5G网络架构演进的思考

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1、5G网络架构演进的思考谭仕勇2015.05目录5G网络面临的挑战关于重新设计5G网络架构的思考现有网络架构的痛点HSSAAA用户面：不灵活SPR需支持多个控制面网元接口UTRAN/SGSNMMEPCRFOCS可编程能力差GERAN难以支撑动态伸缩OFCSUEeNodeBSGWPGWTDFPDN控制面：控制逻辑分散LIGDHCP两个控制中心：MME、PCRFNon-ePDGBMSC两个网元存放签约数据：HSS、SPR3GPP众多其他网元：OCS/OFCS、ANDSF、AAA等基于自主硬件网络能力开放：不成熟功能固定：新特性需要使用新的版本用户面可编程能力差

2、容量固定：伸缩困难，资源闲置，扩容复杂控制面控制逻辑分散位置固定：不能进行动态迁移开放所需数据分布在网络中网元众多：为了支撑新功能，不断引入新网元网络管理：复杂需要很多手动配置NFV（网络功能虚拟化）正在改变移动网络的实现方式。故障定位困难基于NFV，可以对下一代网络架构重新进行设计。新业务上线时间长用户面的挑战AAADHCPServerServerLIGOCSCGGWMMEACCllhOhAocanaOAIPrfaLLrgligfAtiIIniiloinennnggePCRFGTPv0V1SGSNGTPv0V1OCSPolicyGTPv2PCRFS4SGS

3、NGTPv1GTPv1RNCTunnelOFCSGTPv2DataVPNMMEUGWGTPv2(UnifiedPacketGateway)GTPV1SGWTunnelPMIPv6DataBMSC……PMIPv6GTPv1eNodeBGTPv2MIPGTPV1MIPPMIPv6PGWPDNNon-3GPPPMIPv6PMIPv6PMIPv6难以满足5G网络极低的时延要求5G毫秒级端到端时延的需求，必然促使网关下移。据估算，网关数量将增加10到100倍。直接将现有的网关设备布置到较低位置会增加CAPEX和OPEX。网关和控制面实体之间存在很多接口，使网络拓扑结构非常复

4、杂。网关布置更加分散，升级或重新配置网关更加困难控制面的挑战例1：MBB网络中的QoS协商例2：基于SSL进行QoS控制MME上进HSS上进行默认承网关上进SPR上进行PCRF上进行Sy行QoS协商QoS签约行QoS协QoS签约QoS协商SPRAFOCS载的商QCI、MMEHSSSPRPCRFPCRFBBERTDFPCEFOFCSUEeNodeBS-GWP-GWSCEFQoS协商过程涉及网络中的多个实体，一旦出现冲突，为了支持基于SSL(SubscriberSpendingLimits)的定位困难，解决周期很长。QoS控制特性，定义了一个新的接口Sy。控制逻辑分散导致的

5、问题分散的控制逻辑可能导致冲突。引入新特性需要更改或增加接口，标准化周期很长。IMT-2020推进组提出的5G愿景5G愿景信息随心至，万物触手及渗透到未来社会的各个领域以用户为中心构建全方位的信息生态系统拉近万物的距离提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴来源：IMT-2020(5G）愿景和需求白皮书总结挑战物联网流量时延泛在网企业应用业务创新运维平滑演进安全成本海量连接视频爆发自动驾驶多RAT弹性定制TTM自动化异构组网用户隐私CAPEX信令开销千倍流量在线游戏固移融合MVNO能力开放灵活部署互联互通统一认证OPEX终端耗电体验速率远程医疗后向兼

6、容KPI总流量数据速率连接数端到端时延提升1000倍提升10~100倍提升10~100倍减少10倍备选技术NFVSDNMECSOABigDataICN…架构重新设计5G网络架构目录5G网络面临的挑战关于重新设计5G网络架构的思考新网络架构概述1分布式用户面：分布更广，更靠近用户IMSOTTIoTEnterprisCP:ControlPlane功能更简单UP:UserPlaneeEP:EnablingPlane可编程性提升34D-GW:DistributedGatewayNewCoreEPC-GW:Centralized融合控制面：Gateway2网元种类减少M统

7、一控制逻辑NewCoreCPG融合数据库2UnifiedControlEntityUnifiedDBT开放的使能平面：NFVInfrastructure开放更多更强的网络能3力大数据NewCoreUP敏捷的管理平面：E2E虚拟网络自动管理ePCEF4C-统一的NFV基础设施1NewCoreUPGWePCEF5•集中的行业应D-用GWNFVInfrastructure•企业网VPN•语音•时延不敏感业务灵活的逻辑架构•时延敏感应用•漫游Home•本地化应用+Routed5NFVInfrastructure•热点本地缓存•