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KT579-5GC

5G核心网



探真公司5G核心网 (5GC)遵循3GPP 技术规范建议,支持 Standalone(SA)Non-Standalone(NSA)两种系统架构。5G核心网采用新的ICT技术,采用服务化架构将网元功能拆分为细粒度的网络服务功能节点,彻底改变了过去几代核心网以点到点的信令控制为主、各种业务综合紧密耦合封闭的设备形态,而变成了一种全微服务架构的软件化的功能形态,分布式的网络功能替代过去的层级节点。5G系统架构采用原生云化设计思路,网络功能虚拟化(Network Function VirtualizationNFV)是实现5G系统云化组网的关键技术。虚拟化给核心网带来了很多好处,比如非常容易扩容、缩容、升级、割接,可以大大节约资源,降低维护难度和成本,为核心网设备的小型化、轻量化提供了可能。轻量化核心网可广泛应用于中小型电信运营商、政企专网用户、高校和科研院所、抢险救灾、应急保障等。

网络架构

 

15G SA网络结构

 

探真实现了以下5G网络节点(网元),包括:

1. AMFAccess and Mobility Management Function接入和移动管理功能

2. SMFSession Management Function会话管理功能

3. AUSFAuthentication ServerFunction身份验证服务器功能

4. UDMUnified Data Management统一数据管理

5. UPFUser plane Function用户平面功能

6. PCFPolicy Control function策略控制功能

7. NSSF: Network Slice Selection Function,网络切片选择功能

8. UDRUnified Data Repository,统一数据存储库

网络接口

业务接口

基于业务(service-based),控制面相关的网元功能实体能够授权其他网元来访问它的业务。

接口名

接口说明

Naf

基于业务界面的AF功能接口

Namf

基于业务界面的AMF功能接口

Nsmf

基于业务界面的SMF功能接口

Nausf

基于业务界面的AUSF功能接口

Nudm

基于业务界面的UDM功能接口

Nupf

基于业务界面的UPF功能接口

Npcf

基于业务界面的PCF功能接口

Nssf

基于业务界面的NSSF功能接口

Nudr

基于业务界面的UDR功能接口

业务类型

SA 5GC核心网支持以下业务。

业务

说明

数据业务

对应5G三大应用场景之eMBB(增强移动宽带)

实测单5G UE上下行峰值流量:240M/1.5Gbps

语音业务

VoNR (需与华络通信公司自研IMS联合部署)

短信业务

VoNR 或纯信令方案,VoNR方案需与IMS联合部署

网络切片

支持基于NSSAINetwork Slice Selection Assistance Information)、位置信息、切片容量等各种策略,智能化选择切片

帧路由

5G终端通过5G CPE接入并组成局域网

 

系统容量

功能

功能描述

用户容量

20000用户

100基站

处理性能

UPF系统吞吐量 ≥20Gbps

轻量化、虚拟化

因为采用云生化设计,探真的5G核心网支持各种虚拟化、云化部署方案:

 

25G核心网部署方案

 

探真公司5G核心网轻量化方案主要得益软件架构设计与硬件无强制关联性,软件可以虚拟化部署,从而可以将中低容量5G系统的多个网元通过虚拟化部署在同一硬件通用服务器上,实现5G核心网的轻量化。正是5G核心网的轻量化的实现使得5G在行业应用部署变得可能。华络通信公司小型5G核心网虚拟化方案详见下图:

 

35G核心网网元虚拟化部署

通过本地虚拟化方案将5G核心网网元及网管统一部署在一台1U通用服务器上,使系统紧凑轻量化。

接口开放、定制化

探真公司5G核心网软件支持接口开放,可以实现定制化功能需求,从而更好体现5G创新型应用满足行业需求。

网元合设、裁剪

为简化部署及减少不必要的消息交互以提高系统相应能力,探真公司轻量化5G核心网支持5G网元的合设及网元间接口的裁剪,包括:

AMF/AUSF合设

UDM/UDR/NSSF合设

SMF/PCF合设

合设后的网元间的接口通过接口函数内部调用,而不是通过HTTP消息调用。

可靠性和可用性

功能

功能描述

冗余设计

支持1+1主备容灾设计,保证系统的不间断运行

系统具有软件、硬件故障在线恢复的能力。

指标要求

可靠性和可用性指标要求:
典型配置系统高可用度HA 99%
平均故障修复时间MTTR 0.5h
主备倒换成功率 ≥ 95%



硬件规格

轻量化5GC核心网硬件规格典型配置推荐(20基站,2000用户)。

数量

软硬件配件参数

1

PowerEdge R340 MLK 主板

2

英特尔至强 E-2224 3.4GHz, 8M 缓存, 4C/4T, turbo (71W)

1

iDRAC Group Manager, 启用

1

3.5" 机箱含高达 4 热插拔硬盘和软件RAID

1

PCIe Riser, 1x FH x8 PCIe Gen3 插槽, 1x LP x4 PCIe Gen3 插槽, R340

1

PowerEdge R340 运输材料 适用于 3.5英寸 硬盘 机箱

2

32GB 2666MT/s DDR4 ECC UDIMM

1

iDRAC9,企业版

2

2TB 7.2K RPM SATA 6Gbps 512n 3.5英寸热插拔硬盘(RAID1

2

Dell EMC PowerEdge SFP+ SR Optic 10GbE 850nm

1

散热器 适用于 80W 或更少的 CPU

1

单热插拔电源 350W

1

电源线- C132M250V10A (中国)

1

英特尔 X710 双端口 10GbE 直连 SFP+ 适配器, PCIe 全高

1

主板集成 LOM

1

标准风扇

 

硬件资源分配如下:

网元

内存(G)

硬盘(G)

vCPU

Intel至强银牌及以上, 可共享)

网口

AMF

4

100

2

1Gb电口*1(所有网元共享1Gb电口)

SMF

4

100

2

1Gb电口*1(共享)

AUSF

4

100

2

1Gb电口*1(共享)

UDM/UDR

4

100

2

1Gb电口*1(共享)

UPF

8

100

4

10Gb光口*2

1Gb电口*1(共享)

PCF

4

100

2

1Gb电口*1(共享)

NSSF

4

100

2

1Gb电口*1(共享)

EMS

4

400

2

1Gb电口*1(共享)


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