1、1NSA網絡架構及各網元功能2017年亮點及不足5G網絡架構5G概述概述1 100kbps速率互聯網應用 互聯網應用開始出現以語音業務核心 移動電話業務廣泛應用 提供低速數據業務數據業務開始發展 幾十Mbps速率以語音業務為主 移動電話業務仍然應用廣泛eMBB 百兆的用戶體驗VoNR超高速移動 500km/h移動數據業務進一步提速 10Gbp+速率 幾百Mbps速率VoLTE 基于IMS的全IP的語音業務 基于VoIP的語音業務的持續發展數據業務占絕對主導高速移動垂直行業 350Km/h uRLLC超低時延、mMTC超大連接移動互聯網 Mbps級別的用戶體驗5G5G面向垂直行業和萬物互聯，支持

2、更高速率，更大連接，更低延時什么是5G5G解決了哪些問題？移動數據業務流量爆炸式增長現有4G4G網絡容量難以滿足Source: Cisco VNI Mobile, 2017 7EB11EB17EB24EB35EB49EB相比2016年，預計到2021年，全球移動數據業務總需求將增長7倍 AR/VR，超高清視頻，裸眼3D等新型業務，用戶體驗速率需求將達到Gbps+ 用戶體驗速率要求越來越高現有4G4G網絡承載能力終將不足Source: IMT-2020(5G推進組)5G愿景及白皮書至2020年，全球物聯網連接數將達到上千億 l 車聯網領域：自動駕駛： 端到端時延低于3ms，可靠性至少99.999

3、%l 工業互聯網領域：網絡能力差異較大，某些工業控制類業務要求超低時延（1ms），高可靠性（99.999%）l 其他新領域：高端智能機器人，智能電網，遠程醫療等，要求上百Mbps，1ms幾十ms 端到端時延，接近100%可靠性車聯網，工業控制等新領域要求1ms低時延，近100%高可靠物聯網蓬勃發展，現有4G4G網絡海量連接能力待提升車聯網，工業控制等新領域，現有4G4G網絡難以滿足超低時延超高可靠場景需求MbpsEB5G面臨哪些問題5G遠景1000倍網絡容量提升10-100倍用戶速率提升每平方公里1000K連接數10倍+電池壽命延長1ms時延99.999%可靠性增強移動寬帶eMBB海量機器通信

4、mMTC超高可靠低時延通信URLLCGB/秒移動通信3D/超高清視頻高清語音云游戲VR/AR智能家居智慧城市工業自動化自動駕駛高可靠應用M2M云辦公移動醫療智能交通5G解決了什么問題第一步技術研發試驗信通院牽頭201520162017201820192020關鍵技術驗證2015/62016/92020商用技術方案驗證2016/62017/9多場景系統驗證2017/62018/10第二步(20192020)產品研發試驗國內運營商牽頭5G 第一階段（WI Phase 1）5G 第二階段（WI Phase 2）5G 研究階段（SI Phase）5G 演14R1

5、55G技術研發試驗分三步實施：n關鍵技術驗證（2016.9）：單點關鍵技術樣機功能和性能測試n技術方案驗證（2016.62017.9）：針對不同廠商的技術方案，基于統一頻率，統一規范，開展單基站性能測試和無線接入網和核心網增強技術的功能、性能和流程測試n系統驗證（2017.62018.10 ）：開展5G系統的組網技術功能和性能測試；5G典型業務演示截止17年9月份有七家單位：中興通訊、華為、大唐電信、愛立信、諾基亞上海貝爾、英特爾、三星完成國家第一階段的關鍵技術驗證測試；測試結果達到預期R16國家5G試驗及商用規劃標準征集國家5G實驗及商用計劃5G頻譜介紹4WRC15/19WRC1910504

6、030206080709056100 GHz高頻中低頻24.2527.531.8 33.43740.542.543.545.54747.250.26650.452.6768186700M3.43.63.84.94.43210高頻: 27.5-28.35G 37-38.6G38.6-40G64-71G中低頻: 2.5G600M高頻: 24.25-27.5G31.8-33.4G40.5-43.5G中低頻:3.4-3.6G3.6-3.8G700M高頻: 24.25-27.5G37-43.5G中頻: 2.6G3.3-3.6G4.8-5G高頻: 26.5-29.5G中頻: 3.4-3.7G高頻: 27.

