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破茧成蝶,构建5G“水滴”核心网

2019-10-24 09:14
来源: 飞象网

经过2G/3G/4G数十年的积累,通信行业在5G时代迎来跨越式的深层变革,正是前几代通信的累积量变,引发了5G的革命性质变,一举破除历代通信面临的各类壁垒与难题,使得真正意义上的5G灵智网络降世。

5G核心网处于5G变革的浪潮之巅,以云原生/SBA/AI为技术基石,集灵活、敏捷、智能、开放为一体,为5G赋能万业提供了强劲动力。“如同三体中的水滴一样,中兴通讯5G核心网以极简的产品,融合了极广的场景应用;用最敏捷的身躯,实现5G快速商用;以真开放的架构,赋能5G行业快速落地”,中兴通讯核心网产品规划总监冯建业在近日召开的GNTC大会上表示。

图:中兴通讯中兴通讯核心网产品规划总监冯建业在GNTC大会发言

“水滴”核心网之敏捷

5G核心网以NFV/SBA架构为根基,在通信历史上首次实现了软硬件解耦,使得核心网的部署不再受制于专属硬件,云在哪里,核心网的触角就能部署到哪里;同时也改变了之前先建设后使用,市场需求要跟着核心网建设走的规划思路,变成先有需求再部署核心网,建设跟着市场需求走,实现真正了市场驱动网络建设,以最终市场效益指导核心网部署位置及规模。

5G初期覆盖较小,为了满足商用,4G/5G互操作成为必选,由此引发4G/5G核心网部分功能融合需求。考虑到未来部署的快捷简易,中兴通讯积极打造全融合核心网,将2G/3G/4G/5G核心网归一,并同时提供NSA/SA功能,该融合不是简单的功能融合,而是将2G/3G/4G核心网也改造成了SBA架构,全面享受NFV/SBA带来的诸多便利,彻底打通全制式核心网敏捷服务。

基于SBA构建的5G核心网,其网络功能全部实现了微服务化,基于无状态设计的理念,所有组件既可按需裁剪,也可按需合并,使得极简网络商用成为可能;同时将诸如负载均衡、路由管理、数据库等微服务抽取放入公共组件库,这些组件既可以拿来组装标准的SMF/AMF等5GC网络功能,也可以拿来组装IT类的服务(比如MEC平台上的行业应用等),真正实现了组件级的能力开放。

为应对5G的超低时延应用,中兴通讯不仅提供了通用的软件加速方案,也提供了基于定制加速网卡的硬件加速方案,该硬件加速方案可实现微秒级的超低时延转发,提供数倍于软件加速的吞吐量,完美支撑5G uRLLC场景应用。

“水滴”核心网之灵活

5G时代是从人网迈向万物互联的时代,而万物互联为整个网络带来的极大的不确定性需求。为应对行业的未知需求,5G核心网需要足够灵活。

不同于人网,行业对网络流量的出口位置要求更加苛刻,5G核心网天然支持C/U分离,U面只有虚拟化后,才能支持按需随意部署到接入云/边缘云/中心云,才能满足各类应用场景的需要。中兴通讯5G“水滴”核心网在业界最早支持虚拟化U面,为5G商用提前打下坚实根基。

为应对不同行业千变万化的网络需求,5G引入了网络切片,用一张张逻辑上独立的专用网络来实现一个行业一类专网的目的,实现了整网资源分时复用,满足行业需求的同时也大幅提升了资源利用率。这其中有一个关键之处:网络切片能否按照行业需求在准确的时间、准确的地点提供准确特性的逻辑专网?为此,中兴通讯提供了端到端的切片生命周期管理系统,该系统可以基于时间、地点、人群等等各类维度创建维护切片,真正实现了网络切片随愿而生、随愿而释。

在5G试点,边缘是服务行业的主战场,能否做好MEC解决方案很大程度上决定了行业的服务质量,为适配不同行业、不同场景的需要,MEC既要能部署到基站上,也要能部署在接入机房,还要能部署到边缘DC,这其中对MEC设备的形态要求存在较大差异。能大能小是MEC的关键要求之一。中兴通讯为更好地服务运营商,提供了从小到大全系列MEC设备,切实满足边缘各类场景应用。

“水滴”核心网之智能

前几代核心网带给我们的经验是,运维越来越复杂。而到了5G时代,无数的网络切片专网引入后,运维难度呈指数级上升,此时,引入智能运维不再是可选,而是必须要做的事情。智能运维的引入不是一蹴而就的事情,将运维工作尽可能实现自动化是智能的前提。中兴通讯提供了从部署、上线、监控等全系列的自动化运维工具,基于自动化工具的开放API,我们很容易将基于AI算法做出的决策落实到网络中。基于这个思路,当前我们可以基于智能分析决策网络切片的部署、查找告警的根因、动态调度流量转发路径等。

“水滴”核心网之开放

万物互联意味着全行业的参与,全行业的需求意味着仅靠运营商是无法满足的,运营商需要提供一个支点,以撬动万物互联的5G时代,这个支点就是能力开放。

对核心网来说,开放的核心问题在于,能否将网络的所有能力以灵活便捷、低成本的方式提供给上层应用。这个问题在2G/3G/4G时代都没能很好的解决,5G时代引入SBA理念后,能力开放具备了很好的架构基础,使得这一问题得到解决。

为了支撑便捷低成本的能力开放,中兴通讯提供了统一的API网关,该网关汇聚了5GC及MEC的所有能力,统一向上层应用开放。当前中兴通讯可以开放的能力覆盖了基础通讯能力、管道连接能力、网络切片能力、边缘计算能力、云计算能力、AI能力、运维管理能力等各个方面,巨量网络能力通过汇聚的网关以简单的API接口开放给各类应用,为运营商构建5G万物互联的基础开放平台、强力凝聚5G行业生态提供了无限可能。

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