5G網絡部署面臨的問題
隨著AR/VR/高清視頻/3D視頻等業(yè)務對高速帶寬的需求,智慧城市/智能抄表等業(yè)務對海量終端接入的需求,車聯(lián)網/工業(yè)控制/遠程醫(yī)療等業(yè)務對低時延高可靠的網絡需求越來越迫切,5G網絡部署的腳步也越來越近,各行業(yè)對運營商5G網絡充滿了期待。
同時,運營商也對接入5G的核心網如何部署存在較大的困擾:一方面,傳統(tǒng)EPC網絡是否可以滿足5G垂直業(yè)務千變萬化的需求;另一方面,采用服務化架構的5G核心網也對傳統(tǒng)電信網絡帶來了較大的沖擊,比如對現(xiàn)網設備的對接改造、運維模式的變更等。
如何滿足行業(yè)用戶,如何與現(xiàn)網互通共存,如何平滑割接用戶,如何運營維護,是當前運營商部署5G核心網面臨的主要問題。
5G核心網部署方案
(一)直接部署5GC vs. 改造EPC:
為了滿足用戶使用5G上網的需求,核心網的部署當前主要有兩種方式:
路線1:改造EPC支持5G無線的接入(5G架構Option3)
路線2:直接部署5G核心網(5G架構Option2)
圖1:面向5G的核心網部署方式對比
改造EPC接入5G的方案,面臨的最大問題是:不支持網絡切片功能,不能滿足5G垂直行業(yè)對網絡切片的需求。此外,該方案是向5G演進的過渡方案,待5G核心網部署后,對原有EPC網絡的改造費用就會被浪費,改造越大浪費越多。而直接部署5G核心網對業(yè)務需求的滿足度最佳,并且還不會造成不必要的投資浪費,是當前5G網絡部署的首選方案。
另外,產業(yè)鏈能否滿足商用時間的要求,也是部署路線選擇的重要因素之一。當前3GPP規(guī)范中,5G核心網R15規(guī)范已經正式發(fā)布,遵從該規(guī)范的系統(tǒng)設備和終端設備均可滿足2019年第四季度規(guī)模商用的時間要求。
因此,直接采用5G Option2的核心網部署方案是最佳的5G演進部署路線。
(二)利舊現(xiàn)網接口,減少現(xiàn)網改造:
新網絡部署時,一個很關鍵的問題是:對現(xiàn)網設備有哪些改造需求、如何和現(xiàn)網設備共存?
通常,為了充分利舊現(xiàn)網,一般采用新網新用戶、老網老用戶的原則,即:現(xiàn)網EPC對原有2/3/4G用戶提供接入服務,新建5G核心網為5G用戶提供接入服務。
為了實現(xiàn)新建5G核心網和現(xiàn)有EPC網絡間切換時業(yè)務不中斷,需要對現(xiàn)網設備進行升級改造,支持必要的互操作接口,例如:識別5G終端,將5G終端接入至新建的5G核心網中;引入N26接口,實現(xiàn)平滑快速的4/5G網絡切換。但是,對現(xiàn)網設備的改造存在兩個問題:一個是投資的浪費;另一個是改造導致的研發(fā)周期可能影響商用部署時間要求。因此,最大程度的利舊現(xiàn)網接口成為初期5G部署的最佳方案。
例如:3GPP 5G標準中對計費系統(tǒng)也有較大的變化,對運營商計費系統(tǒng)有較大的改造要求:在線計費和離線計費合一,并且采用服務化接口。然而現(xiàn)網離線計費系統(tǒng)一般由BOSS承擔,在線計費由OCS承擔,改造難度較大。因此,新建的5G核心網在原有EPC計費架構和接口的基礎上,擴展少量5G特性的字段,對現(xiàn)網計費系統(tǒng)改造最小,是最佳的計費部署方案。
中興通訊推出的Common Core解決方案融合了EPC、5G核心網能力,在不對現(xiàn)網EPC升級改造時,也可以實現(xiàn)4/5G重合覆蓋地區(qū)的融合接入和平滑切換功能,最大限度地保障業(yè)務連續(xù)性,并且對現(xiàn)網計費等系統(tǒng)改造最小,是5G網絡部署初期的首選方案。
(三)不換卡不換號,平滑使用5G網絡:
新的網絡制式部署之后,令運營商頭痛的事情是:現(xiàn)網已有的用戶群如何遷移到新網絡中?