7、5-29.5G中頻: 3.4-3.7G4.4-5G28.351.4中國頻譜分配方案25002655269025552575263560MHz20MHz20MHzCurrent allocation of 2.6GHzUndistributed5G頻譜分配方案：2500269025152675160MHz(2.6GHz)100MHz(4.9GHz)中國移動中國聯通中國電信100MHz(3.5GHz)100MHz(3.5GHz) 中移獲得2.6GHz頻段新增100MHz頻段，共計160MHz，4.9GHz上100MHz 聯通和電信共分3.5G上的200MHz頻段，兩家各分100MHz 3.5GHz

8、頻段上我司設備A9611 S35滿足IBW和OBW需求，不需要改造 2.6G上中移方案存在多種可能，需要詳細討論，4.9GHz方案明確4800490035003600340035005G概述5G網絡架構2子目錄5G網絡架構 組網方式 5G主要網元作用5G 網絡總體拓撲EPCNGCN LTE NROption 3: Non-Standalone, Option 3: Non-Standalone, LTE assistedLTE assistedOption 4: Standalone ,Option 4: Standalone , NR assisted NR assistedEPCNGCN

9、eLTE NROption 7: Non-Standalone, Option 7: Non-Standalone, LTE assistedLTE assistedEPCNGCN eLTE NRNGCN NROption 2: Standalone NR, Option 2: Standalone NR, NGCN connectedNGCN connected eLTEOption 5: Standalone Option 5: Standalone LTE,Rel-15,NGCN connectedLTE,Rel-15,NGCN connectedNGCNEPC LTEOption 1O

10、ption 1：Standalone LTE, Standalone LTE, EPC connected-legacyEPC connected-legacyOption 6: Standalone Option 6: Standalone 5GNR, EPC connected5GNR, EPC connected NREPC標準已經刪除協議定義的多種5G網絡部署方式1314Option 2 架構：5G獨立建網Option 2架構是將獨立的新無線接口（NR）連接到5GC（下一代核心網）5GC NROption 2: Option 2: Standalone NRStandalone NR優

11、勢劣勢對現有2G/3G/4G網絡無影響01可快速部署，直接引入5G新網元，不需要對現網改造當NR未實現連續覆蓋時，語音連續性依賴跨系統切換需要同時部署NR和5GC引入5GC，提供5G新功能新業務15Option 4/4a 架構：融合eLTE的5G獨立建網錨點在NR上，融合到5GC中，是5G standalone的一個變化能夠利用現網LTE eNB。優勢劣勢Option 4Option 4: Non-Standalone, NR Non-Standalone, NR assistedassistedEPC5GC eLTE NREPC5GC eLTE NR1A-LIKEOption 4a:Opti

12、on 4a: Non-Standalone, NR Non-Standalone, NR assistedassisted支持5G NR和LTE 雙連接，帶來流量增益引入5GC，支持5G新功能新業務需要對現網LTE改造需要同時部署NR和5GC16Option3/3a vs Option7/7a相對于Option7/7a，Option3對4G LTE現網改造更小，且不依賴于5GC的產業成熟度對NSANSA，前期5GC5GC產業鏈不成熟，推薦采用Option3Option3；如果屆時產業鏈超出預期，可以考慮Option7Option7Option 3Option 3系優勢Option 3Optio

13、n 3系劣勢數據業務對NR覆蓋無要求語音業務連續性有保障無法支持5GC引入的新業務改動小，投資少，建網速度快數據業務對NR覆蓋無要求語音業務連續性有保障需要新建5GC，建網進度依賴于5GC產業成熟度LTE需升級改造為eLTE，改動較大支持5G 5GC引入的新業務Option 7Option 7系優勢Option 7Option 7系劣勢基站控制器核心網3G3G網絡架構基站基站核心網4G4G網絡架構基站DUCU核心網5G5G網絡架構DUCU+DU扁平化簡化組網雙/多連接靈活組網開放RRU/AAURRU/AAUBBUBBU4GRRU/AAURRU/AAUBBUBBU10Gbps 20MHzRRU/

