中国5G通信行业专网技术白皮书
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5G网络技术白皮书摘要本白皮书旨在介绍5G网络技术的基本原理、应用场景和未来发展趋势。
首先,我们将介绍5G网络技术的背景和目标,然后深入探讨其关键技术和特点。
接下来,我们将讨论5G网络在物联网、智能交通、工业自动化等领域的应用,并展望未来5G网络的发展前景。
最后,我们将总结5G网络技术的优势和挑战,并提出一些建议,以促进5G网络技术的进一步发展。
1. 引言随着移动通信技术的不断发展,人们对更高速、更可靠的无线通信需求也越来越迫切。
5G网络技术作为下一代移动通信技术的重要代表,被广泛认为将引领移动通信技术的发展方向。
本节将介绍5G网络技术的背景和目标。
2. 5G网络技术的背景和目标2.1 背景目前,移动通信技术已经进入了第四代(4G)时代,但随着移动互联网的快速发展,4G网络已经无法满足人们对更高速、更可靠的无线通信的需求。
因此,推动第五代(5G)移动通信技术的研发和应用成为了全球范围内的共识。
2.2 目标5G网络技术的目标是实现更高的数据传输速率、更低的延迟、更大的网络容量、更好的网络可靠性和安全性,以及更广泛的应用场景。
通过提供更高质量的无线通信服务,5G网络技术将为人们的生活和工作带来巨大的改变。
3. 5G网络技术的关键技术和特点3.1 关键技术3.1.1 大规模天线阵列(Massive MIMO)大规模天线阵列是5G网络技术的关键技术之一。
它通过增加基站的天线数量和天线阵列的规模,实现了更高的信号传输速率和更好的频谱效率。
3.1.2 毫米波通信(Millimeter Wave Communication)毫米波通信是5G网络技术的另一个关键技术。
它利用高频率的电磁波进行通信,可以提供更大的带宽和更高的传输速率,但也面临传输距离较短和穿透能力较差的挑战。
3.1.3 软件定义网络(Software Defined Networking)软件定义网络是一种新型的网络架构,可以实现网络资源的灵活配置和管理。
前言中国经济已进入中速增长平台。
在国际环境发生重大变化的背景下,要在“十四五”期间持续保持经济平稳增长,必须充分释放前沿数字技术创新对经济社会高质量发展的基础和带动作用。
在众多前沿数字技术中,5G以划时代的技术能力、广泛的应用前景以及对其他技术的带动作用,有望成为启动新一轮技术革命的关键支点。
与世界其他主要国家一样,中国深刻认识5G发展的重要意义,在技术产业创新上走在了世界前列。
2019年6月,中国颁发5G牌照,成为全球第一批进行5G商用的国家。
尽管2020年遭受新冠疫情冲击,中国5G产业发展仍逆势上扬。
在一年多的商用时间里,网络建设快速推进,手机终端加速渗透,融合应用开始落地,技术产业持续创新,多方面实现“从0到1”的突破,初步展现了其庞大的潜在市场空间和助力经济社会创新发展的巨大潜能。
5G将正式开启产业互联网变革的新篇章。
我们深切感受到,5G正在切实推动ICT产业从消费互联网向产业互联网转型。
在疫情加速数字化进程的大背景下,一方面5G的高知名度提高了产业用户对新一代信息技术的接受程度,吸引产业用户探索与之有关的行业级应用场景,另一方面,电信运营商、设备供应商、云服务供应商等正集结力量,以5G为驱动,推动基础设施的重构和变革,探索新的产业互联网产品和服务模式,在此基础上构造全新的产业生态体系。
与4G 产业生态限于移动通信领域不同,5G产业生态需要促进移动通信产业与传统产业的深度融合。
5G商用的进程不仅仅是应用的创新进程,还是元器件、终端、网络、平台甚至制度的联动创新进程,其创新的复杂度和难度要远高于4G,开启的创新空间广度和深度也将远远超过4G。
2020年,将是一个全新时代的开始。
未来2-3年5G产业发展将进入关键期。
这一时期,既是5G应用生态的培育期,也是各厂商积蓄实力、加速转型成长的重要窗口期。
产业转型之风已起,需产业界同仁齐心努力。
一、5G逆势增长,商用一年成绩可观2020年中国5G正式进入规模商用时期。
中国联通5G+WiFi6融合技术白皮书一、5G和WiFi6技术对比分析(一)5G5G是第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology)的简称,是4G技术最为重要的拓展与延伸,是实现“信息随心至,万物触手及”的人机物互联的网络基础设施。
5G传输速率高,理论带宽是4G的一百倍;容量大,可容纳100万设备同时在线;时延低,4G到5G的网络时延从20ms降至为1ms,同时可靠性增强,通过波束赋形技术,可提供在500公里/小时的高速运动场景下的稳定通信。
面向增强的移动互联网应用场景,5G可以提供更高速率的体验和更大带宽的接入能力,支持解析度更高、更鲜活的多媒体内容体验;面向物联网设备互联场景,5G可以提供更高连接密度时的强大信令控制能力,支持大规模、低成本、低能耗IoT设备的高效接入和管理能力;面向车联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场景,5G可以提供低时延和高可靠的信息交互能力,支持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的业务协作。
