【中国联通研究院】5G随行网络增强架构白皮书_35页_2mb
报告摘要
中国联通5G随行网络增强架构白皮书总结
核心内容
中国联通5G随行网络增强架构白皮书提出了一种面向未来5G网络发展的新架构,旨在应对日益复杂的业务部署需求和网络运维挑战。该架构围绕“用户和业务双中心”理念,结合分层分区管理、区块链技术、边缘计算等创新手段,构建灵活、安全、可靠的通信网络,实现用户与业务的无缝对接与高效路由。
主要观点
- 网络架构增强:通过横向分层与纵向分区,构建三层架构(数据存储层、管理控制层、业务路由层),实现网络的灵活管理与高效路由。
- 用户与业务双中心:网络不仅关注用户位置,还关注业务部署位置,支持根据业务特性制定差异化路由策略。
- 数据存储与容灾:采用集中与分布式结合的方式存储用户数据,引入区块链技术实现数据存储的异地容灾,提高数据安全性与可靠性。
- 业务路由优化:通过业务信息管理系统实现全网业务位置管理,支持跨子网会话协同与边缘业务路由,提升业务访问效率。
- 运维容灾策略:支持各层之间的惯性运行与容灾机制,减少跨子网信令流量,提升网络健壮性与稳定性。
关键信息
一、网络发展面临的挑战
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业务发展需求及挑战:
- 传统网络难以满足多样化业务的精准路由需求。
- 5G网络引入后,业务部署更加分散,需支持内容绑定类、时延敏感类、热点部署类等不同业务类型。
- 用户漫游数量增加,传统签约管理方式无法满足灵活、快速的业务开通与管理需求。
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网络运维需求及挑战:
- 传统容灾机制存在单点故障风险,无法满足高安全、高稳定业务需求。
- 用户数据存储与管理需考虑容灾能力,防止归属地故障对漫出用户造成影响。
- 网络需支持跨子网协同与惯性运行,提升运维效率。
二、5G随行网络增强架构
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总体原则:
- 用户和业务双中心管理。
- 分层分区本地化管理,提升网络灵活性与可靠性。
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网络总体架构:
- 横向分层:数据存储层、管理控制层、业务路由层。
- 纵向分区:各子网具备独立的管理控制层与业务路由层。
- 水平互通:各子网之间可实现策略协商与流量疏导。
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数据存储层:
- 存储用户基本数据与地区数据,支持集中或分布式部署。
- 区块链技术用于跨子网数据同步与容灾,提升数据安全性。
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管理控制层:
- 包括UDM、PCF、AMF、SMF等网元,负责用户鉴权、策略生成与下发。
- 支持跨子网策略协商,实现灵活的会话管理。
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业务路由层:
- 负责流量路由疏导,实现QoS管理与路径优化。
- 仅接受本子网管理控制层下发的路由规则,确保路由策略的安全性。
三、主要功能及关键技术
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个性化用户数据管理:
- 基本数据通用存储,支持集中与分布式部署。
- 地区用户数据基于子网管理,支持本地特色业务一键开通。
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广域定制化业务路由:
- 支持第三方业务注册托管,通过业务子网代码查询实现最优路由。
- 跨子网会话协同,实现灵活的策略协商与业务执行。
- 边缘业务路由通过DNS查询与EAS发现功能实现就近访问。
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分层分区容灾方式:
- 数据存储层采用区块链技术实现异地容灾,保障数据一致性与安全性。
- 各层之间支持惯性运行,减少跨层依赖,提升容灾效率。
四、随行网络应用场景
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专网业务漫游:
- 支持用户根据位置自动接入最近的业务节点,如车联网用户接入最近数据中心。
- 通过业务信息管理系统实现就近接入,解决传统架构中无法实现的路由问题。
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边缘业务接入:
- 用户进入特定区域(如景区)时,可自动接入本地边缘业务,如故宫旅游资源。
- 通过API网关与业务信息管理系统实现本地业务注册与用户签约策略下发。
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基于位置容灾:
- 用户漫出后,若归属地或拜访地出现故障,网络可支持用户在相邻子网中获取备份数据。
- 惯性运行机制保障用户在短时间内继续使用业务,为故障排查争取时间。
未来展望
中国联通将持续推进5G随行网络增强架构的研究与实践,探索区块链、边缘计算、分层分区管理等技术在通信网络中的深度融合应用。未来将联合产业各方,推动跨子网安全认证、业务管理与计费等能力的完善,构建更加灵活、安全、高效的通信网络,助力数字化转型与网络强国建设。
缩略语
| 缩写 | 英文全称 | 中文名称 |
|---|---|---|
| AMF | Access and Mobility Management Function | 接入与移动性管理功能 |
| DNN | Data Network Name | 数据网络名称 |
| DNS | Domain name system | 域名系统 |
| EAS | Edge application server | 边缘应用服务器 |
| EASDF | Edge application server discovery function | 边缘应用服务器发现功能 |
| FQDN | Fully Qualified Domain Name | 全称域名 |
| PCF | Policy Control Function | 策略控制功能 |
| SMF | Session Management Function | 会话管理功能 |
| S-NSSAI | Single Network Slice Selection Assistance Information | 单网络切片选择辅助信息 |
| UDM | Unified Data Management | 统一数据管理 |
| UE | User Equipment | 用户设备 |
| UPF | User Plane Function | 用户面功能 |
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