中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書2023年6月中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書版權聲明本報告版權屬于中國聯合網絡通信有限公司研究院，并受法究其相關法律責任。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書 (一)業務發展需求及挑戰 2(二)網絡運維需求及挑戰 4二、5G隨行網絡增強架構 5(一)總體原則 5(二)網絡總體架構 6(三)數據存儲層 7(四)管理控制層 10(五)業務路由層 11三、主要功能及關鍵技術 12(一)個性化用戶數據管理 121.基本數據存儲 122.特色業務一鍵開通 14(二)廣域定制化業務路由 151.第三方業務注冊托管 162.業務子網代碼查詢 163.跨子網會話協同 184.邊緣業務路由 19(三)分層分區容災方式 211.基于區塊鏈的數據存儲容災 212.各層之間慣性運行容災方式 23 4(一)專網業務漫游 24(二)邊緣業務接入 27(三)基于位置容災 28五、總結及展望 29六、縮略語 30中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-1-前言運營商要積極探索的課題。演進的策略和展望。本白皮書由中國聯通研究院牽頭編制，聯合編制單位(排名不分中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-2-一、網絡發展面臨的挑戰 需求及挑戰傳統移動通信網主要為2C用戶提供互聯網和IMS語音業務。IMS網信網絡相較于傳統互聯網在業務質量保障以及安全管理方面體現出為了保證業務體驗，相較于傳統以省為單位的業務部署，其服務器及算力平臺需要進一步下沉邊緣，貼近用戶分散多點部署。熱點部署類業務：一些中小企業的云計算資源，可能會依據業務中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-3-全國，這類業務需要依據業務部署情況將全網劃分更大范圍的業GPP中息管理系統。約管理方式逐漸顯現出如下問題：語音講解，用戶歸屬地無法為用戶開通此類業務，只能由拜訪地刪除相應簽約信息。所有的用戶簽約及業務策略單純由歸屬地決策，無法兼顧用戶所中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-4-相符。漫游用戶數量增多，通用的用戶簽約信息全部回歸屬地獲取，無圖1現網用戶業務訪問示意圖 中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-5-漫游用戶增多，跨區的信令流量也給網絡運營帶來一定壓力。故障時，通過UPF慣性運行方案，盡可能的保障業務運營。換等創新容災方式。二、5G隨行網絡增強架構 中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-6- 中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-7-縱向分區：增強架構在縱向上劃分為多個子網，每個子網包含自水平互通：管理控制層內部各子網之間，對等網元應根據網絡拓 中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-8-用戶數據存儲G網絡中UDR的基礎上進一步劃分中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-9-息在業務信息管理系統上進行定義。圖3用戶數據與業務管理系統部署架構RFNRF再根據子網代碼查詢能夠連接到該業務服務節點的網元(SMF、中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-10-I (四)管理控制層。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-11-圖4管理控制層訪問數據存儲層流程圖F 每個子網的業務路由層僅接受本子網管理控制層下發的業務及路由中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-12-QoS理和路徑優化，是構建信息高速公路的基石。術 G絡增強架構中，用戶數據的管理，應當依據不同的數1.基本數據通用存儲集中數據存儲方式用戶獲取簽約信息時，子網UDM(圖中FE)可以先向本地的BE查M中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-13-圖5集中式通用用戶數據存儲方式的用戶簽約。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-14-存儲的用戶數據的安全性與可靠性得以保證。2.特色業務一鍵開通統主動推送兩種方式實現。用戶主動查詢中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-15-圖7用戶主動查詢方式系統主動推送圖8系統主動推送方式系統檢測到用戶進入業務覆蓋區，通過PCF上報地區用戶數據 G緣計算的研究一直致力于為用戶提供就近的業務接入邊緣計算能力相結合，打造5G全互聯網絡。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-16-1.第三方業務注冊托管圖9業務注冊方式系統。劃分的每個服務區中唯一。