5G總體介紹中國移動研究院網絡與IT技術研究所2344G4G成為可能 大哥大通通信1.0機出現并迅速普據流量攀升信普及，低業務成為可能?上網可打開圖片?低質量的視頻通話?簡單的網絡游戲?語音和短彩信2G2G 智能機通通信2.0，手機?各種APP應用?在線視頻觀看?高速下載和上傳機通通信3.0人與物、物與互聯，實現全連接?增強型移動寬帶能力?大連接物聯網能力?高可靠低時延通信能力通通信4.054G農業從4G到5G，開啟萬物互聯新時代4G農業育新連接新應用新產業新生態65G對全球經濟貢獻巨大能量?2020~2035年，5G對全球GDP總體貢獻預計為2.1萬億美元，相當于全球第七大經濟體印度GDPG對全球經濟增長年度凈貢獻值單位：十億美元?2030年，5G對GDP直接貢獻和間接貢獻分別為3萬億元和3.6萬億元，帶動直接和間接就業機會分別為達到800萬個和1150萬個5G的直接和間接經濟增加值貢獻(萬億元)55G的直接和間接就業貢獻(萬個)67面向通信產業成熟及垂直行業融合創新，2018年啟主導中頻段3.5GHz/4.9GHz產業化發面向通信產業成熟及垂直行業融合創新，2018年啟主導中頻段3.5GHz/4.9GHz產業化發展，充分發揮高低頻段協同高度重視多樣場景應用及效果，引領5G端到端標準，力爭實現“5G改變社會”維持4G時代優勢，并助力其發揮在機器人/AR/維持4G時代優勢，并助力其發揮在機器人/AR/VR等領域的產業優勢兼顧4.9GHz通過5G升級網絡基礎設施，助力其實現“創新經濟”通過5G升級網絡基礎設施，助力其實現“創新經濟”力圖重新建立通信行業領先地位，助力“數字經濟”力圖重新建立通信行業領先地位，助力“數字經濟”GHz要高頻段28GHz(27.5-28.35GHz)、37GHz(37-38.6GHz28GHz(27.5-28.35GHz)、37GHz(37-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)、64-71GHz,開始研究中頻段(3.7-4.2GHz)搶跑5G毫米波部署，助力其保持互聯網創新發展的主導地位8我國5G的目標是實現“全面引領”我國成為5G技術、標準、產業、應用的引領者之一，位于全球5G產業第一梯隊力爭2020年實現商用，助力“中國制造2025”和“互聯網+”戰略領?突破5G關鍵產品，打造產業鏈：全面開展5G系統、終端、芯片、儀的研發，形成強壯的5G產業鏈培養一批具有世界水平融合創新，提升無線移動通信服務能力達國際領先水平9中國移動的標準及產業貢獻在競爭最激烈的標準化戰場上，中國移動在3GPP牽頭19個關鍵項目、ITU牽頭13個關鍵項目，全球運營商排名首位；并引領了大規模天線、云化、虛擬化新型網絡架構等5G標志性技術研究；同時在3GPP、ITU、GCF等多個國際標準組織擔任重要席位牽頭5G關鍵標準項目排名首位中國公司首次牽頭制定新一代移動通信系統需求與關鍵指標中國公司首次牽頭制定新一代移動通信系統架構國際標準引領5G標志性技術研究G技術--大規模天線的研發，G應用?主導基于云化、虛擬化新型網絡架構研究標準組織重要席位席、CT3副主席、CT4副主席電網DVR家庭電網DVR家庭用戶體驗速率:100Mbps移動性:500Km/h低低時延高可靠(URLLC)?單向空口時延:1ms靠性:99.999%K/8K頻?用戶體驗速率:1Gbps峰值速率:20Gbps流量密度:10Tbps/km2低低功耗大連接(mMTC)抄表醫療測連接數密度:106/km2低功耗、低成本5G國際標準由3GPP制定TeNetworkTerminalsTeNetworkTerminalsernalSSplicationAspectsService&SystemsAspectscesArchitecturetySAWG4ions upPCGTSGRANtworkecrRRspeccluspecementsrmancemanceTestingkRelease14(5G研究) Release15(5G第一階段)Release16(5G第二階段)2020192020201720162018統架構R15完成9月3月統架構R15完成相差半年左右推出標準相差半年左右推出標準用戶/業務高要求接數密度百萬/km2幾毫秒求差異化用戶/業務高要求接數密度百萬/km2幾毫秒求差異化特征極致化突發化差距量密度Tbps/km2接密度3萬/小區(0.1km2)BPGW所有用戶全流程、同功能遍歷G和設備，繼續打補丁，無法滿足業務需求G動通信網絡是一個不斷引入新技術、不斷顛覆發展的過程?？