当前5G产业发展迅速,5G网络在建设应用与升级完善方面也面临巨大挑战。
主要分为以下三点:一是中国5G主流的3.5GHz频段穿透能力较弱,使得5G信号在室内折损较大。
并且由于5G基站覆盖半径从4G的数百米减小到数十米,在保证业务畅通的条件下,对5G基站的数量要求相比4G基站数量大大增加,导致在短时间内5G信号覆盖率在社区、楼宇或家庭的最后百米内必然有所不足;二是5G对终端设备的兼容性有一定要求,而各行业在用设备大多不具-6-备5G接入能力,设备升级替换成本较高,导致行业内对5G通信网络的改造热度不高;三是5G需要满足新场景下的新需求。
例如,在传统4G时代,普通用户对下行速率要求比较高,而5G时代的个人业务由单向下载转为主动分享,导致上行速率需求增加。
另一方面行业数字化也对上行速率有很大要求,大数据采集、智能监控、AR/VR 视频直播等海量高清视频的并发回传,对5G小区的上行容量是严峻的考验。
引言5G网络:挑战与机遇5G网络架构设计5G网络代表性服务能力5G网络标准化建议总结和展望主要贡献单位P1 P2 P4 P8 P15 P17 P18目录1随着5G研究的全面展开并逐步深入,业界就5G场景形成基本共识:面向增强的移动互联网应用场景,5G提供更高体验速率和更大带宽的接入能力,支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内容;面向物联网设备互联场景,5G提供更高连接密度时优化的信令控制能力,支持大规模、低成本、低能耗IoT设备的高效接入和管理;面向车联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场景,5G提供低时延和高可靠的信息交互能力,支持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的业务协作。
面对5G极致的体验、效率和性能要求,以及“万物互联”的愿景,网络面临全新的挑战与机遇。
5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供的核心理念,引入更丰富的无线接入网拓扑,提供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能力;重构网络控制和转发机制,改变单一管道和固化的服务模式;利用友好开放的信息基础设施引言环境,为不同用户和垂直行业提供高度可定制化的网络服务,构建资源全共享、功能易编排、业务紧耦合的综合信息化服务使能平台。
5G国际标准化工作现已全面展开,需要尽快细化5G网络架构设计方案并聚焦关键技术方向,以指导后续产业发展。
本白皮书从逻辑功能和平台部署的角度,以四维功能视图的方式呈现了新型5G网络架构设计,并提炼了网络切片、移动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中心的无线接入网和能力开放等5G网络代表性服务能力。
白皮书最后提出了5G网络架构和技术标准化工作的推进建议。
21. 极致性能指标带来全面挑战首先,为了满足移动互联网用户极致的视频及增强现实等业务体验需要,5G系统提出了随时随地提供100Mbps—1Gbps的体验速率的指标要求,甚至在500km/h的高速运动过程中,也要求具备基本服务能力和必要的业务连续性。
第二,为了支持移动互联网和物联网场景设备高效接入的要求,5G系统需同时满足Tbps/km 2的流量密度和百万/km 2连接密度要求,而现有网络流量中心汇聚和单一控制机制5G 网络: 挑战与机遇在高吞吐量和大连接场景下容易导致流量过载和信令拥塞。
C-V2X概述国际C-V2X发展现状我国C-V2X发展基础与现状我国C-V2X产业发展倡议贡献单位P2 P9 P15 P28 P30目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
13GPP第三代合作伙伴项目(the 3rd Generation Partnership Project )5GAA5G 汽车协会(5G Automotive Association )CA证书授权(Certificate Authority )C-ITS合作智能交通系统(Cooperative-Intelligent Transportation System )GNSS全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System )缩略语ITS 智能交通系统(Intelligent Transport System )LTE 长期演进(Long Term Evolution )MEC 多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing )OBU 车载单元(On Board Unit )RSU 路侧单元(Road Side Unit )2IMT-2020(5G)推进组C -V 2X 白皮书1. C-V2X 内涵车用无线通信技术(V e h i c l e t oEverything, V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。
