)]Option7bOption7c[2*16bit(DL/UL)]Option8Option5[DL:4000Mb/s][UL:3000Mb/s][hundredsofmicroseconds]Option6[DL:4133Mb/s][UL:5640Mb/s][250us]Numberofantennaport[32(DL/UL)]Option7bOption7c(UL)[UL:5640Mb/s]Option7a[DL:10.1~22.2Gb/s][UL:16.6~21.6Gb/s][250us]Option7b[DL:37.8~86.1Gb/s][UL538861Gb/][250us]Option83GPPTR38.801AnnexA[UL:53.8~86.1Gb/s]Option7c[DL:10.1~22.2Gb/s][UL:53.8~86.1Gb/s][250us]Option8[DL:157.3Gb/s][250us]做世界级综合信息服务提供商4p[][UL:157.3Gb/s][]CU/DU分离架构标准化进展¾SI阶段：完成8种方案的评估分析（2017年3月冻结）zOption1-4为高层划分方案，Option5-8为低层划分方案z评估分析给出了8种方案对传输网络带宽和时延要求¾WI阶段：确定Option2为高层划分方案（2017年4月开始）3G确定Oi2CC划分为C之间的划分方案作z3GPP确定Option2（PDCP-RLC划分）为CU-DU之间的划分方案，作为R15NRWI阶段的标准化工作重点z在R15阶段DoCoMo牵头底层划分方案的SI研究希望打开DU和z在R15阶段，DoCoMo牵头底层划分方案的SI研究，希望打开DU和AAU之间的接口z目前3GPP已确定相关文档编号，接口和功能划分的细节还在讨论中TS38.401NG-RAN;ArchitecturedescriptionTS38.470NG-RAN;F1generalaspectsandprinciplesTS38471NG-RAN;F1layer1TS38.471NG-RAN;F1layer1TS38.472NG-RAN;F1signallingtransportTS38.473NG-RAN;F1ApplicationProtocol(XnAP)TS38.474NG-RAN;F1datatransport做世界级综合信息服务提供商5TS38.474NGRAN;F1datatransportTS38.475NG-RAN;F1interfaceuserplaneprotocolCU/DU分离架构与接口„架构特点zCU/DU通过F1接口进行连接5GCNGNG„控制面消息采用SCTP„用户面消息采用GTP-Uz一个CU可以控制多个DU，现阶段一个逻辑DU仅能连接到个XnNG-RANgNB-CUgNBgNB-CUgNB能连接到一个CUz不标准化独立的DU-IDzCU可以分裂成CU-C和CU-P两个部分，C和P的部分接进行连接gNB-DUgNB-DUF1F1gNB-DUgNB-DUF1F1部分采用E1接口进行连接zXn和NG接口都终结于gNB-CU中z架构黑盒：CU和DU的结构对外不可见，外部仅能实体CentralUPentityCentralCPentityNG-CNG-UNG-CNG-UCP/UP分离的CU架构能看见一个gNB实体z独立网管接口：CU和DU都具有独立的OMC接口„3G中，仅有RNC有OMC接口DistributedentityXn-CXn-UF1-CF1-UE1NGRANNodeXn-UXn-CCU-CCU-U„5G中要求CU和DU异厂家且DU发起F1接口建立，促使CU和DU具有独立接口Distributedentity„NG-RANNode–NRmode“DU2017年6月3GPPTR384012017年6月，VDF和Ericsson推动CU侧做世界级综合信息服务提供商62017年6月，3GPPTR38.401开始定义5GRAN架构的标准年月，和推动侧CP/UP分离SI立项通过CU/DU分离架构的驱动力：云化和虚拟化趋势PDCPRRCCU设备基带非实时处理PDCPF1通用硬件平台，NFV虚拟化实现MACRLCF1F1PHYCPRI或eCPRIRFDU设备，基带实时处理，专用硬件平台时延：eMBB(百微妙级) uRLLC(几十微妙)时延：eMBB(几毫秒)前传带宽：eMBB(约二十几Gbps@100MHz ) 中传带宽：eMBB(几Gbps@100MHz)做世界级综合信息服务提供商7中传带宽：eMBB(几Gbps@100MHz ) CU/DU分离架构的驱动力：更好适应5G业务发展用户面集中，更好的DC分流：4G/5G/其他接入方式之间的边缘计算使能新业务的敏捷部署：RAN的控制面用户面锚点可支持更智能的网络运维：网络功能的管理和专用硬件解耦，Cloud和NFV使能高效的资源管理：通过高层切分CU侧主要包含4G/5G/其他接入方式之间的DC，是提升用户体验，并在5G部署初期保持更好的业务连续性的重要手段。