5G商業(yè)成功，從打造核心網(wǎng)最佳實(shí)踐做起

沒有5G核心網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)是沒有靈魂的。有了5G核心網(wǎng)，5G才能完整落地大帶寬、低時(shí)延和多連接三大場(chǎng)景；有了5G核心網(wǎng)，5G才能真正跨越toC邊界，走進(jìn)千行萬(wàn)業(yè)。有人說(shuō)，5G核心網(wǎng)才是隱藏在5G網(wǎng)絡(luò)中的真英雄。

但是，相比4G時(shí)代，5G核心網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生了巨大變化，隨之給網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)維和商業(yè)閉環(huán)也帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。控制面云化集中部署給網(wǎng)絡(luò)可靠性提出了極大的挑戰(zhàn)?；A(chǔ)設(shè)施全云化帶來(lái)了集成交付和跨層故障定界難。C/U分離和用戶面分布式部署帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>分布化，增加了對(duì)大量邊緣站點(diǎn)的維護(hù)難度和工作量。同時(shí)，面向業(yè)務(wù)和場(chǎng)景多樣化、個(gè)性化的5G toB新市場(chǎng)，各行各業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能需求和部署需求千差萬(wàn)別，如何快速、按需滿足行業(yè)需求也是5G時(shí)代面臨的主要挑戰(zhàn)。

那面對(duì)以上挑戰(zhàn)，如何打造核心網(wǎng)的最佳實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)5G價(jià)值最大化？日前，華為云核心網(wǎng)營(yíng)銷工程部總裁馬亮在華為分析師大會(huì)上的精彩分享值得一讀。

磐石方案打造高可靠精品網(wǎng)

核心網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)的心臟和大腦，擔(dān)負(fù)著全網(wǎng)資源管理調(diào)度的重任，其重要性不言而喻。近年來(lái)，我們看到全球已發(fā)生多起因核心網(wǎng)故障而引發(fā)網(wǎng)絡(luò)重大事故，其中大多因網(wǎng)絡(luò)過載導(dǎo)致。5G將連接千行百業(yè)，一旦核心網(wǎng)出現(xiàn)重大故障，帶來(lái)的負(fù)面影響更加巨大。毫無(wú)疑問，進(jìn)入5G時(shí)代，增強(qiáng)核心網(wǎng)的可靠性是電信業(yè)的首要任務(wù)，沒有之一。然而，我們也看到，一方面， NFV、SDN等新的云化技術(shù)引入導(dǎo)致核心網(wǎng)的可靠性降低；另一方面，5G核心網(wǎng)采用大區(qū)集中部署的方式，比如中國(guó)移動(dòng)的5G核心網(wǎng)控制面部署于全國(guó)八個(gè)大區(qū)，單站點(diǎn)、單DC的容量比過去增加10倍甚至100倍，進(jìn)一步給網(wǎng)絡(luò)可靠性帶來(lái)了挑戰(zhàn)。一邊是增強(qiáng)核心網(wǎng)的可靠性迫在眉睫，一邊是核心網(wǎng)在可靠性方面面臨全新的挑戰(zhàn)，怎么解？

“我們通過軟件架構(gòu)優(yōu)化和算法優(yōu)化，比如引入無(wú)狀態(tài)設(shè)計(jì)、N-Way容災(zāi)架構(gòu)、分布式聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)、64倍信令流控容災(zāi)方案，實(shí)現(xiàn)了跨數(shù)據(jù)中心的熱備冗余，這樣可以確保在極端場(chǎng)景下，即使整個(gè)數(shù)據(jù)中心癱機(jī)，依然能保持業(yè)務(wù)無(wú)損倒換，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)如磐石的超高可靠性”，馬亮給出了華為的答案——磐石方案。

他舉了一個(gè)國(guó)內(nèi)某DC基于“磐石方案”的倒換測(cè)試案例。該數(shù)據(jù)中心有將近1000萬(wàn)用戶，由于基于“磐石方案”引入了跨DC N-Way容災(zāi)備份和智能信令流控等技術(shù)，在對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行模擬下電后，不僅快速收斂了信令沖擊，還在10秒鐘之內(nèi)完成了所有用戶的成功接入。而在傳統(tǒng)組Pool方案下，由于所有用戶要重新激活，信令無(wú)法收斂，產(chǎn)生持續(xù)的沖擊和震蕩，最終會(huì)在15分鐘后引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