V2X C-V2X 概述交互的信息模式包括:车与车之间(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路之间(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与人之间(Vehicle to Pedestrian, V2P)、车与网络之间(Vehicle toNetwork, V2N)的交互,如图1.1所示。
5G 时代光传送网技术白皮书目录1 引言 (3)2 5G 技术发展及承载需求 (4)2.1 5G 新业务的关键性能需求 (4)2.2 5G RAN 架构的演进趋势 (5)2.3 5G 核心网架构的演进趋势 (6)2.3.1 核心网架构的云化和下移 (6)2.3.2 核心网云化数据中心的互联 (8)2.4 5G 承载网需求分析 (9)2.4.1 大带宽需求 (9)2.4.2 低时延需求 (10)2.4.3 高精度时间同步需求 (11)2.4.4 灵活组网的需求 (11)2.4.5 网络切片需求 (12)3 面向5G 的光传送网承载方案 (14)3.1 5G 前传承载方案 (14)3.1.1 5G 前传典型组网场景 (14)3.1.2 光纤直连方案 (15)3.1.3 无源WDM 方案 (16)3.1.4 有源WDM/OTN 方案 (18)3.1.5 5G 前传承载方案小结 (19)3.2 5G 中传/回传承载方案 (19)3.2.1 中传/回传承载网络架构 (19)淘宝店铺“Vivian研报”收集整理获取最新报告及后续更新服务请淘宝搜索“Vivian研报”3.2.2 网络切片承载方案 (21)3.3 5G 云化数据中心互联方案 (23)3.3.1 大型数据中心互联方案 (23)3.3.2 中小型数据中心互联方案 (23)3.4 5G 光传送网承载方案小结 (24)4 5G 时代的光传送网关键技术演进 (27)4.1 低成本大带宽传输技术 (27)4.1.1 短距非相干技术 (27)4.1.2 中长距低成本相干技术 (27)4.2 低时延传输与交换技术 (28)4.2.1 ROADM 全光组网调度技术 (29)4.2.2 超低时延OTN 传送技术 (30)4.3 高智能的端到端灵活调度技术 (31)4.3.1 ODUflex 灵活带宽调整技术 (31)4.3.2 FlexO 灵活互联接口技术 (32)4.3.3 传送SDN 快速业务随选发放技术 (34)5 总结与展望 (35)6 缩略语 (36)1 引言第五代通信技术(5G)致力于构建信息与通信技术的生态系统,是目前业界最热的课题之一。
目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
引言5G承载网络总体架构5G承载转发面架构与技术方案5G承载协同管控架构和关键技术5G同步网架构和关键技术我国5G承载产业发展趋势分析总结和展望主要贡献单位P1P2P4P21P25P29P34P35I M T -2020(5G )推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书2I M T-2020(5G)推进组5G承载网络架构和技术方案白皮书引言随着3GPP 5G非独立(NSA)和独立(SA)组网标准的正式冻结,我国运营商同步启动规划和设计5G试点和预商用方案,5G迈向商用的步伐逐步加快。
相对4G网络,5G在业务特性、接入网、核心网等多个方面将发生显著变化,其中在业务特性方面,增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(uRLLC)、大规模机器类通信(mMTC)等典型业务场景将分阶段逐步引入;在无线接入网方面,将重塑网元功能、互联接口及组网结构;在核心网方面将趋向采用云化分布式部署架构,核心网信令网元将主要在省干和大区中心机房部署,数据面网元根据不同业务性能差异拟采用分层部署方案,随着物联网(IOT)等垂直行业的业务发展,5G控制平面也将呈现大区部署趋势。
5G新型特性变化为承载技术的新一轮快速发展提供了契机。
根据IMT-2020(5G)推进组5G承载工作组2018年6月发布的《5G承载需求分析》白皮书, 5G对承载网络主要带来三大性能需求和六类组网功能需求,也即在关键性能方面,“更大带宽、超低时延和高精度同步”等性能指标需求非常突出,在组网及功能方面,呈现出“多层级承载网络、灵活化连接调度、层次化网络切片、智能化协同管控、4G/5G混合承载以及低成本高速组网”等六大组网需求,如何满足和实现这些承载需求至关重要。
