全融合核心網(wǎng)，助力5G快速部署

5G網(wǎng)絡(luò)部署面臨的問題

隨著AR/VR/高清視頻/3D視頻等業(yè)務(wù)對(duì)高速帶寬的需求，智慧城市/智能抄表等業(yè)務(wù)對(duì)海量終端接入的需求，車聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)控制/遠(yuǎn)程醫(yī)療等業(yè)務(wù)對(duì)低時(shí)延高可靠的網(wǎng)絡(luò)需求越來越迫切，5G網(wǎng)絡(luò)部署的腳步也越來越近，各行業(yè)對(duì)運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)充滿了期待。

同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商也對(duì)接入5G的核心網(wǎng)如何部署存在較大的困擾：一方面，傳統(tǒng)EPC網(wǎng)絡(luò)是否可以滿足5G垂直業(yè)務(wù)千變?nèi)f化的需求；另一方面，采用服務(wù)化架構(gòu)的5G核心網(wǎng)也對(duì)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)帶來了較大的沖擊，比如對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的對(duì)接改造、運(yùn)維模式的變更等。

如何滿足行業(yè)用戶，如何與現(xiàn)網(wǎng)互通共存，如何平滑割接用戶，如何運(yùn)營(yíng)維護(hù)，是當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商部署5G核心網(wǎng)面臨的主要問題。

5G核心網(wǎng)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(wǎng)的需求，核心網(wǎng)的部署當(dāng)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(gòu)Option3）

路線2：直接部署5G核心網(wǎng)（5G架構(gòu)Option2）

圖1:面向5G的核心網(wǎng)部署方式對(duì)比

改造EPC接入5G的方案，面臨的最大問題是：不支持網(wǎng)絡(luò)切片功能，不能滿足5G垂直行業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片的需求。此外，該方案是向5G演進(jìn)的過渡方案，待5G核心網(wǎng)部署后，對(duì)原有EPC網(wǎng)絡(luò)的改造費(fèi)用就會(huì)被浪費(fèi)，改造越大浪費(fèi)越多。而直接部署5G核心網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)需求的滿足度最佳，并且還不會(huì)造成不必要的投資浪費(fèi)，是當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)部署的首選方案。

另外，產(chǎn)業(yè)鏈能否滿足商用時(shí)間的要求，也是部署路線選擇的重要因素之一。當(dāng)前3GPP規(guī)范中，5G核心網(wǎng)R15規(guī)范已經(jīng)正式發(fā)布，遵從該規(guī)范的系統(tǒng)設(shè)備和終端設(shè)備均可滿足2019年第四季度規(guī)模商用的時(shí)間要求。

因此，直接采用5G Option2的核心網(wǎng)部署方案是最佳的5G演進(jìn)部署路線。

（二）利舊現(xiàn)網(wǎng)接口，減少現(xiàn)網(wǎng)改造：

新網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，一個(gè)很關(guān)鍵的問題是：對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備有哪些改造需求、如何和現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備共存？

通常，為了充分利舊現(xiàn)網(wǎng)，一般采用新網(wǎng)新用戶、老網(wǎng)老用戶的原則，即：現(xiàn)網(wǎng)EPC對(duì)原有2/3/4G用戶提供接入服務(wù)，新建5G核心網(wǎng)為5G用戶提供接入服務(wù)。

為了實(shí)現(xiàn)新建5G核心網(wǎng)和現(xiàn)有EPC網(wǎng)絡(luò)間切換時(shí)業(yè)務(wù)不中斷，需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，支持必要的互操作接口，例如：識(shí)別5G終端，將5G終端接入至新建的5G核心網(wǎng)中；引入N26接口，實(shí)現(xiàn)平滑快速的4/5G網(wǎng)絡(luò)切換。但是，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的改造存在兩個(gè)問題：一個(gè)是投資的浪費(fèi)；另一個(gè)是改造導(dǎo)致的研發(fā)周期可能影響商用部署時(shí)間要求。因此，最大程度的利舊現(xiàn)網(wǎng)接口成為初期5G部署的最佳方案。

例如：3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)也有較大的變化，對(duì)運(yùn)營(yíng)商計(jì)費(fèi)系統(tǒng)有較大的改造要求：在線計(jì)費(fèi)和離線計(jì)費(fèi)合一，并且采用服務(wù)化接口。然而現(xiàn)網(wǎng)離線計(jì)費(fèi)系統(tǒng)一般由BOSS承擔(dān)，在線計(jì)費(fèi)由OCS承擔(dān)，改造難度較大。因此，新建的5G核心網(wǎng)在原有EPC計(jì)費(fèi)架構(gòu)和接口的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展少量5G特性的字段，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)改造最小，是最佳的計(jì)費(fèi)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(wǎng)能力，在不對(duì)現(xiàn)網(wǎng)EPC升級(jí)改造時(shí)，也可以實(shí)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(wù)連續(xù)性，并且對(duì)現(xiàn)網(wǎng)計(jì)費(fèi)等系統(tǒng)改造最小，是5G網(wǎng)絡(luò)部署初期的首選方案。