全融合核心網(wǎng)讓網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)一步到位

5G時(shí)代的組網(wǎng)方式更加靈活，運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)自身的市場(chǎng)定位、頻譜策略等靈活選擇NSA或者SA組網(wǎng)。比如，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商均采用直接建設(shè)5G SA網(wǎng)絡(luò)的方式，而韓國(guó)、日本等大多數(shù)海外的運(yùn)營(yíng)商選擇了先建設(shè)NSA，再在2-3年內(nèi)演進(jìn)到SA的網(wǎng)絡(luò)部署路徑。如果選擇先建設(shè)NSA再演進(jìn)到SA，需對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行二次整改、升級(jí)，這不可避免的會(huì)增加部署費(fèi)用和周期。與此同時(shí)，進(jìn)入5G時(shí)代，2/3/4G與5G NSA和SA網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期共存，不同核心網(wǎng)的各個(gè)功能之間的互聯(lián)互通和信令交互空前復(fù)雜，迫切需要簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)。如何幫助運(yùn)營(yíng)商一步到位實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，降低網(wǎng)絡(luò)成本，避免反復(fù)升級(jí)，并降低網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度？

為此，華為推出了Single Packet Core（SPC）方案，即一張2/3/4/5G全融合的核心網(wǎng)。馬亮表示，若采用在現(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)上疊加建設(shè)5G核心網(wǎng)的方式，網(wǎng)絡(luò)切換成功率小于90%，EPS回落時(shí)長(zhǎng)達(dá)4.9秒，信令會(huì)增加20%；而采用全融合的SPC方案，網(wǎng)絡(luò)切換成功率大于99%，EPS回落時(shí)長(zhǎng)縮短至3.1秒，且不會(huì)帶來(lái)信令增加。顯然，全融合的核心網(wǎng)大幅降低了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，且大幅提升了網(wǎng)絡(luò)性能，能讓運(yùn)營(yíng)商避免二次調(diào)整和整改。此外，全融合的核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了“SA技術(shù)NSA化”，在NSA組網(wǎng)下也能提前兌現(xiàn)SA價(jià)值。

盡管5G時(shí)代的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求激增，但語(yǔ)音通話作為人們的基本通信需求仍然是不可或缺的關(guān)鍵業(yè)務(wù)。不過，5G時(shí)代的語(yǔ)音業(yè)務(wù)面臨新的問題：一方面，由于5G不再支持直接回落到傳統(tǒng)2/3G CS網(wǎng)絡(luò)，VoLTE和IMS將成為語(yǔ)音基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；另一方面，由于漫游、終端支持等原因，全球平均VoLTE滲透率不超過20%。這意味著未來(lái)VoLTE與傳統(tǒng)CS系統(tǒng)將長(zhǎng)期共存，導(dǎo)致語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)非常復(fù)雜。另外，由于傳統(tǒng)2/3G CS網(wǎng)絡(luò)已運(yùn)行至少10年，大量CS設(shè)備的生命周期即將結(jié)束，故障發(fā)生頻率更高，還給網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

為此，華為推出了全融合全云化的Single Voice Core解決方案，其基于當(dāng)前的IMS架構(gòu)和統(tǒng)一的接口，收編了傳統(tǒng)CS軟交換功能，省去了CS到IMS之間的關(guān)口局，使得兩者之間一跳直連，實(shí)現(xiàn)2/3/4/5G和固定話音網(wǎng)五網(wǎng)合一。馬亮介紹，華為自2020年下半年推出Single Voice Core解決方案后，目前已獲得約10個(gè)商用合同，得到了市場(chǎng)的一致認(rèn)可。比如，某運(yùn)營(yíng)商引入Single Voice Core解決方案后，不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)CS退網(wǎng)，減少了50%的網(wǎng)元數(shù)量，大幅簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，節(jié)省了30%的OPEX成本，還將語(yǔ)音質(zhì)量提升了10%。

