中国联通轻量化5G核心网白皮书_21页_777kb

中国联通轻量化5G核心网白皮书总结

核心内容

中国联通发布的《轻量化5G核心网白皮书》聚焦于5G行业专网的发展趋势、解决方案对比、轻量化5GC的特性与系统架构、新技术方向以及典型行业应用案例。白皮书旨在为行业客户提供定制化、安全、灵活、高效的5G专网建设方案，推动5G在垂直行业的深度应用。

主要观点

5G行业专网发展趋势

• 5G行业市场成为新的价值增长点，推动各行业向数字化、智能化转型。
• 行业客户对网络的SLA、隔离性、安全性、成本等有不同要求，需定制化网络解决方案。
• 传统专网技术已无法满足当前需求，5G凭借其高带宽、低时延、高可靠性等优势，成为行业专网发展的首选。

5G行业专网解决方案对比

1. 端到端网络切片的虚拟专网

   • 适用于广域场景，依赖公网资源，建设周期短，成本低。
   • 但受限于公网配置，无法完全满足高隔离、高安全等需求。

2. UPF下沉的混合专网

   • 适用于局域开放园区场景，如交通物流、工业制造等。
   • 通过数据分流实现业务数据本地化处理，保障数据安全与业务质量。
   • 但控制面与公网共享，存在运维和策略调整的复杂性。

3. 基于轻量化5GC的定制专网

   • 提供更高的安全、隔离、可控性，适用于对网络有特殊要求的行业场景。
   • 采用服务化架构（SBA）支持灵活部署与功能定制，满足多样化业务需求。
   • 是当前5G行业专网部署的主流方案，具有更强的自主性和可靠性。

关键信息

轻量化5GC的特性

1. 低成本

   • 通过共享运营商资源、精准匹配用户需求、减少冗余设计，实现网络部署与运维成本的降低。

2. 易定制

   • 支持按需组合网元功能，灵活应对不同行业的性能、安全、带宽等需求。

3. 自服务

   • 行业客户可自主管理网络、业务与用户，提升运维效率和用户体验。

4. 高安全

   • 从接入、网络、业务到管理，提供多层级安全机制，保障数据与业务安全。

5. 互联互通

   • 支持公专网之间的无缝切换与互通，满足行业用户在不同网络环境下的业务连续性需求。

6. 高可靠性

   • 支持灵活的可靠性方案，包括软件与硬件层面的冗余、备份、故障恢复等机制。

轻量化5GC的系统架构

• 采用“3+2+X”架构，其中“3”为AMF、SMF、UPF，“2”为UDM、AUSF，“X”为PCF、NSSF、CHF、NEF等。
• 根据部署需求，可分为以下四类系统模型：
  • 单体网络型5GC：适用于业务种类单一的场景，如产学研创新网络。
  • 切片管理型5GC：支持多业务切片，实现“一网多用”。
  • 网络能力开放型5GC：通过NEF开放网络能力，支持边缘计算与第三方应用集成。
  • 运营能力开放型5GC：引入CHF实现计费功能，提升专网的可运营性。

轻量化5GC的设计原则

• 网元及功能定制化：裁剪冗余网元，保留共性功能，支持个性化定制。
• 设备规格多样化：支持多种形态与规格的设备，满足不同场景的部署需求。
• 部署便利与运维灵活：实现即插即用，支持多种运维模式，如集中运维、本地运维等。
• 增强安全保障：在接入、网络、业务、管理等多个层面提供安全机制，保障数据与业务安全。
• 提升系统可靠性：支持灵活的可靠性方案，确保网络长时间稳定运行。

新技术与新方向

1. 基于云原生的敏捷核心网

   • 采用微服务架构，实现快速部署、灵活扩展、高效资源利用。
   • 支持分钟级部署与全生命周期管理，提升网络响应速度和业务创新能力。

2. 引入AI提升运维智能化水平

   • 实现自动化运维、智能故障定位、策略预测、闭环优化等。
   • 通过AI与网络的深度融合，提升网络智能化与自动化水平。

3. 接入异构化

   • 支持多种接入技术（如Wi-Fi、固网、NB-IoT等）与5G核心网融合。
   • 提供一致的业务体验，满足不同终端的泛在接入需求。

4. 关注新特性，赋能智能制造与IIoT

   • 强化对5G LAN、uRLLC、TSN等新特性的支持。
   • 5G LAN实现局域网内的点对点通信；uRLLC保障高可靠性低时延通信；TSN确保关键数据的确定性传输。

典型案例

1. 山东兖矿智慧矿山项目

   • 部署基于轻量化5GC的定制专网，实现井上与井下视频监控与控制。
   • 采用容器化平台、本地UPF与MEC，保障数据不出园区，提升安全性与实时性。

2. 马栏山视频产业园智慧文创园项目

   • 部署湖南第一张5G定制专网，支持高清视频、VR/AR、直播、云游戏等业务。
   • 采用白盒化5G小基站、MEC与轻量化5GC结合，实现园区数据本地化处理与安全隔离。

总结与展望

中国联通将持续推动轻量化5GC在垂直行业的应用，致力于打造性能优良、安全可靠、成本可控、灵活敏捷的本地化5G精品专网。未来，随着3GPP标准的演进（如Release 17和Release 18），轻量化5GC将具备更强大的功能增强与网络优化能力，进一步加速5G与垂直行业的深度融合，推动数字经济的高质量发展。