從2/3G過渡到4G網絡時,用戶終端需要更換新的SIM卡,運營商不得不投入很大的資金為用戶提供免費的換卡服務。5G網絡兼容原有的4G SIM卡,即:用戶不換卡不換號,只需要更換一部5G手機就可以享受5G的高速數(shù)據(jù)服務,這一點很受歡迎。
為了實現(xiàn)對原有2/3/4G用戶向5G用戶的轉換,需要將該類用戶在5G系統(tǒng)中簽約。通常,可采用如下兩種方式實現(xiàn)用戶號段向5G網絡的遷移:
單個用戶遷移:終端用戶可自主選擇是否開啟5G業(yè)務。該方案有利于運營商針對5G業(yè)務開展獨立的計費、特色套餐等服務;而且現(xiàn)有4G網絡的簽約系統(tǒng)也可最大程度的利舊。
批量號段遷移:系統(tǒng)側直接將現(xiàn)網用戶號段批量遷移至新建的5GC中。該方案不需要用戶特意去修改自己簽約的網絡,但也不利于開展5G差異化套餐。
(四)一鍵式部署,開啟智能運維之路:
5G核心網采用基于NFV技術的切片式網絡架構,傳統(tǒng)網元軟硬一體化的形態(tài)變成了硬件資源池、虛擬化資源池和網絡功能分離的架構,傳統(tǒng)的安裝運維不能滿足NFV架構下運維管理。
中興通訊網絡切片管理系統(tǒng)CloudStudio支持E2E的網絡切片編排和生命周期管理,結合人工智能技術和自動化軟件框架,實現(xiàn)基于切片的自動化設計、編排和部署,以及智能化的切片選擇,從而無需人工干預即可實現(xiàn)完全的網絡自治。
圖2:中興通訊網絡切片管理系統(tǒng)CloudStudio架構
中興CloudStudio引入DevOps方法來促進創(chuàng)新服務的敏捷開發(fā)和部署,具有按需設計、自動部署、SLA保證、智能分析和預測、安全隔離和租戶管理能力。運營商可根據(jù)行業(yè)、區(qū)域、虛擬運營商等場景需求,制定合適的網絡切片SLA,然后通過CloudStudio系統(tǒng)實現(xiàn)從資源池建設到網絡功能部署、日常監(jiān)控、故障運維、升級擴容等全方位的自動化管理,降低對操作人員的要求。
5G核心網的演進部署建議
針對現(xiàn)網向5G網絡的演進部署,中興通訊建議可按照如下3個階段進行:
階段一:現(xiàn)在~2019年,引入4/5G融合核心網,進行5G試點驗證。同時,該網絡融合的vEPC功能還可作為對現(xiàn)網EPC的擴容,該階段不需要對現(xiàn)網進行升級改造。
階段二:2020~2021年,實現(xiàn)5GC的規(guī)模商用,現(xiàn)網2/3/4G用戶逐漸遷移至5G網絡中。該階段中,可采用融合核心網的vEPC和5GC間實現(xiàn)互操作,實現(xiàn)熱點地域的4/5G用戶跨網平滑切換;如果要求全網4/5G的跨網業(yè)務連續(xù)性,則需要考慮對現(xiàn)網EPC升級以便支持與5GC的互操作。
階段三:2022年~未來,傳統(tǒng)設備逐漸退網,通過切片式運維管理,提供多樣式端到端網絡切片,以便滿足eMBB/mMTC/uRLLC不同業(yè)務場景的需求。
作者:中興通訊CCN產品架構師 鄭興明 來源:C114通信網