自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)讓運(yùn)維更高效

硬幣都有兩面，網(wǎng)絡(luò)云化也一樣，一面增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的靈活敏捷性，一面也帶來(lái)了跨層故障定界難的問題。以某運(yùn)營(yíng)商為例，在對(duì)現(xiàn)網(wǎng)云化網(wǎng)絡(luò)割接10萬(wàn)用戶后，語(yǔ)音接通率急劇下降，早忙時(shí)下滑了1%-2%，，晚忙時(shí)下滑了10%以上，隨后在核心網(wǎng)、傳輸、電信云、基礎(chǔ)設(shè)施等多部門協(xié)調(diào)下，花費(fèi)了將近24小時(shí)才完成了故障定界和解決，期間引發(fā)了大量客戶投訴，嚴(yán)重影響了客戶滿意度。

沒有選擇，5G時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，像汽車一樣邁向網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛時(shí)代。為此，華為早在2018年就提出了自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)方案。在核心網(wǎng)側(cè)，華為自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)方案基于過去二十幾年的專家知識(shí)庫(kù)以及AI訓(xùn)練模型，可實(shí)現(xiàn)從故障感知、故障匹配到故障診斷的流程閉環(huán)，其中已能智能匹配13大類故障場(chǎng)景，能快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障跨層定界。在實(shí)際案例中，該方案可在5分鐘內(nèi)感知故障，在15分鐘內(nèi)精準(zhǔn)完成故障定界。

風(fēng)箏方案讓“公網(wǎng)專用”成為5G toB最佳模式

針對(duì)5G toB專網(wǎng)，不同的企業(yè)有不同的需求，相應(yīng)的專網(wǎng)部署方式也不同，主要分為“公網(wǎng)專用”和“私網(wǎng)專用”兩種方式。在公網(wǎng)專用模式下，5G專網(wǎng)可與公網(wǎng)端到端共享資源，可將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維交給具備專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)營(yíng)商，能幫助企業(yè)大幅節(jié)省部署和運(yùn)維成本；若企業(yè)要求數(shù)據(jù)不出園區(qū)，還可通過與公網(wǎng)部分共享的方式，將核心網(wǎng)用戶面功能部署于園區(qū)內(nèi)部。不過，有些企業(yè)將專網(wǎng)應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性要求極高，要求即使在極端情況下大網(wǎng)與園區(qū)專網(wǎng)之間的傳輸發(fā)生中斷，也不會(huì)影響專網(wǎng)和企業(yè)生產(chǎn)正常運(yùn)行，因此希望企業(yè)專網(wǎng)與公網(wǎng)隔離，獨(dú)享專網(wǎng)端到端資源，即采用“私網(wǎng)專用”的部署方式。“私網(wǎng)專用” 盡管保障了極高的網(wǎng)絡(luò)可靠性和數(shù)據(jù)隱私性，但隨之也帶來(lái)了部署成本高、部署周期長(zhǎng)、維護(hù)難、資源利用率低等問題。有沒有一種辦法可以在“公網(wǎng)專用”模式下滿足以上不同企業(yè)的所有需求？

華為推出的風(fēng)箏方案把“公網(wǎng)專用”分成大、中、小三種模式，就可靈活滿足以上所有需求。比如，企業(yè)可選擇中模式，園區(qū)內(nèi)除了部署UPF（核心網(wǎng)用戶面），還部署應(yīng)急CP（核心網(wǎng)控制面），這樣即使專網(wǎng)與公網(wǎng)之間傳輸中斷，應(yīng)急CP可緊急接管，從而可保證企業(yè)嚴(yán)苛的網(wǎng)絡(luò)可靠性需求，保障企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。馬亮表示，目前風(fēng)箏方案已在煤礦、智慧工廠等多個(gè)場(chǎng)景下落地應(yīng)用。該方案使得“公網(wǎng)專用”成為5G toB建網(wǎng)的最佳模式，讓運(yùn)營(yíng)商可承接更多的5G toB專網(wǎng)，可極大提升資源利用率，加快5G向各行各業(yè)滲透的步伐。

聯(lián)接促計(jì)算與多路徑協(xié)同繁榮邊緣生態(tài)

在5G toB專網(wǎng)架構(gòu)中，MEC是聚合聯(lián)接、計(jì)算和應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。MEC與5G網(wǎng)絡(luò)融合，將算力注入網(wǎng)絡(luò)，為行業(yè)就近提供“聯(lián)接+計(jì)算”能力，從而可使能大量對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、帶寬、數(shù)據(jù)安全性要求極高的行業(yè)應(yīng)用。更重要的是，MEC平臺(tái)還能通過網(wǎng)絡(luò)和IT能力開放給第三方開發(fā)者，以及云端應(yīng)用與邊緣協(xié)同的方式，來(lái)構(gòu)建強(qiáng)大的邊緣生態(tài)，推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用繁榮發(fā)展。