中国5G通信行业专网技术白皮书中国移动5G行业专网技术白皮书目录1.5G行业专网能力需求 (5)1.1组网需求 (5)1.1.1业务加速 (5)1.1.2业务隔离 (5)1.1.3本地业务保障 (5)1.1.4业务数据不出场 (5)1.1.5边缘计算 (5)1.1.6无线上行带宽增强 (6)1.1.7无线专用 (6)1.1.8接入控制 (6)1.1.9能力开放 (6)1.2运营及运维类需求 (6)1.2.1业务运营 (6)1.2.2网络运维 (7)1.2.3安全 (7)1.2.4计费 (7)1.3业务能力与网络技术能力的映射 (7)2.技术架构及技术要求 (9)2.1技术网络架构 (9)2.2技术要求 (10)2.2.1端到端QoS优先调度 (10)2.2.2专用DNN (11)2.2.3网络切片 (12)2.2.4边缘计算 (14)2.2.5无线专网定制 (15)2.2.6无线专网增强 (16)2.2.7核心网定制 (16)2.2.8能力开放 (16)2.2.9开通 (20)2.2.10计费 (21)2.2.11安全 (21)3.产业及商用发展建议 (23)4.结束语 (24)缩略语列表 (25)1.5G行业专网能力需求1.1组网需求行业客户基于不同的应用场景,业务需求众多且差异巨大,各类行业应用的差异化组网需求主要包括:业务质量保障、业务隔离、超低时延需求、数据不出场、边缘计算、超级上行、接入控制和能力开放。
1.1.1业务加速行业用户要求增强的数据业务质量保障,根据业务质量要求在带宽和时延方面提供差异性的服务质量保障,保证高优先级用户获得更好的业务加速体验。
1.1.2业务隔离行业客户要求专用网络资源与公众网隔离,通过专用的业务数据通道实现业务流量的定向汇聚传输和隔离,保证数据专用和安全。
1.1.3本地业务保障行业客户要求对时延敏感的业务(20-40ms)在靠近用户的位置进行卸载,就近处理。
1.1.4业务数据不出场行业客户要求超低时延保障(≤20ms),企业内部相关业务数据要在园区内分流卸载,不出园区,满足数据安全和本地数据快速处理的需求。
目录IMT-2020 (5G)推进组5G应用创新发展白皮书1 5G融合应用发展态势2 第二届"绽放杯"5G应用征集大赛项目洞察3 十大重点应用领域分析4 5G融合应用的挑战与发展建议5 主要贡献单位P1 P5 P15 P46P4815G融合应用发展态势1.1 全球多个国家加速推进5G应用全球5G应用整体处于初期阶段。
根据中国信息通信研究院监测,截至9月30日,全球135家运营商共进行或即将进行的应用试验达到391项。
AR/VR、超高清视频传输(4K或8K)、固定无线接入是试验最多的三类应用。
在行业应用中,车联网、物联网、工业互联网受到广泛关注。
整体来看,全球5G 应用整体处于初期阶段,主要应用场景是增强型移动宽带业务,行业融合应用仍在验证和示范中。
美国家庭宽带成为最受关注的5G应用之一。
美国四大移动运营商全部商用5G,在若干个重点城市推出服务,覆盖城市重合度高,相继推出5G固定无线接入的服务;在工业互联网方面,AT&T正在探索基于4K视频的安全监测、AR/VR员工培训及定位服务;与此同时,美国也在尝试5G与VR/AR用于医疗领域,帮助临终患者减少慢性疼痛和焦虑等。
FCC通过采取一些举措促进5G技术向精准农业、远程医疗、智能交通等方面的创新步伐,如设立204亿美元的“乡村数字机遇基金”等。
韩国出台5G战略,引领5G用户发展。
韩国“5G+”战略选定五项核心服务和十大 “5G+”战略产业,其中五项核心服务是:沉浸式内容、智慧工厂、无人驾驶汽车、智慧城市、数字健康。
在商用进展方面,韩国运营商针对VR、AR、游戏推出基于5G的内容和平台活动。
截至2019Q3,韩国5G用户数超过300万,占据全球5G商用大部分市场份额。
韩国用户发展速度快主要得益于运营商加速建网,手机高额补贴,内容应用丰富,提速不提价。
欧盟5G应用涵盖工业互联网及其他多种应用场景。
欧盟于2018年4月成立工业互联与自动化5G联盟(5G-ACIA),旨在推动5G在工业生产领域的落地。
5G新通话技术白皮书(2022年)目录1.背景 (2)2.核心理念 (2)3.业务描述 (3)3.1业务概述 (3)3.2典型场景 (3)3.2.1智能翻译 (3)3.2.2趣味通话 (4)3.2.3智能客服 (4)3.2.4多屏通话 (5)3.2.5通话中内容分享 (6)3.2.6远程协助 (6)4.平台关键技术能力 (6)4.1基础网络能力 (6)4.2媒体处理能力 (7)4.3运营管理能力 (7)5.终端关键技术能力 (8)5.1概述 (8)5.2VoNR+终端架构 (8)5.3芯片技术 (9)5.4新通话应用运行环境 (9)6.推进倡议 (10)缩略语列表 (11)参考文献 (12)1.背景通话是运营商的基础通信业务,多年来功能较为单一,5G技术为通话的业务创新和体验升级提供了机会。
2022年4月12日,中国移动发布5G新通话系列产品,引发社会各界高度关注。
5G新通话具有平台入口价值,将为5G发展注入新活力、带来新商业模式,具有重要意义。