紤]到5G將在2020~2030時間窗口商分吸收各領域新技術優勢。IT技術IT技術①平臺虛擬化②功能軟件化①集中數據存儲②海量數據收集③智能化數據分析③靈活接口語言③術①微服務②開放式API接口12.應用層對數據路由的影響13.12.應用層對數據路由的影響13.支持超低時延業務14.支持不同的會話連續性類型15.支持和4G的互操作16.支持和ePDG到4G的互操作17.基于流的QoS架構，包括reflectiveQoS18.策略架構：包括會話、接入和移動性控制、QoS和計費、終端的業務配置、NWDA大數據分析19.SMSoverNAS20.支持現有的IMSservices(包括話音到4G的回落)21.支持IMS緊急呼叫業務22.監管層的位置服務23.邊緣保護和代理，實現拓撲隱藏24.支持多核心網的網絡共享25.控制面過載控制25項核心功能設計，形成8大創新技術1.服務化架構(SBA)及5G核心網內的服務化接口2.端到網絡切片3.統一數據存儲架構，實現計算與數據分離，基于R4.支持虛擬化部署5.支持AMF(接入和移動性管理功能)的容災機制、按計劃維護，自動恢復，不影響業務連續性6.融合統一的新的接口(面向3GPP和非3GPP接入)7.控制和用戶面分離8.定制化的移動性管理9.支持RRCInactivestate10.支撐PDU會話類型：IPv4,IPv6,Ethernet和非結構11.支持邊緣計算，包括并發的接入，對低時延的支持1.功能軟件化4.C/U分離1.功能軟件化4.C/U分離3.新協議5.C/D分離7.網絡切片8.邊緣計算2.SBA6.多樣化連接低成本，靈活：基于統一的基礎設施，靈活的資源管理和功能的部署G低成本，靈活：基于統一的基礎設施，靈活的資源管理和功能的部署過8大技術方向推進了架構的變革ITIT化①功能軟件化②C/D分離(計算和數據分離) 互聯網化去剛性、敏捷性：從固定網元、固定連接到動態配置、靈活連接③SBA：服務化架構④互聯網化協議：HTTP/2 極簡化大容量、高性能：極大的提升轉發面效率、控制面的容量⑤C/U分離⑥多樣化連接 服務化個性化、服務化：面向不同垂直行業場景，進行按需配置⑦網絡切片⑧邊緣計算領域處于全球運營商的領先地位?我公司牽頭3GPP“下一代網絡架構(NextGen)”研究項目，主導完成研究報告TR23.799，成為發布《5G系統總體架構及功能》、《5G系統基本流程》和《策略和計費控制》三個基礎性標準250250200文稿貢獻605845433123222112345678910110?從標準貢獻度來看，中國移動是3GPP系統架構標準中，運營商提交文稿和通過文稿數均居超過1/3的文稿?SBA、C/U分離、互聯網化協議等基礎性、重要的方向由我公司提出并牽頭完成20如果你有更多的興趣和時間….Non-AccessNon-Access-Stratum(NAS)protocolfor5GSystem(5GS);Stage3Accesstothe5GCoreNetwork(5GCN)vianon-3GPPaccessnetworks;Stage3cyCTWGAspectsSystemRestorationProceduresStageGSystemTechnicalRealizationofServiceBasedArchitectureStageGSystemPrinciplesandGuidelinesforServicesDefinition;Stage35GSystem;SessionManagementServices;Stage35GSystem;UnifiedDataManagementServices;Stage35GSystem;UnifiedDataRepositoryServices;Stage35GSystem;UsageoftheUnifiedDataRepositoryservicesforSubscriptionData;Stage3GSystemAccessandMobilityPolicyControlService;Stage35GSystem;SessionManagementEventExposureService;Stage3GSystemAuthenticationServerServices;Stage35GSystem;NetworkFunctionRepositoryServices;Stage35GSystem;EquipmentIdentityRegisterServices;Stage35GSystem;SessionManagementPolicyControlService;Stage35GSystem;PolicyandChargingControlsignallingflowsandQoSparametermapping;Stage3GSystemPolicyAuthorizationService;Stage3GSystemAccessandMobilityManagementServices;Stage3GSystemUsageoftheUnifiedDataRepositoryServiceforPolicyData,ApplicationDataandStructuredDataforExposure;ageGSystemNetworkDataAnalyticsServices;Stage35GSystem;BindingSupportManagementService;Stage3ystemNetworkExposureFunctionNorthboundAPIsStage5GSystem;NetworkSliceSelectionServices;Stage3GSystem;SMSServices;Stage35GSystem;PacketFlowDescriptionManagementService;Stage3GSystem;BackgroundDataTransferPolicyControlService;Stage35GSystem;Interworkingbetween5GNetworkandexternalDataNetworks;Stage3GSystemCommonDataTypesforServiceBasedInterfaces;Stage35GSystem;LocationManagementServices;Stage35GSystem;SpendingLimitControlService;Stage3170130TSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTS21新核心網心網 新終端5G端到端新變革為創新應用提供全新能力新核心網心網 新終端?eMBB、?eMBB、URLLC、mMTC?極簡化：C/U(控制面/用戶面)分離，多樣化連接?服務化：網絡切片，邊緣計算?更高性能：節點時延10us級，時間誤差ns級送網新傳輸網?切片支持：支持分組/TDM，實現軟、硬融合切片送網?智慧運維：引入SDN，實現全局視角智能調度?系統設計：波束管理、新參考信號、新編碼等網新無線網?靈活參數：短幀結構、短調度等(空口時延1-3.5ms網?更高功率：26dBm22SA?終端連接方式：只接入5G或4G(單連接)?SA?終端連接方式：只接入5G或4G(單連接)?與4G互操作：類似4G與3G/2G互操作模式SA(Standalone，獨立組網)，類似于2/3/4G，5G與前代系統相互獨立的網絡架構NSA(Non-Standalone，非獨立組網)，5G依附于4G基站工作的網絡架構，無法獨立組網NSA?終端連接方式：同時與5G和4G連接(雙連接)?與4G互操作：無數據信令藍色4G，橙色5G23245G進一步擴充4G現有碼號的概念和范圍，以適應萬物互聯需求Element(網元)概念上的演講，稱為“網絡功能”DNN(DataNetworkName)：數據網絡名，和4G的APN等同SUPI(SubscriptionPermanentIdentifier)：簽約的永久ID，相對4G的IMSI而言范圍更廣，SUPI可以是IMSI，也可以是NAI等其他的IDrrealmGPSI(GenericPublicSubscriptionIdentifier)：通用公共簽約ID，可以是MSISDN或者如“username@realm”形式的其他ID，范圍更廣SSC(SessionandServiceContinuity)：會話和業務連續性，為滿足不同業務連續性要求而引入的新的連續性模式。