14、AAURRU/AAU高層低層n傳統CPRI接口采用靜態配置，10G光模塊可以解決大部分場景RRU/AAURRU/AAUDUDUCUCUCPRINew CPRINew CPRIMidHualn 5G時代帶寬需求高達數百G到Tbps，需要引入New CPRI降低傳輸帶寬n基帶部分功能下沉，大幅降低光纖帶寬需求n控制面集中，為多業務提供靈活的擴展能力，為mMTC提供高效的處理能力n DU更靠近用戶，滿足uRLLC業務需求幾十Gpbs 100MHz 幾百Gbps1Tbps 100MHz5G5G5GCPRI兩大重構驅動力：降低CPRICPRI接口的傳輸帶寬，5G5G控制面集中RUCU+DU核心網D-RA

15、N場景：CU+DU合一部署廣域及室內覆蓋RU集中DU核心網C-RAN場景：CU云化，DU集中CUDU+RU核心網僅CU云化場景：RU+DU集成部署站址困難的微覆蓋CUCU+DU+RU核心網BS小基站場景：RU+DU+CU集成部署SmallCell覆蓋CU5G CU/DUAAU/RRU核心網UEt15G DUAAU/RRU核心網UEt1t215G CUt22t21t221.無集中CU架構2.有集中CU架構1.無集中CU架構2.有集中CU架構無集中CU架構集中CU架構雙連接組網傳輸迂回傳輸優化處理時延相對低相對高（多出一個節點）組網復雜度簡單復雜（多出一個層次）網絡健壯性高（全分布式無單點）低（有

16、集中點）虛擬化、云化管理能力較難較容易硬件成本簡化額外多出CU硬件后期隨著MEC、UPF下沉等功能的引入后，可考慮軟件升級支持CU集中架構1.CU集中有利有弊，符合5G控制面集中和組網靈活性的需求，但是也面臨諸多挑戰；2.CU集中雖然能解決NSA組網時的傳輸迂回問題，但是時延大，成本高，組網復雜度高；3.目前電信設備虛擬化程度低，CU/DU分離標準也在發展中，目前單純建設云化CU為時過早，成本高；4.建議運營商先進行虛擬化平臺建設，再將CU/MEC/UPF等網元部署到虛擬化平臺上；5.建議早期CU/DU合設，待虛擬化技術和虛擬化平臺成熟后，再考慮CU集中化和云化；建議早期采用CU/DUCU/D

17、U合一方案，同時進行CUCU云化集中的探索子目錄5G網絡架構 組網方式 5G主要網元作用5G 網絡部署NG-RAN和5GC 網絡拓撲和接口AMF：Access and Mobility Management function。功能相當于MME的CM和MM子層。SMF：Session Management function。功能相當于PGW+PCRF的一部分，承擔IP地址分配，會話承載管理、計費等。（沒有網關功能）UPF：User plane function 。相當于SGW+PGW的網關。數據從UPF到外部網絡。PCF: Policy Control Function: 提供統一的接入策略。訪

18、問UDR中簽約信息相關的數據用于策略決策。NEF：Network Exposure Function ：提供安全方法，將3GPP的網絡功能暴露給第三方應用。比如邊緣計算等NRF：NF Repository Function ：NF功能倉庫。支持NF發現，為何NF實例、類型及支持的服務等。UDM：Unified Data Management ：統一數據管理。產生AKA過程需要的數據。簽約數據管理，用戶鑒權處理、短消息管理。相當于HSS的一部分功能。訪問UDR來獲取這些數據。AUSF：Supports Authentication Server Function 。N3IWF：Non-3GPP

19、InterWorking Function。非3GPP的互操作功能，包括IPSEC隧道建立和維護。UE和AMF間的NAS信令中繼，以及用戶面數據中繼。（3GPP和非3GPP間的中繼層）AF：Application Function 。與3GPP和核心網相互作用，提供一些應用影響路由、策略控制、接入NEF等功能。UDR：Unified Data Repository：統一的數據倉庫。存儲和獲取簽約數據、策略數據，以及用來暴露給外部的結構化的數據UDSF：Unstructured Data Storage Function。一般和UDR布在一起。SMSF： SMS Funcition。短消息校驗、監控及截取，以及中轉給短消息中心。NSSF：Network Slice Selection Function 。網絡切片選擇功能。為UE選擇網絡切片實例，決定允許的NSSAI以及AMF集合5G-EIR：5G 設備標識注冊中心。檢查（永久設備標識）PEI狀態。核心網主要網元說明26NG-RAN和5GC的功能劃分 27gNB功能-無線資源管理功能：無線承載控制、無線接納控制、移動性管理，上/下行鏈路資源動態分配（調