两年多来,中国移动研究院携手产业各方深入探索5G时代通话业务的创新,联合发布《5G VoNR+白皮书》和《5G VoNR+技术及产业白皮书》,明确了VoNR+技术发展路径,持续探索基于VoNR+的5G新通话业务。
为推进产业支持5G新通话,中国移动研究院联合产业合作伙伴发布《5G新通话技术白皮书》,对平台及终端支持5G新通话业务提出相关功能和技术需求,包括业务场景、平台及终端技术能力等方面,旨在为平台、终端和芯片支持5G新通话业务提供技术参考和指引,呼吁产业链各方共同推动产业成熟。
2.核心理念5G新通话是运营商基础通话业务的升级,为用户提供多媒体、可视化、全交互的全新体验。
初期,立足于当前终端能力,用户无需下载和安装客户端,在终端原生通话入口,即可使用一系列增强能力和创新服务;下阶段,升级网络和终端能力,在通信网“流量”基础上引入互联网“流量”,联合产业各方建立新的通话生态,从“通话工具”向“平台生态”演进,构建视频通话的应用交互平台,打造基于手机号码的流量入口。
引言场景与技术需求5G无线技术路线5G空口技术框架5G无线关键技术总结主要贡献单位P1 P2 P3 P5 P11 P34 P35IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。
推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
1在过去的三十年里,移动通信经历了从语音业务到移动宽带数据业务的飞跃式发展,不仅深刻地改变了人们的生活方式,也极大地促进了社会和经济的飞速发展。
移动互联网和物联网作为未来移动通信发展的两大主要驱动力,为第五代移动通信(5G)提供了广阔的应用前景。
面向2020年及未来,数据流量的千倍增长,千亿设备连接和多样化的业务需求都将对5G系统设计提出严峻挑战。
与4G相比,5G将支持更加多样化的场景,融合多种无线接入方式,并充分利用低频和高频等频谱资源。
同时,5G还将满足网络灵活部署和高效运营维护的需求,大幅提升频谱效率、能源效率和成本效率,实现移动通信网络的可持续发展。
传统的移动通信升级换代都是以多址接入技术为主线,5G的无线技术创新来源将更加丰富。
除了稀疏码分多址(SCMA)、图样分割多址(PDMA)、多用户共享接入(MUSA)等新型引言多址技术之外,大规模天线、超密集组网和全频谱接入都被认为是5G的关键使能技术。
此外,新型多载波、灵活双工、新型调制编码、终端直通(D2D)、全双工(又称同时同频全双工)等也是潜在的5G无线关键技术。
5G系统将会构建在以新型多址、大规模天线、超密集组网、全频谱接入为核心的技术体系之上,全面满足面向2020年及未来的5G技术需求。
当前,5G愿景与需求已基本明确,概念与技术路线逐步清晰,国际标准制定工作即将启动。
为此,迫切需要尽快细化5G技术路线,整合各种无线关键技术,形成5G无线技术框架并推动达成产业共识,以指导5G国际标准及后续产业发展。
目录引言 (2)1. 5G专网背景及需求 (3)1.1 5G专网的优势 (3)1.2 行业应用对专网需求分析 (3)1.3 5G专网是向垂直行业数字化转型的精准供给 (5)2. 中国联通5G专网 (6)2.1 5G虚拟专网 (6)2.2 5G混合专网 (9)2.3 5G独立专网 (12)3. 5G专网与MEC融合 (16)3.1 CT-VAS能力提供 (16)3.2 IT-VAS能力提供 (17)3.3 用户网络/VAS自服务管理能力提供 (18)4. 5G专网终端及卡号 (19)4.1专网终端及模组分类 (19)4.2 专网终端的通信能力 (20)4.3 专网终端的eSIM能力 (21)5. 5G专网安全 (23)6. 5G专网的协同能力 (25)7. 结束语 (29)引言5G万物智联时代,垂直行业生产方式智能化、数字化转型升级将持续加速,行业用户对运营商移动网络服务提出了新的要求。
一方面生产要素的数字化进程积聚新的动能,新型信息化应用不断涌现,业务场景在灵敏感知、智慧决策、敏捷执行多个层面不断突破和创新。
另一方面,行业企业现有的信息化管理模式仍将存续,其对通信网络在可管可控、安全、业务自主性方面有特殊的要求。
因此,运营商在5G时代需要提供安全可控、能力丰富且具有差异化定制能力的通信网络来满足行业用户多元化的业务场景。
本册白皮书对行业专网需求进行分析,提出中国联通5G专网产品定义并对其能力进行阐述,同时从专网终端及模组、专网安全能力、专网协同能力等多个维度进行介绍。
为行业客户部署中国联通5G专网提供参考。
1.5G专网背景及需求随着5G商用步伐加快以及新基建对5G应用的大力推进,利用5G实现生产方式智能化、数字化转型的必要性愈发显著。
传统专网技术难以满足企业网络的日新月异的信息化业务需求。
5G技术凭借通信性能指标的大幅提升,将在工厂、能源、矿山、电力、交通、医院、教育等领域,以专属网络的形态赋能行业数字化应用场景创新及信息化业务演进,推动生产要素的数字化智能化转型。