一共3種，其中SSC1為4G的永遠在線模式25據面SF制面NnssfNnefNnrfNpcf2服務化架構NN48邊緣計算N據面SF制面NnssfNnefNnrfNpcf2服務化架構NN48邊緣計算NN4 1功能軟件化 7網絡切片55C/D分離33互聯網化協議44C/U分離66多樣化連接26關鍵技術1——5G的“網絡功能”基于網元的傳統網絡架構、固定功能、固化信令交互基于服務的5G網絡架構 SFSFFF柔性網絡：網元拆解成服務模塊，基于API接口調用-AMF(CoreAccessandMobilityManagementFunction)接入及移動性管理-SMF(SessionManagementFunction)會話管理-UDM(UnifiedDataManagement)統一數據管理-UPF(UserplaneFunction)用戶面功能-PCF(PolicyControlfunction)策略控制功能-NRF(NFRepositoryFunction)網絡功能倉庫-NEF(NetworkExposureFunction)能力開放功能-UDR(UnifiedDataRepository)統一數據倉儲-NSSF(NetworkSliceSelectionFunction)網絡切片選擇-AUSF(AuthenticationServerFunction)認證服務器功能2727FSF關鍵技術2(1/2)——服務化架構(SBA)FSF例：AMF(三個原子化服務單元)Nsmf服務是SBA的關鍵?服務是對5G網絡功能進行抽象，形成的高內聚、低耦合、可獨立管理的原子化功能單元?服務內部功能小且明確、對外接口獨立并且靈活可變，特定服務的升級不會影響到其他服務?基于通用的服務框架提供運行時服務可基于虛擬化/云計算平臺快速部署和彈性擴縮容22017年5月，中國移動牽頭提出的SBA架構獲得全球26家公司(14家運營商)的支持，被確定為5G基礎架構272828NRF發現注冊?服務消費者通過NRF查詢需要的NF及其服務列表?NRF只返回授權的NF及服務列表服務使用者務提供NRF發現注冊?服務消費者通過NRF查詢需要的NF及其服務列表?NRF只返回授權的NF及服務列表服務使用者務提供者API調用SBA的核心，通過服務的注冊、發現和調用構建NF/服務間?NF將其支持的服務列表注冊到NRF?NF可以按需更新、去注冊NRF中的服務務發現?服務提供者或者NRF判斷一個服務消現一個服務28協議棧備選協議IDL)協議棧備選協議IDL)化協議SONCBORProtoBufAPI設計方式用層層SCTP標準的，與編程語言無關的API描述語言簡潔、輕量、通用的設計模式支持多路復用的高性能的新一代超文本傳輸協議支撐SBA新架構需要與之相適應的新一代的協議體系：綜合考慮，確定了TCP+HTTP/2+JSON+OpenAPI的協議組合選擇結果OpenAPI3.0ON“互聯網化”和“云化”的基因深深融入新一代移動通信系統中新一代協議的優點1.采用最新的、且在IT/互聯網技術中廣泛使用的協議2.面向未來、實現快速部署3.連續的集成和發布新的網絡功能和服務4.新型RESTAPI接口極大的便于運營商或第三方調用VodafoneVerizon議體系方案295GCP5GUP三層變兩層5GCP5GUP三層變兩層SGSN四層變三層C/U分離是指控制面(ControlPlane)和用戶面(UserPlane)的功能分離，是實現網、靈活部署的重要基礎。C/U的分離可實現?控制面集中部署、集中管控、集中優化；?用戶面功能簡化，分布式部署在網絡邊緣，負責高效、低成本的大流量轉發2G/3G4G5GMMEPCRFMMEPCRF轉發面選擇鑒鑒權管理接入及移動性管理會話管理數據包路由控制費數據轉發數據轉發計費統計RAMF據庫 AnyNF關鍵技術5——計算與數據分離(RAMF據庫 AnyNF訪問：為實現數據共享、大數據分析和能力開放，進一步將所有的靜態簽約數據整合。相對4G已經實現數據分功能獨立存儲，5G采用統一的數據庫、統一的數據接口。HSSHSSBEHSSFE用戶狀態數據采用分離架構：為了實現網絡遷移、備份容災，進一步將控制面各NF內的上下文信息(Data)(如用戶狀態等)從負責邏輯處理(Compute)的NF中剝離出來單獨部署。