5G SA:中国具备商用条件

来源:《中国电子报》2020年10月13日

今年我国5G建设的主旋律是实现SA商用,三大运营商都在积极推进向5G SA目标网演进。8月,深圳率先宣布全面建成并商用5G SA网络;9月初,北京也实现5G SA的商用网络,5G SA商用条件在全国各大城市纷纷就绪,中国的5G成为全球第一个规模性开通SA的网络。如果说2019年是5G元年,2020年则可以称之为5G SA元年,这是在中国信息通信行业取得高度共识的5G模式,虽然技术难度更高,但为5G与垂直行业的结合做好了能力准备。

5G SA商用五大挑战

与5G非独立组网NSA方式相比,5G SA是端到端全新设计,从标准完成时间到产业研发进度,客观上都要晚于NSA,而且SA复杂度远高于NSA。中国移动研究院副院长黄宇红表示,由于中国对SA应用需求比较迫切,因此我国全方位强力拉动SA成熟,经过一年多标准打磨、三轮的测试验证拉动以及两极应用带动,2020年SA具备商用可能。

“60%以上的行业应用需要5G SA,NSA方式是无法满足的。”黄宇红说,“但5G SA面临着五个挑战。”这五大挑战归纳起来,主要体现在标准与产业、建设与运维、重大能力塑造、服务与运营、商业模式与产业融通等方面。

其中,5G带来网络的大规模云化虚拟化实施,带来了建设与运营模式的变革,对运营商自身能力提升也提出很高的要求。行业专网的建设与运维需要摸索,SA让4G/5G协同更加复杂,难度更大。黄宇红认为,尽管SA具备众多优势和能力,但还存在切片等端到端拉通、自动化势能调整、边缘计算接口协议开放、商业模式创新等问题。在服务运营方面,运营商需要考虑如何为行业用户提供统一入口和自服务流程。在商业模式与产业的融通方面,5G自身标准以及跨行业标准还需要不断完善。

同时,5G SA的架构技术服务能力也带来了多维度创新,能有效支撑行业的转型升级。新的技术能力包括切片边缘计算以及对上行支撑能力的增强。在新服务能力上,SA可以更好的支持多量纲计费,支持定制化的专网服务以及能力开放共享。

N4开放打开5G赋能之门

实现5G SA,在通信网络中有关键一环,就是在5G核心网上实现控制与转发的分离,由此,给5G网络带来更大的灵活性和更高的效率。连接5G核心网控制与转发的是N4接口,N4接口的开放是5G SA商用之路上的重点和难点。

6月9日,中国电信研究院在广州园区顺利完成与主流设备厂商的N4接口(5G核心网控制面与转发面接口)开放性测试验证。

本次N4接口对接的成功,从技术上证明了N4接口开放的可行性,验证了5G SA面向垂直行业应用的典型分流架构。中国电信集团有限公司副总经理刘桂清表示,N4接口开放取得了突破性进展,将有力助推SA产业更成熟,迅速提升5G SA赋能垂直行业的能力,进而显现5G SA生态赋能作用。实践证明,电信运营商探索开放工业企业5G内网改造相关接入标准接口,满足工业企业轻量化、低成本和灵活部署要求是大势所趋,将加速推进5G SA在垂直行业的落地应用。

实现N4接口开放,为5G赋能行业应用带来很多好处:一方面,用户可以向运营商定制自己需要的网络能力,这对垂直行业应用非常重要;另一方面,可以支撑5G走向分布式网络,与云计算、边缘计算的架构进一步契合,使5G+云+AI的设计得到网络底层技术的支持。

UPF面向行业下沉5G能力

与N4开放相伴的,是UPF的开放。N4在核心网络“承上”连接SMP(会话控制功能),“启下”连接UPF(用户面功能)。

中国移动研究院网络所所长段晓东表示,UPF是开启5G垂直行业的金钥匙,是5G赋能垂直行业的连接点、发力点和控制点。

5G SA的目标是为垂直行业提供网络,进入这些行业首先碰到的难点是很难掌握各行各业里的“Know How”,而从“Know How”出发,才能确定什么样的网络适应某一行业。5G从设计之初,就希望能够灵活地满足不同行业的需求,“Know How”与5G灵活性的结合点,落地到具体的设备上,就是5G网络中的UPF。