中国移动5G商用手机产品白皮书(2 020 年版)2019 年11月目录1.前言 (5)2.相关背景 (5)2.1.技术发展 (5)2.2.网络建设 (6)2.3.产业合作 (6)3.5G 终端发展策略 (7)4.5G 终端产品要求 (8)4.1.无线通信要求 (8)4.1.1.NSA/SA 要求 (8)4.1.2.模式要求 (8)4.1.3.频段要求 (9)4.1.4.语音方案要求 (9)4.1.5.版本要求 (10)4.1.6.支持SA 模式的终端功能要求 (10)4.1.6.1.NR 模式功能要求 (10)4.1.6.2.其它模式功能要求 (11)4.1.7.支持NSA 模式的终端功能要求 (11)4.1.7.1.EN-DC 组合功能要求 (11)4.1.7.2.其它模式功能要求 (12)4.1.8.NR 模式其它要求 (12)4.1.9.LTE ONLY 模式 (13)4.1.10.紧急呼叫 (13)4.1.11.短信业务 (13)4.1.12.网络切片要求 (13)4.1.13.IP 协议栈要求 (14)4.2.性能要求 (14)4.2.1.NR 模式速率要求 (14)4.2.2.时延要求 (14)4.3.硬件体验要求 (15)4.3.1.WLAN 功能要求 (15)4.3.2.机卡相关要求 (15)4.3.3.NFC 功能要求 (16)4.4.软件体验要求 (16)4.4.1.终端管理要求 (16)4.4.2.视频彩铃要求 (16)4.4.3. 5G 开关 (16)4.4.4.信号显示要求 (16)4.4.5.API 要求 (17)4.5.业务及应用要求 (17)4.6.安全能力等级要求 (17)4.7.质量要求 (17)4.7.1.协议/射频要求 (18)4.7.2.多网络端到端兼容性要求 (18)4.7.3.关键通信性能要求 (18)4.7.4.天线性能 (18)4.7.5.续航及功耗要求 (19)4.7.6.发热要求 (19)4.7.7.稳定性要求 (19)5.产品标识要求 (19)结束语 (20)附录2:终端的工作频段 (21)附录3:引用技术规范汇总 (22)附录4:版本更新记录 (22)1.前言2019 年6 月6 日,中国移动获得第五代移动通信业务牌照,2019 年10 月31 日,中国移动宣布 5G 商用,正式迈入 5G 商用时代。
目录1UPF是5G拓展行业市场的钥匙 (1)2典型应用场景 (2)2.1生活园区 (2)2.2生产制造 (2)2.3总结分析 (3)3OpenUPF愿景 (4)3.1总体目标及愿景 (4)3.2统一架构、开放接口 (4)3.3规范平台、开放设备 (7)3.4拓展行业、开放服务 (9)3.5面向演进、开放智能 (11)4OpenUPF 安全要求 (12)5产业合作与推进 (13)5.1产业推进计划 (13)5.2行业组织建议 (14)6开放合作,用好5G (16)缩略语列表 (17)编写人员 (19)1UPF是5G拓展行业市场的钥匙UPF是连接运营商和垂直行业的桥梁,是5G拓展行业市场的钥匙。
5G作为新一代信息技术推动着众多行业的创新与变革。
业界纷纷探寻5G+行业的融合发展路径,实现数字化、智能化转型升级。
UPF作为5G核心网的重要网络功能,担负着数据流量的处理、路由等核心功能。
随着5G边缘计算的拓展,UPF 已逐渐从运营商的核心层走向行业客户的接入层。
面向行业应用场景,需要轻量化、低成本、灵活部署的UPF。
当前,UPF与控制面(SMF)的接口(N4)尚未完全开放、服务化能力尚未完全实现,一定程度上影响了5G响应行业客户需求的能力。
运营商网络核心侧的UPF需要承载面向全网的业务、用户数为百万级以上、业务功能要求全、容量和性能要求高。
作为核心网的关键设备,系统级的UPF部署和维护成本相对较高。
N4接口的非标准化,造成UPF与SMF同厂商的绑定,无法满足边缘用户侧UPF轻量化、低成本和灵活的部署需求。
中国移动提出的OpenUPF合作伙伴计划从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面定义可靠、可管、可信、简洁、灵活、开放的UPF。
本计划通过构建完整的技术体系以推动产业成熟、增强网络能力、助力5G服务垂直行业用户。
2典型应用场景2.1生活园区生活园区如科技园区、医院、校园、办公等,信息化改造需求较强,通过5G可以为园区提供更精细化的管理和更便捷的服务。
中国移动5G行业专网技术白皮书目录1.5G行业专网能力需求 (5)1.1组网需求 (5)1.1.1业务加速 (5)1.1.2业务隔离 (5)1.1.3本地业务保障 (5)1.1.4业务数据不出场 (5)1.1.5边缘计算 (5)1.1.6无线上行带宽增强 (6)1.1.7无线专用 (6)1.1.8接入控制 (6)1.1.9能力开放 (6)1.2运营及运维类需求 (6)1.2.1业务运营 (6)1.2.2网络运维 (7)1.2.3安全 (7)1.2.4计费 (7)1.3业务能力与网络技术能力的映射 (7)2.技术架构及技术要求 (9)2.1技术网络架构 (9)2.2技术要求 (10)2.2.1端到端QoS优先调度 (10)2.2.2专用DNN (11)2.2.3网络切片 (12)2.2.4边缘计算 (14)2.2.5无线专网定制 (15)2.2.6无线专网增强 (16)2.2.7核心网定制 (16)2.2.8能力开放 (16)2.2.9开通 (20)2.2.10计费 (21)2.2.11安全 (21)3.产业及商用发展建议 (23)4.结束语 (24)缩略语列表 (25)1.5G行业专网能力需求1.1组网需求行业客户基于不同的应用场景,业务需求众多且差异巨大,各类行业应用的差异化组网需求主要包括:业务质量保障、业务隔离、超低时延需求、数据不出场、边缘计算、超级上行、接入控制和能力开放。
