5G核心網(wǎng)，作為5G網(wǎng)絡(luò)的“智慧中樞”，正經(jīng)歷著前所未有的變革。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、業(yè)務(wù)類(lèi)型日益增多，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的復(fù)雜度也不斷攀升，5G核心網(wǎng)將面臨一系列挑戰(zhàn)，包括多網(wǎng)絡(luò)融合運(yùn)維成本高、網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅大、虛擬化技術(shù)效能低下、新業(yè)務(wù)上線(xiàn)周期長(zhǎng)且成本高等問(wèn)題。
為了進(jìn)一步促進(jìn)5G核心網(wǎng)技術(shù)的交流與合作，我們策劃了本期《5G核心網(wǎng)技術(shù)及演進(jìn)》專(zhuān)刊，內(nèi)容涵蓋5G核心網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)、云網(wǎng)共生、智能化演進(jìn)等方面，匯聚了眾多作者的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，旨在為讀者提供有價(jià)值的參考和啟示。
查看全文>ICT技術(shù)發(fā)展促使6G網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模、業(yè)務(wù)和復(fù)雜度上大幅升級(jí)，運(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)增大。數(shù)字孿生技術(shù)雖為網(wǎng)絡(luò)智能化運(yùn)營(yíng)提供了新的手段，但現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)難以滿(mǎn)足6G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)需求。通過(guò)將數(shù)字孿生和自智網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，匹配6G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)化架構(gòu)特點(diǎn)，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)孿生層進(jìn)行重構(gòu)，提出一種基于數(shù)字孿生的自智網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。該架構(gòu)有效降低了運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)囊?guī)模，提升了信令交換與網(wǎng)絡(luò)管理的及時(shí)性，增強(qiáng)了復(fù)雜運(yùn)營(yíng)問(wèn)題的處理能力，是6G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目標(biāo)架構(gòu)。
5G網(wǎng)絡(luò)雖然提升了數(shù)據(jù)傳輸效率，但在數(shù)據(jù)價(jià)值的深度挖掘和新興業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的高效處理方面存在局限。因此，6G網(wǎng)絡(luò)需要引入獨(dú)立的數(shù)據(jù)面以構(gòu)建統(tǒng)一可信、動(dòng)態(tài)靈活的數(shù)據(jù)服務(wù)框架，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隨路計(jì)算和任意拓?fù)洹Ｍ瑫r(shí)，6G網(wǎng)絡(luò)將與人工智能深度融合構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)人工智能的原生支持，滿(mǎn)足人工智能在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的差異化應(yīng)用需求。重點(diǎn)分析了6G核心網(wǎng)數(shù)據(jù)面與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能的發(fā)展情況。
通過(guò)增強(qiáng)5G核心網(wǎng)網(wǎng)元功能，有效提高網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元的穩(wěn)定性、業(yè)務(wù)連續(xù)性以及應(yīng)急響應(yīng)能力，構(gòu)建健壯性5G網(wǎng)絡(luò)。重點(diǎn)針對(duì)SMF無(wú)損升級(jí)、AMF動(dòng)態(tài)流控和UDMBypass3個(gè)增強(qiáng)功能展開(kāi)研究，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證。初步驗(yàn)證了以上3個(gè)功能的可行性與有效性，為進(jìn)一步在現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試及正式上線(xiàn)提供參考。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迭代演進(jìn)推動(dòng)移動(dòng)核心網(wǎng)全面采用虛擬化技術(shù)的云化架構(gòu)部署。基于商用5GC網(wǎng)絡(luò)，探索高可靠、高安全的灰度升級(jí)策略在通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中運(yùn)用的可行性，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全。