中国电信在N4接口开放测试中,引入了中国电信自主研发的轻量级UPF产品,测试证明该UPF具有高效的5GC(5G核心网)对接能力。中国移动正在推动实现开放的5G UPF,并发布了5G OpenUPF白皮书和N4接口解耦规范(Phase1),目前已经有39家合作伙伴加入。

UPF可谓是5G服务垂直行业的桥头堡。在5G+行业应用的示范项目中,有接近60%的项目与边缘计算密切相关,开放UPF定义的正是面向2B,部署在边缘侧的UPF,主要面向科技园区、医院、校园等生活园区类场景,以及工厂、电网、煤矿等生产制造类场景,这些应用场景一般都需要将UPF下沉到边缘业务侧甚至园区,对UPF的灵活和开放有更加强烈的需求。

“和传统的UPF相比,OpenUPF的重点在于开放。”段晓东说,“我们从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面重点发力。开放接口解决了核心网控制面与UPF厂商绑定的问题;开放设备共同定义了UPF功能基线要求,兼顾系统的灵活度和可扩展性;开放服务成为网络价值的创造点;开放智能为行业提供了智能的网络及服务,作为服务行业的抓手。基于以上四个开放,提升5G进入垂直行业的能力和行业竞争力,促进产业融合。”

专家观点

中国工程院院士邬贺铨:我们面临SA探路的风险

我国今年率先开展独立组网(SA)大规模建设,将启动SBA(基于服务的网络体系)和虚拟化以及网络切片等新功能,为面向工业互联网和车联网的应用奠定了基础。但目前SDN、NFV、SRv6、网络切片、SDWAN等大规模组网技术尚未验证,我们面临SA探路的风险。

SA网络体制下,全网复杂路由的SDN和多类型超海量连接的VPN缺乏运用经验,网络切片与现有网络如何兼容也是问题,需要研究SBA各业务单元组合冲突的避免机制。

虽然国外有过两个运营商联合组网的案例,但共享的深度、规模还不能与中国电信和中国联通合建5G网络相比。中国电信、中国联通、中国广电三家企业在全国范围共同使用3300MHz~3400MHz频段频率用于5G室内覆盖,前提是需要接口和网管的标准一致。

低功耗、低成本的5G终端是大规模商用的瓶颈,业界寄希望于国产多模多屏支持SA的芯片大规模量产。目前市场上5G基带芯片以7纳米工艺为主,而下一代更高工艺水平的芯片在国外已开始发布。我国自研的新一代5G终端芯片的供应链有受制于人的风险,芯片的持续创新压力很大。

目前公众对5G的认识是带宽更宽、速度更快,这不足以迅速扩大用户群,用户需要有更高价值的体验。行业应用个性化明显,且关系到产业链上下游的协同开放,还涉及行业的管理和准入,目前行业的刚需与跨界合作及商业模式还不清晰,行业主导的积极性还有待发挥。

如今5G发展面临很多挑战,但是同样伴随许多机遇。5G将催生新兴业态,一定会产生超出我们想象的新应用。

中国电信科技创新部总经理何志强:5G独立组网开启云网融合时代

因为5G独立组网这样一个变革性或者革命性的升级,5G开启了云网融合的新时代,其中有两个非常重要的特征。

一个是边缘计算。边缘计算不是一个新的概念,但是能够真正应用到生产制造、社会治理和消费服务中,5G时代才会真正开启。其主要原因是早前的云和网络没有很好地融合,云是云、网是网,很难真正使云来承载应用,边缘计算使这些能力能够延伸到用户侧。另外一个是网络切片的使用。网络切片将公网的覆盖能力和单位成本优势用来提供专网的服务。5G时代的切片实际上是把大网切成片,专门归属于客户的专用网,让客户在享受大网所有好处的同时又能完成专网的服务。

从数据的采集、数据的存储加工到真正的生产、指挥、调动,很多步骤在以边缘节点为核心的小范围之内就得到了很好的处理。同时,大网的计算、存储、传送能力又使得产业链、生态图都能够很好地进行互动。

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