1.1.1业务加速行业用户要求增强的数据业务质量保障,根据业务质量要求在带宽和时延方面提供差异性的服务质量保障,保证高优先级用户获得更好的业务加速体验。
1.1.2业务隔离行业客户要求专用网络资源与公众网隔离,通过专用的业务数据通道实现业务流量的定向汇聚传输和隔离,保证数据专用和安全。
1.1.3本地业务保障行业客户要求对时延敏感的业务(20-40ms)在靠近用户的位置进行卸载,就近处理。
1.1.4业务数据不出场行业客户要求超低时延保障(≤20ms),企业内部相关业务数据要在园区内分流卸载,不出园区,满足数据安全和本地数据快速处理的需求。
1.1.5边缘计算行业用户要求在网络边缘通过运营商提供的平台部署边缘业务以及超低时延应用。
1.1.6无线上行带宽增强部分行业业务,例如高清视频监控,对无线上行带宽有非常高的需求,需要通过无线增强方案才能支持。
1.1.7无线专用行业客户在局域覆盖且对安全隔离或业务质量要求很高的场景下,要求使用专用的基站或者专用的频段,同时提供业务隔离和业务质量保障。
1.1.8接入控制当行业用户使用专用基站或者专用频段时,要求只允许特定用户接入,不允许其他用户接入,而且客户能够对哪些用户接入进行控制。
1.1.9能力开放行业用户对于5G网络有自主性需求,要求实现网络和行业平台等联动,满足行业系统对网络服务能力的调用需求。
1.2运营及运维类需求1.2.1业务运营行业客户需要通过运营商提供的业务订购入口发起行业专网业务的业务运营流程,包括业务订购、业务变更、业务退订、业务管理等流程。
当业务开通涉及边缘计算资源时,客户需要能在开通行业专网业务时同时开通边缘计算网络资源。
行业客户对5G专网的生命周期管理有一定的自配置、自管理需求。
行业客户需要能对其专网内的用户成员进行批量开通,并提供客户自管理能力,包括成员添加、成员删除、成员权限变更和成员状态查询等。
1.2.2网络运维行业用户对专网网络有运维需求,包括网络运行状态查询、切片指标查询、网络性能监控、网络监控报警等能力。
1.2.3安全行业客户要求5G专网在物理安全、接入安全、信息传输安全、数据防泄露安全、恶意攻击抵御等方面提供全方位安全防护能力,要求专网具有安全风险、安全事件监测、告警以及及时响应的能力,满足关键信息基础设施安全、等级保护等法律法规要求,确保重要基础设备自主可控,防止敏感信息泄露,防止业务滥用对公共安全带来风险和恶劣影响。
1.2.4计费行业用户要求多种模式的价格及灵活多样的计费模式,可根据给用户提供的网络资源情况为行业客户提供灵活可组合、定制化的计费方案1.3业务能力与网络技术能力的映射从上述业务能力需求可以看出,垂直行业需求种类繁多,且与SA公众网客户需求差异比较大。
为满足这些差异化需求,5G网络引入多种网络技术能力,能够提供在网络组织和性能方面的差异化能力。
表1业务能力需求与网络技术能力的对应边缘计算本地分流,边缘计算,核心网定制上行带宽增强无线上行增强(专用覆盖场景),特殊时隙配比无线专用无线基站专用,无线频段专用接入控制专用小区无线接入控制能力开放网络能力开放业务开通业务开通,云网协同统一入口,业务开通自服务,批量用户开通,专网成员管理运维网络运行状态查询,切片指标查询,网络性能监控,网络监控报警业务安全网络切片,用户面下沉园区,核心网定制,网络安全机制业务计费多量纲计费本白皮书将对这些网络技术能力的要求进行明确。
2.技术架构及技术要求2.1技术网络架构中国移动5G行业专网核心网与面向大网用户的SA网络相对独立,采用“核心网独立部署,无线共用为主按需专用,共用传输资源按需隔离”的方式组网。
图1行业专网总体组网●ToB与ToC各自独立建设AMF/SMF/UDM/UPF等网元;两张网络进行必要互通以满足切片重定向需求。
●整体上ToB与ToC共用无线,仅在特定需求场景下通过专用基站或划分专用频段的方式提供专用无线资源。
●ToB与ToC共用传输网络,通过SPN软、硬隔离手段为ToB应用按需划分传输资源。
5G行业专网的逻辑网络架构如下图所示:图25G行业专网的逻辑网络架构5G行业专网网络架构包含端到端的节点或网元,由终端、无线接入网、5GC 核心网和边缘计算平台等部分组成。
无线接入网由5G基站组成,直接与5GC核心网连接,承载数据业务。
5GC核心网采用基于服务的架构,主要由AMF、SMF、NSSF、NRF、NEF、SMSF、PCF、BSF、NWDAF、UDM、UDR、AUSF等控制面网络功能和UPF等用户面网络功能组成。
其中,PCF、SMF、UDR、AMF、NEF、BSF、NWDAF等网络功能组成策略控制及能力开放系统。
