全融合核心网,助力5G快速部署

发布时间:2019-03-06 作者:郑兴明 中兴通讯 阅读量 :

随着5G网络部署的脚步越来越近,各行业对运营商5G网络充满了期待。同时,对于接入5G的核心网如何部署,有几个问题困扰着运营商:传统EPC网络是否可以满足5G垂直业务千变万化的需求?采用服务化架构的5G核心网对现网设备的对接改造有多大?对传统运维模式的变更有多少?如何满足行业用户需求、如何与现网互通共存、如何平滑割接用户、如何运营维护网络,是当前运营商部署5G核心网面临的主要问题。

5G核心网部署方案
要实现向未来5G全融合核心网的平滑演进,需要考虑5G核心网与现网设备的互操作、用户数据的迁移、运维等方面。
路线选择:直接部署5GC vs. 改造EPC
为了满足用户5G上网的需求,核心网的部署当前主要有两种方式(见图1):

 

   -路线1:改造EPC支持5G无线的接入(5G架构Option3);

   -路线2:直接部署5G核心网(5G架构Option2)。

改造EPC接入5G的方案,面临的最大问题是不支持网络切片功能,不能满足5G垂直行业对网络切片的需求。此外,该方案是向5G演进的过渡方案,待5G核心网部署后,对原有EPC网络的改造费用就会被浪费,改造越大浪费越多。而直接部署5G核心网对业务需求的满足度最佳,不会造成不必要的投资浪费。

此外,产业链能否满足商用时间的要求,也是部署路线选择的重要因素之一。当前3GPP规范中,5G核心网R15规范已经正式发布,遵从该规范的系统设备和终端设备均可满足2019年第四季度规模商用的时间要求。

因此,直接采用5G Option2的核心网部署方案是最佳的5G演进部署路线。

如何与现网设备共存:利旧现网接口,减少现网改造

新网络部署时,一个很关键的问题是对现网设备有哪些改造需求,如何和现网设备共存。通常,为了充分利旧现网,一般采用新网新用户、老网老用户的原则,即:现网EPC对原有2G/3G/4G用户提供接入服务,新建5G核心网为5G用户提供接入服务。

为了实现新建5G核心网和现有EPC网络间切换时业务不中断,需要对现网设备进行升级改造,支持必要的互操作接口,例如:识别5G终端,将5G终端接入至新建的5G核心网;引入N26接口,实现平滑快速的4G/5G网络切换。但是,对现网设备的改造存在两个问题:一个是投资的浪费;另一个是改造导致的研发周期可能影响商用部署时间要求。因此,最大程度利旧现网接口是初期5G部署的最佳选择。

例如,3GPP 5G标准中对计费系统有较大的变化,对运营商计费系统有较大的改造要求:在线计费和离线计费合一,并且采用服务化接口。而现网离线计费系统一般由BOSS承担,在线计费由OCS承担,改造难度较大。因此,新建的5G核心网在原有EPC计费架构和接口的基础上,扩展少量5G特性的字段,对现网计费系统改造最小。

中兴通讯推出的Common Core解决方案融合了EPC、5G核心网能力,不对现网EPC升级改造,也可以实现4G/5G重合覆盖地区的融合接入和平滑切换功能,最大限度保障业务连续性,并且对现网计费等系统改造最小,是5G网络部署初期的首选方案。

不换卡不换号,实现用户的平滑迁移

新的网络制式部署之后,最令运营商头痛的事情是:现网已有的用户群如何迁移到新网络?

从2G/3G过渡到4G网络时,用户终端需要更换新的SIM卡,运营商不得不投入很大的资金为用户提供免费的换卡服务。5G网络兼容原有的4G SIM卡,即:用户不换卡不换号,只需要更换一部5G手机就可以享受5G的高速数据服务。这一点很受运营商欢迎。

为了实现对原有2G/3G/4G用户向5G用户的转换,需要将该类用户在5G系统中签约。通常,可采用如下两种方式实现用户号段向5G网络的迁移:

   -单个用户迁移:终端用户可自主选择是否开启5G业务。该方案有利于运营商针对5G业务开展独立的计费、特色套餐等服务,而且现有4G网络的签约系统也可最大程度利旧。

   -批量号段迁移:系统侧直接将现网用户号段批量迁移至新建的5GC中。该方案不需要用户修改自己签约的网络,但也不利于开展5G差异化套餐。

一键式部署,开启智能运维之路

5G核心网采用基于NFV技术的切片式网络架构,传统网元软硬一体化的形态变成了硬件资源池、虚拟化资源池和网络功能分离的架构,传统的安装运维模式不能满足NFV架构下网络的运维管理。

中兴通讯网络切片管理系统CloudStudio支持E2E的网络切片编排和生命周期管理,结合人工智能技术和自动化软件框架,实现基于切片的自动化设计、编排和部署,以及智能化的切片选择,无需人工干预即可实现完全的网络自治(见图2)。

 

中兴CloudStudio引入DevOps方法来促进创新服务的敏捷开发和部署,具有按需设计、自动部署、SLA保证、智能分析和预测、安全隔离和租户管理能力。运营商可根据行业、区域、虚拟运营商等场景需求,制定合适的网络切片SLA,然后通过CloudStudio系统实现从资源池建设到网络功能部署、日常监控、故障运维、升级扩容等全方位的自动化管理,降低对操作人员的要求。

5G核心网的演进部署建议

针对现网向5G网络的演进部署,中兴通讯建议可按照如下三个阶段进行:

阶段一:现在~2019年,引入4G/5G融合核心网,进行5G试点验证。同时,该网络融合的vEPC功能还可作为对现网EPC的扩容,该阶段不需要对现网进行升级改造。

阶段二:2020~2021年,实现5GC的规模商用,现网2G/3G/4G用户逐渐迁移至5G网络中。该阶段中,可采用融合核心网的vEPC和5GC间实现互操作,实现热点地域的4G/5G用户跨网平滑切换;如果要求全网4G/5G的跨网业务连续性,则需要考虑对现网EPC升级以便支持与5GC的互操作。

阶段三:2022年~未来,传统设备逐渐退网,通过切片式运维管理,提供多样式端到端网络切片,以便满足eMBB/mMTC/uRLLC不同业务场景的需求。

5G的商用部署就在眼前,全新的产品架构、更快的业务体验、统一的接入方式、海量的终端连接,将给各行各业带来怎样的创新,将给我们的生活带来怎样的变化,让我们拭目以待。