tubscriberdataionxttubscriberdataionxtChargingdataAuthenticationdata關鍵技術6——多樣化的連接管理??4G移動性管理和會話管理耦合，只有一種永遠在線的會話連接類型鑒權管理連接管理移動性管理大眾(普通用戶)GW選擇跟蹤區管理鑒權管理強移動性管理連接管理數據管理不移動物聯網(遠程抄表)4GMME(功能全集)連接管理服務鑒權管理連接管理受限移動物聯網(企業用戶)鑒權管理弱移動性管理連接管理單向消息物聯網(水文監測)鑒權管理移動性管理4G控制面MME網元功能被拆解成移動性管理AMF、會話管理SMF等微服務功能模塊；通過API交互接口互相調用，面對不同類型的用戶可以提供按需的服務組合海量大連接低吞吐量，終端壽命10海量大連接低吞吐量，終端壽命10年高密度1億終端/平方公里增強移動寬帶支持高移動性4G：一網承載多種業務(移動寬帶、物聯網)業務流1業務流2傳統的單一組網方式演變為按需定制化組網式可定制、服務范圍/部署策略可定制質量可保證：按照垂直行業需求，滿足其SLA服務質量求特征傳統網絡設計模式難以滿足5G多樣化、相互隔離的場景需求，5G時代要求具備靈活提供低成本、差異化、定制化、相互隔離的端到端組網能力(網絡切片)，滿足垂直行業的差異化、定制需求低低時延高可靠延：5ms~20ms支持移動邊緣計算需求多樣，性能差異大，功能要求大55G網絡切片：邏輯隔離/專用(多樣、差異場景)片1片2片3 物聯網大連接123移動寬帶RVR時延高可靠G絡切片是提供定制化網絡能力、相互隔離、質量可保證、邏輯隔離的端到端網絡，包括接入、傳輸和核心網隔離性/專用性隔離性/專用性：切片服務于特定的應用場景，不同切間相互隔離，互不影響統一平臺統一平臺：網絡切片將基于NFV/SDN的統一基礎設施靈活構建型電信云核心節點型電信云邊緣節點邊緣計算平臺 GAMFUPFUplinkrUPF(Branching型電信云核心節點型電信云邊緣節點邊緣計算平臺 GAMFUPFUplinkrUPF(BranchingPoint)?5G核心網實現網關C/U分離，有利于UPF靈活部署?定義區域性會話管理機制，根據終端位置選擇合適UPF?定義多種會話和業務連續性機制，為應用提供按需的連續性 EC方案1-ULCL：解析目的地址EC方案1-ULCL：解析目的地址EC方式3LADN：使用本地APN建立會話解析源IP地址G管理?控制面對用戶面進行分流策略管理和QoS業務管理?用戶面可按需部署在邊緣TIC，支持其動態加入和刪除5G網絡設計三種用戶面管理機制，支持邊緣計算實現?5G邊緣計算方案1：邊緣UPF通過識別數據包目的地址實此時終端無感知，只需網絡側增強。該方案便?5G邊緣計算方案2：邊緣UPF識別數據包源地址實現分流。要求終端支持IPv6。?5G邊緣計算方案2：使用本地APN建立會話。要求終端核心網進展：從技術、能力、服務三維度，領航5GSA發展·領航計劃·啟航行動·突破行動·突破行動實現全球首個端到端SA全息實現全球首個端到端SA全息通話，發布核心網優化白皮書次實現5G核心網三層解耦，向業界發布系列服務化核心網領先成果中國移動打通第一個5G獨立組網(SA)多地外場網絡1月24日，中國移動在北京舉行5G規模試驗獨立組網(SA)集中化核心網外場測試啟動儀式，成功完成GSA和帶寬測試。GSAGbpsK景高清直播等里程碑式成果，標志著中國移動5GSA技術成熟度中國移動5G試驗整體規劃G17…2018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q172020規模商用SA標準完成2020規模商用成、產品商用架構形成規模試驗規模試驗網建設，共500站形成SA/NSA路線建議規模試驗室測試(NSA測試，SA測試，異廠商互通測試)外場2階段(計劃部牽頭)：外場2階段(計劃部牽頭)：面向規劃/化/異廠商互通測試，支持商用性能穩定，支撐技術路線決策、關鍵案一階段出門條件：至少與2款終端完成配對測試端到端NSA測試(7月啟動)用戶測試端到端SA測試(11月啟動)用戶測試依托規模試驗形成網絡方案國慶示范范網絡及平臺建設，共500站及聯調：驗證解決方案對垂直行業需求的滿足度及聯調：驗證解決方案對垂直行業需求的滿足度市面向2020年5G商用推進2018年6月制定第一版5G標準制定統一5G標準2019年完成5G標準G展產業推進規模試驗業務示范培育產業生態創新服務/商業模式40AF支撐系統NMSOMCIMS域SBC/P-CSCFNchfBOSSCxShZhSa/SLhNpcf