平臺上的每種業務，包括下面的業務屬性信息(可以擴展)：1)業務標識中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-17-2)業務名稱(用于進行管理業務)3)業務服務節點子網代碼4)業務服務節點對應的業務服務區(如子網列表信息，跟蹤區列表等)6)業務的FQDN/域名(如果需要時)7)業務是否可供用戶自由選擇8)業務的有效時間范圍2.業務子網代碼查詢制層會將用戶所處子網代碼以及簽約各類業務標識經過NRF上報業務管理系統。不同的業務，對應不同的業務服務區劃分。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-18-圖10業務信息管理系統內部查詢業務子代碼邏輯的碼即可在NRF中查找到不同業務對應的業務子網的控制面網元。圖11業務子網及網元查詢流程3.跨子網會話協同圖12跨子網會話協同管理中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-19-F網PCF向本子網的SMF下發業務策略，SMF通知業務子網SMF需要其配合完成的業務策略，之后雙方SMF各自向本子網UPF下4.邊緣業務路由圖13邊緣路由組網架構3GPP定義了邊緣計算就是可以讓運營商以及第三方服務可以中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-20-EASm發送給EASDF，EASDF基于SMF為其配置的DNS消息處理規則 (SMF基于邊緣服務器部署信息產生DNS消息處理規則)，基于務器上進行查詢，DNS服務器會返回最優的EAS的IP地址給EASDF，EASDF將該地址發送給SMF，SMF基于邊緣服務器部署信息確定要插入對應于該EASIP地址的本地ULCL與本地UPF(其LCLPDU查詢結果返回給UE，UE便可以進行邊緣計算業務(UE-ULCL-EHE用戶面路徑最優)。上述描述的邊緣服務器部署信息(EDI：EdgeapplicationserverDeploymentInformation)是用來定義邊緣環-單網絡切片選擇輔助信息(S-NSSAI：SingleNetworkSlice中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-21--EAS網際互連協議地址范圍信息(EASIPAddress 1.基于區塊鏈的數據存儲容災和災備的需求，而中心化的災備機制通常采用“主從”或者“主備”中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-22-往往會成為惡意攻擊集中針銜接，的網絡體驗；。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-23-異；利用智能合約實現的自動化的服務提供操作。戶需求接入另一網絡內區塊鏈節點(災備節點)無中斷提供網絡服務，2.各層之間慣性運行容災方式與SMF之間的節點連接故障，UPF可以基于之前從SMF接收到的中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-24-層之間的接口鏈路恢復時，核查用戶會話和數據面連接。UPF上報M應能夠不與UDM/PCF發生交互，基于之前存儲的用戶安全上下文及會話上下文信息保障業務運行。圖15慣性運行容災方式 -25-地域接入到廣東數據中心。圖16車聯網專網漫游業務場景國接入中存在如下問題：1)通過NRF路由選擇SMF，只能負載分擔，無法實現就近接入。2)通過ServingScope方案實現就近接入，業務開通需要在全國SMF上配置，業務開通周期長，業務規劃多會導致SMF配置維解決方案5G隨行網絡增強架構方案如下：-26-圖16車聯網專網漫游解決方案)無論用戶在哪個省分開戶，業務疏導流程都是統一的。2)假設每個省分由同一個SMFPool管理，則依據省分劃分子網。廣東和北京MEC向業務信息管理系統注冊，系統為其分配業務包含山東子網代碼，廣東業務服務節點的服務區包含四川子網代碼3)用戶A在山東AMF接入，通過業務管理信息系統查詢到北京的4)用戶B在四川AMF接入，通過業務管理信息系統查詢到廣東的中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-27- 故宮覆蓋范圍，希望能夠訪問故宮本地的一些旅游介紹資源。1)故宮本地的資源訪問是通過ULCL分流技術實現的，而這種分流2)進入故宮覆蓋區，用戶如何能夠及時便捷的或者故宮有本地旅游訂閱該業務解決方案基于5G隨行網絡增強架構其解決方案如圖所示。中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-28-圖17邊緣業務接入解決方案簽約方面，地區用戶數據存儲單元會為所有用戶(默認用戶組)簽約重定向策略到地區門戶網站，若用戶后續簽約該業務，則根分流規則。PCF匹配用 拜訪地數據存儲層發生故障拜訪地管理控制層發生故障中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-29-常注冊及使用業務。解決方案中國聯通5G隨行網絡增強架構白皮書-30-縮寫英文全稱中文名稱AMFAccessandMobilityManagementFunction接入與移動性管理功能DNAIDNAccessIdentifier數據網絡接入標識DNNDataNetworkName數據網絡名稱DNSDomainnamesystem域名系統EASEdgeapplicationserver邊緣應用服務器EASDFEdgeapplicationserverdiscoveryfunction邊緣應用服務器發現功能FQDNFullyQualifiedDomainName全稱域名PCFPolicyControlFunction策略控制功能SMFSessionManagementFunction會話管理功能S-NSSAISi