在分析傳統(tǒng)云網(wǎng)融合編排與調(diào)度方案基礎(chǔ)上，提出一種由大語(yǔ)言模型（LargeLanguage Models，LLMs）驅(qū)動(dòng)，基于8×4多智能體的新型云網(wǎng)融合編排與調(diào)度架構(gòu)，分析了多智能體的組成、技術(shù)選型、系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計(jì)方案和演進(jìn)路線(xiàn)，最后對(duì)應(yīng)用智能體可能遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，并提出相關(guān)建議。
國(guó)家“十四五“規(guī)劃明確將網(wǎng)絡(luò)安全列為新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)，針對(duì)黨政軍企等行業(yè)用戶(hù)對(duì)移動(dòng)辦公解決方案的增強(qiáng)級(jí)安全需求，需加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)“關(guān)鍵領(lǐng)域安全可控”的目標(biāo)。依托信創(chuàng)芯片技術(shù)、操作系統(tǒng)、Docker容器、云原生安全等系列核心安全技術(shù)，提出一體化安全解決方案，推出面向政企行業(yè)的5G移動(dòng)信創(chuàng)云手機(jī)產(chǎn)品概念，實(shí)現(xiàn)端到端的移動(dòng)信息安全，在5G移動(dòng)和信創(chuàng)安全領(lǐng)域形成技術(shù)突破。
隨著VoLTE/IMS業(yè)務(wù)的發(fā)展，各類(lèi)業(yè)務(wù)平臺(tái)層出不窮，且絕大多數(shù)都是基于SIP架構(gòu)與IMS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)接。但隨著業(yè)務(wù)平臺(tái)的不斷增加，其開(kāi)放性不足、網(wǎng)絡(luò)使用效率低、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)等短板逐漸突出。搭建了一套新型的、基于OpenAPI的業(yè)務(wù)平臺(tái)，并從信令流程和業(yè)務(wù)開(kāi)通等方面對(duì)2種架構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析。
當(dāng)前，MEC邊緣云平臺(tái)部署雖然采用了Ansible的一系列集成腳本，但仍需人工做好服務(wù)器的基礎(chǔ)配置，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃修改對(duì)應(yīng)的腳本參數(shù)。該方式將導(dǎo)致頻繁查找，易出錯(cuò)，效率低。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，提出了基于Paramiko和Redfish等自動(dòng)化運(yùn)維庫(kù)，通過(guò)編寫(xiě)Python程序讀取規(guī)劃的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)IP地址、VLAN以及服務(wù)器命名等信息，以自動(dòng)化的方式執(zhí)行MEC邊緣云平臺(tái)的部署工作。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐驗(yàn)證，該方法將傳統(tǒng)的部署工作由原來(lái)的3天縮短至30min~1h。
隨著核心網(wǎng)向全云化演進(jìn)，為緩解IPv4地址緊張的局面，網(wǎng)絡(luò)亟待向IPv6切換。首先簡(jiǎn)要介紹了核心網(wǎng)IPv6改造的要求和前期改造的情況，并針對(duì)當(dāng)前IMS網(wǎng)絡(luò)地址現(xiàn)狀，分析了IPv6地址切換存在的問(wèn)題，然后針對(duì)IMS域內(nèi)和周邊對(duì)接系統(tǒng)，對(duì)IPv6切換方案進(jìn)行了分析，最后給出總體IPv6切換步驟建議，旨在推動(dòng)IMS核心網(wǎng)快速完成IPv6單棧切換。
5G的迅速發(fā)展使得構(gòu)建高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)并確保用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)成為運(yùn)營(yíng)商面臨的重要挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的依靠人工和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足新型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的需求。建立了關(guān)鍵指標(biāo)體系，利用時(shí)序分析算法，通過(guò)聚類(lèi)分析多源數(shù)據(jù)，結(jié)合診斷庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵性能指標(biāo)的質(zhì)差預(yù)警以及異常原因的精確定位，顯著提高指標(biāo)優(yōu)化的效率，并有效改善用戶(hù)感知和網(wǎng)絡(luò)整體的質(zhì)量。