UDM、UDR、AUSF等网络功能组成用户数据系统。
边缘计算平台MEP与UPF连接,处理UPF分流出的数据,提供边缘计算应用及应用管理。
2.2技术要求2.2.1端到端QoS优先调度5G网络应支持端到端QoS机制,能够根据行业专网应用的业务质量要求,对业务数据流进行端到端优先级调度,保证业务指标的满足和差异化。
2.1.1.15GC核心网QoS功能要求5GC应支持4G/5G融合策略控制PCC架构,应支持会话级别和QoS流级别的QoS策略控制,包括门控、QOS控制、流量控制、事件监控、用量监控、流量引导等能力;●5GC核心网应支持3GPP协议中定义的标准5QI以及自定义5QI●5GC应支持灵活的策略配置,支持向终端和无线下发相关策略●5GC应支持3GPP协议中规定的标准ARP配置。
●5GC应支持QoS参数到传输级参数(VLAN Priority和DSCP等)的映射●5GC应支持下行业务流到QoS Flow的绑定2.1.1.25G无线网QoS功能要求●支持QoS相关的参数配置,包括MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(GuaranteedBit Rate)、PBR、MinBR、UE-AMBR、5QI、用户等级等,用于基于QoS参数的调度。
●针对不同的切片与QoS需求,无线网可通过调度优先级、预调度等参数/算法配置,保障空口速率、时延、可靠性等性能需求。
●无线支持根据ARP进行接纳控制。
●支持5QI参数和DSCP参数的灵活映射2.1.1.35G传输承载网QoS功能要求●IP承载网应支持根据核心网、无线映射的DSCP等参数进行QoS调度。
●SPN和PTN传输网应支持根据核心网、无线映射的VLAN Priority、DSCP等参数进行QoS调度。
●针对同一5QI,核心网支持为传输和承载配置不同DSCP,支持运营商自配置5QI与DSCP、VLAN Priority的映射关系。
2.2.2专用DNN5G网络支持为行业客户分配独立的DNN,提供专用的业务数据通道,支持根据DNN为行业用户选择特定的UPF,实现流量汇聚。
2.2.3网络切片网络切片是提供特定网络能力的、端到端的逻辑专用网络。
网络切片建议基于NFV/SDN的通用基础设施构建,实现低成本高效运营。
●针对网络切片标识(S-NSSAI):切片/服务类型(SST)取值中,0-127由标准定义,128-255依据中国移动优/专/尊享不同模式进行自定义。
切片区分符号(SD)取值针对公众网包含公众网切片能力等级信息,针对行业专网包含区域、行业、公司和业务等信息。
●5G行业专网支持默认切片和专用切片●无线域/核心网域与传输域交互时应支持S-NSSAI与VLAN ID的映射无线域支持以原有QoS机制为基础,增强基于切片用户组的资源预留无线资源分配机制,满足不同业务的不同SLA需求。
支持基于QoS机制,从空口速率、时延、可靠性三个维度实现QoS保障;支持为特定切片的用户预留资源,保障其业务体验。
●核心网域支持网络功能和资源按需部署:除UPF网元外,核心网网元支持基于云化技术部署,根据实际需求实现自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等功能。
基于网络切片选择功能(NSSF),支持在用户注册流程中,基于NSSAI提供相应接入的网络切片选择信息。
核心网域网元支持NSSAI的签约、传递、管理与更新、网元选择与接入等功能。
●传输域支持基于SPN提供子切片能力。
SPN支持基于切片以太网时隙交叉TDM通道实现切片硬隔离,支持基于以太网包交换通道以及QoS实现切片软隔离。
SPN物理网元支持虚拟化成多个逻辑vNode,物理链路支持虚拟化成多个逻辑vLink。
SPN的切片资源层支持将逻辑虚拟的vNode和vLink组合成逻辑网络vNet。
SPN切片管控层支持提供北向接口开放网络切片能力。
●5G终端各种形态,包括智能类手机终端和数据类终端(如通用模组、CPE等),应支持切片相关功能。
5G终端支持S-NSSAI的处理:支持根据网络指示,对NSSAIs(包括Configured/Allowed/Rejected NSSAI)进行接收、存储和更新;支持根据NSSAI inclusion modes指示,在空口RRC层携带NSSAI信息给gNB;支持基于配置规则为各个业务选择相应的S-NSSAI。
5G终端应支持同时并发携带多个(≥2个)网络切片标识的能力。
5G终端应支持基本的预配置URSP规则:支持由网络下发URSP配置规则的接收、保存和更新;支持网络指示URSP的动态更新;支持优先使用由网络指示的URSP规则;支持根据URSP规则,提供业务应用(APPID、IP3元组,FQDN,DNN,ConnectionCapability)等描述信息,以及建立业务应用与对应的S-NSSAI的映射绑定;支持根据URSP相关信息发起相应的PDU会话●5G网络应支持网络切片的管理,其中:CSMF支持依据优/专/尊享不同模式下的不同用户需求,实现需求订购和处理,并支持将业务需求转换为对应网络需求。