RAN的控制面、用户面锚点可以和分布式网关，甚至是Application共部署，提供更开放的接口，使能更多的Application。网络功能的管理和专用硬件解耦，网元集中管理可以使网络的管理更智能。通过高层切分，CU侧主要包含的是RAN非实时处理部分，可以云化部署.通过更灵活的Scalein/Scaleout，以及支持和其他VNF共部署，提升计算资源的利效率OSS用效率RAN-RTRAN-RTRAN-RTRAN-NRTACLTWii5GgNBeNBLogicalNEmanagementcentralizedinCURAN-RAN-RAN-NRTD-GWAPPServer……EFiGDUDUDU……HardwaremanagementE9000ScaleOut•云化之后，CU的处理能力可以更RANRTRANRT•避免用户面数据流在基站之间迂回；•避免由于数据迂回产生额外的•增加、删除、更换BBU不再和重新配置eNB/gNB网元相对应.•CU部分在云上可以存储更多的管理、测量和性能统计信息，为后续产生更容易的Scaleout;•通过云化，CU的处理和硬件解耦，只要有足够的计算资源，CU的Scalein和Scaleout可以自动进•通过业务边缘部署大幅缩短E2E时延;•通过集中和云化，RAN方便提供开时延智能的运维特性提供了条件.行.放接口.做世界级综合信息服务提供商8CU/DU分离架构下的5GNSA到SA演进做世界级综合信息服务提供商9汇报提纲5G无线网络CU/DU分离架构1无线网络虚拟化技术2做世界级综合信息服务提供商10什么是虚拟化一套机制实现资源M：N的映射，提供给不同客户端以满足不同的需求套机制实现资源的映射，提供给不同客户端以满足不同的需求做世界级综合信息服务提供商11IT领域的虚拟化虚拟化是指将物理CPU内存网卡CPU、内存、网卡等计算机资源通过一定的方法生成虚拟的CPU内存拟的CPU、内存、网卡，提供给不同的客户端。hypervisor虚拟化技术实现在相同的物理服务器上运行多个不同的操作服务器上运行多个不同的操作系统，它们既共享底层的物理硬件，同时又被隔离在不同的虚拟机上做世界级综合信息服务提供商12虚拟机上不同的虚拟化类型做世界级综合信息服务提供商13CPU虚拟化做世界级综合信息服务提供商14内存虚拟化做世界级综合信息服务提供商15IO虚拟化做世界级综合信息服务提供商16虚拟化的好处共享Runmultipleoperatingsystemononephysicalserver封装TheentirevirtualserverismerelyanimagefileandaonephysicalserverImprovetheutilizationofthehardwarecapacitymerelyanimagefileandaconfigurationfileFastdeployment隔离硬件无关隔离FaultandsecurityisolationResourcescheduling硬件无关heterogeneoussystemcanco-existonthesamephysicalplatformpatoBuildonce,runeverywhereHardwareandsoftwarecanevolveindependently做世界级综合信息服务提供商17ETSINFV架构做世界级综合信息服务提供商18ETSINFV架构¾基础设施层：为VNF提供部署、管理和执行环境，并实现对NFVI资源（包含硬件资源和虚拟资源）的管理和监控含硬件资源和虚拟资源）管和zNFVI：包括硬件资源层、虚拟化层及其上的虚拟资源层，实现对虚拟网络层业务网元的承载zVIM：实现对NFVI资源的管理、调度、编排和监控功能¾虚拟网络层：基于底层云化基础设施实现业务能力zVNF是基于NFVI虚拟资源部署的业务网元zEMS是VNF业务网络管理系统，提供网元管理功能zVNFM是VNF管理系统，负责VNF生命周期管理以及VNFD的生成与解析¾运营支撑层：实现对业务的编排运维与管理¾运营支撑层：实现对业务