物聯(lián)網(wǎng)APN業(yè)務(wù)因其跨省跨域的特性，存在故障定界難、投訴處理效率低等問(wèn)題，也引起廣泛關(guān)注。系統(tǒng)地介紹了針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)APN的業(yè)務(wù)監(jiān)控、故障診斷等研究結(jié)果，旨在提升物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與診斷效率。通過(guò)集約化創(chuàng)新架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)性能、資源、配置等數(shù)據(jù)的一點(diǎn)接入。通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)監(jiān)測(cè)體系，快速發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)差情況。通過(guò)構(gòu)建質(zhì)差診斷體系，支撐問(wèn)題根因的快速識(shí)別。
通過(guò)算法研究、模型開(kāi)發(fā)等工作，研發(fā)了基于信令大數(shù)據(jù)的國(guó)際漫入用戶(hù)通信質(zhì)量分析體系，該體系專(zhuān)門(mén)針對(duì)國(guó)際漫入用戶(hù)建立大數(shù)據(jù)分析模型，有效分析國(guó)際漫入用戶(hù)信息變化趨勢(shì)，解決國(guó)際漫入用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量無(wú)法集中采集的問(wèn)題。模型的測(cè)試結(jié)果表明，該模型在國(guó)際漫入用戶(hù)信息數(shù)據(jù)分析、通信服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控等方面取得了良好的效果。
分析了移網(wǎng)專(zhuān)載加速場(chǎng)景下與定向免流計(jì)費(fèi)產(chǎn)生沖突問(wèn)題的成因，以及通過(guò)核心網(wǎng)的配置解決專(zhuān)載加速與定向免流計(jì)費(fèi)沖突的方案，并提出了用戶(hù)采用SDK+網(wǎng)關(guān)進(jìn)行加速場(chǎng)景下，解決定向免流計(jì)費(fèi)沖突的新方案。同時(shí)，分析和比較了2種辦法的存在的問(wèn)題，對(duì)解決移網(wǎng)專(zhuān)載加速時(shí)定向免流計(jì)費(fèi)沖突進(jìn)行了有益探索。
大量游戲玩家接入帶來(lái)的高并發(fā)是引起相關(guān)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的一個(gè)重要原因。提出了通過(guò)MEC上的云化網(wǎng)關(guān)來(lái)提供高帶寬，采用mpquic雙通道加速系統(tǒng)集群內(nèi)擴(kuò)展和集群間擴(kuò)展相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加速和解決高并發(fā)問(wèn)題。在MEC部署多個(gè)mpquic網(wǎng)關(guān)集群可以完成集群間擴(kuò)展。在用戶(hù)使用SDK開(kāi)始加速時(shí)，按照就近原則和輕負(fù)荷原則，為用戶(hù)選擇合適的邊緣側(cè)mpquic網(wǎng)關(guān)集群。該方法能有效解決網(wǎng)絡(luò)時(shí)延問(wèn)題和高并發(fā)訪問(wèn)的問(wèn)題。
隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的個(gè)性化和定制化需求日益增長(zhǎng)，車(chē)企對(duì)定制DNN的就近接入需求已成為5G行業(yè)應(yīng)用的重要研究方向之一。基于5G核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特性，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)際部署情況，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)下定制DNN就近接入技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行研究。
隨著5G專(zhuān)網(wǎng)的逐漸普及，公網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的互通也逐漸成為運(yùn)營(yíng)商的重點(diǎn)研究方向。對(duì)此，針對(duì)5G專(zhuān)網(wǎng)+IMS的部署方案進(jìn)行了研究，深入探討了3種不同模式的公網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)對(duì)接方案，并進(jìn)行了多維度分析對(duì)比，最后給出了方案建議。
野外地區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維成本高，通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)終端，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，降低成本。但由于電源等問(wèn)題，MEC難以下沉至野外環(huán)境。提出多層異構(gòu)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在MEAO、MEP的基礎(chǔ)上增加R-MEC，實(shí)現(xiàn)算力再下沉。同時(shí)，研究了基于應(yīng)用服務(wù)感知的智能化邊緣調(diào)度編排技術(shù)，通過(guò)算網(wǎng)調(diào)度及AI技術(shù)，實(shí)時(shí)處理遠(yuǎn)端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以滿(mǎn)足在野外場(chǎng)景下遠(yuǎn)程運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。
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