（三）不換卡不換號(hào)，平滑使用5G網(wǎng)絡(luò)：

新的網(wǎng)絡(luò)制式部署之后，令運(yùn)營(yíng)商頭痛的事情是：現(xiàn)網(wǎng)已有的用戶群如何遷移到新網(wǎng)絡(luò)中？

從2/3G過渡到4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶終端需要更換新的SIM卡，運(yùn)營(yíng)商不得不投入很大的資金為用戶提供免費(fèi)的換卡服務(wù)。5G網(wǎng)絡(luò)兼容原有的4G SIM卡，即：用戶不換卡不換號(hào)，只需要更換一部5G手機(jī)就可以享受5G的高速數(shù)據(jù)服務(wù)，這一點(diǎn)很受歡迎。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)原有2/3/4G用戶向5G用戶的轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)用戶號(hào)段向5G網(wǎng)絡(luò)的遷移：

單個(gè)用戶遷移：終端用戶可自主選擇是否開啟5G業(yè)務(wù)。該方案有利于運(yùn)營(yíng)商針對(duì)5G業(yè)務(wù)開展獨(dú)立的計(jì)費(fèi)、特色套餐等服務(wù)；而且現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的簽約系統(tǒng)也可最大程度的利舊。

批量號(hào)段遷移：系統(tǒng)側(cè)直接將現(xiàn)網(wǎng)用戶號(hào)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(wǎng)絡(luò)，但也不利于開展5G差異化套餐。

（四）一鍵式部署，開啟智能運(yùn)維之路：

5G核心網(wǎng)采用基于NFV技術(shù)的切片式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，傳統(tǒng)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)功能分離的架構(gòu)，傳統(tǒng)的安裝運(yùn)維不能滿足NFV架構(gòu)下運(yùn)維管理。

中興通訊網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)CloudStudio支持E2E的網(wǎng)絡(luò)切片編排和生命周期管理，結(jié)合人工智能技術(shù)和自動(dòng)化軟件框架，實(shí)現(xiàn)基于切片的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、編排和部署，以及智能化的切片選擇，從而無需人工干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)完全的網(wǎng)絡(luò)自治。

圖2：中興通訊網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)CloudStudio架構(gòu)

中興CloudStudio引入DevOps方法來促進(jìn)創(chuàng)新服務(wù)的敏捷開發(fā)和部署，具有按需設(shè)計(jì)、自動(dòng)部署、SLA保證、智能分析和預(yù)測(cè)、安全隔離和租戶管理能力。運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)行業(yè)、區(qū)域、虛擬運(yùn)營(yíng)商等場(chǎng)景需求，制定合適的網(wǎng)絡(luò)切片SLA，然后通過CloudStudio系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從資源池建設(shè)到網(wǎng)絡(luò)功能部署、日常監(jiān)控、故障運(yùn)維、升級(jí)擴(kuò)容等全方位的自動(dòng)化管理，降低對(duì)操作人員的要求。

5G核心網(wǎng)的演進(jìn)部署建議

針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)向5G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)部署，中興通訊建議可按照如下3個(gè)階段進(jìn)行：

階段一：現(xiàn)在~2019年，引入4/5G融合核心網(wǎng)，進(jìn)行5G試點(diǎn)驗(yàn)證。同時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)融合的vEPC功能還可作為對(duì)現(xiàn)網(wǎng)EPC的擴(kuò)容，該階段不需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造。

階段二：2020~2021年，實(shí)現(xiàn)5GC的規(guī)模商用，現(xiàn)網(wǎng)2/3/4G用戶逐漸遷移至5G網(wǎng)絡(luò)中。該階段中，可采用融合核心網(wǎng)的vEPC和5GC間實(shí)現(xiàn)互操作，實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)地域的4/5G用戶跨網(wǎng)平滑切換；如果要求全網(wǎng)4/5G的跨網(wǎng)業(yè)務(wù)連續(xù)性，則需要考慮對(duì)現(xiàn)網(wǎng)EPC升級(jí)以便支持與5GC的互操作。

階段三：2022年~未來，傳統(tǒng)設(shè)備逐漸退網(wǎng)，通過切片式運(yùn)維管理，提供多樣式端到端網(wǎng)絡(luò)切片，以便滿足eMBB/mMTC/uRLLC不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求。

作者：中興通訊CCN產(chǎn)品架構(gòu)師 鄭興明 來源：C114通信網(wǎng)