對(duì)于打造繁榮的邊緣生態(tài)，馬亮表示，華為建議運(yùn)營(yíng)商一方面基于自身電信云的基礎(chǔ)設(shè)施，在做好聯(lián)接的基礎(chǔ)上，以聯(lián)接促計(jì)算，通過開放平臺(tái)嚴(yán)選集成應(yīng)用，來(lái)構(gòu)建自有的邊緣生態(tài)；另一方面，也可與公有云合作，快速聚合生態(tài)。他認(rèn)為，自有生態(tài)與聚合生態(tài)是互補(bǔ)的，不是互斥的，運(yùn)營(yíng)商可以依托自身的聯(lián)接優(yōu)勢(shì)和大量邊緣站點(diǎn)資源優(yōu)勢(shì)，通過自建邊緣生態(tài)和云邊協(xié)同的多路徑協(xié)同來(lái)快速構(gòu)筑差異化的競(jìng)爭(zhēng)力。

5G新通話共創(chuàng)通信新價(jià)值

回顧過去，通話業(yè)務(wù)由基本語(yǔ)音通話發(fā)展到高清視頻通話，人們的需求與技術(shù)在不斷演進(jìn)，那進(jìn)入5G時(shí)代，通話業(yè)務(wù)將如何進(jìn)一步演進(jìn)？過去，運(yùn)營(yíng)商的語(yǔ)音業(yè)務(wù)遭到了以微信為代表的OTT業(yè)務(wù)的不斷蠶食，那進(jìn)入5G時(shí)代運(yùn)營(yíng)商的通話業(yè)務(wù)還有未來(lái)嗎？華為的答案是，以基于網(wǎng)絡(luò)原生+終端原生的5G新通話重塑運(yùn)營(yíng)商通信入口的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增值，共創(chuàng)通信新價(jià)值。

網(wǎng)絡(luò)原生，指基于當(dāng)前的IMS網(wǎng)絡(luò)，在原有的話音通道之上增加數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)在通話過程中也能進(jìn)行圖片、視頻、文字等多媒體信息交互，從而能打造全高清、可視化和可交互的新通話服務(wù)，不僅能大幅提升廣大消費(fèi)者的通話體驗(yàn)，還能向行業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展，使能AR遠(yuǎn)程指導(dǎo)等新興應(yīng)用。

在終端原生方面，華為一方面正聯(lián)合GSMA、運(yùn)營(yíng)商、終端合作伙伴推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定以及行業(yè)生態(tài)發(fā)展，另一方面正與運(yùn)營(yíng)商攜手先行先試進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新和試點(diǎn)驗(yàn)證，目前已打通了First Call。

總結(jié)一下，在5G核心網(wǎng)部署實(shí)踐中，華為通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)維和商業(yè)使能三方面破除5G時(shí)代核心網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)，全面解鎖5G潛力，使其價(jià)值最大化釋放。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，通過磐石方案打造超高可靠的網(wǎng)絡(luò)，通過Single Packet Core和Single Voice Core打造全融合的核心網(wǎng)來(lái)提供5G最佳演進(jìn)路徑。在運(yùn)維方面，通過自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)故障主動(dòng)預(yù)防和快速故障定界，并提升分布式云化網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維效率。在商業(yè)使能方面，一是通過基于公網(wǎng)專用的風(fēng)箏方案滿足各行各業(yè)的多樣化需求，助力5G專網(wǎng)快速、高效部署；二是提出以聯(lián)接促計(jì)算與多路徑協(xié)同，推動(dòng)MEC應(yīng)用生態(tài)繁榮；三是通過5G新通話來(lái)煥發(fā)運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的新商業(yè)價(jià)值。

立足實(shí)踐，放眼未來(lái)，面向5.5G持續(xù)創(chuàng)新，馬亮在演講最后還表示，華為將在打造確定性的用戶體驗(yàn)和實(shí)時(shí)全感通信體驗(yàn)上進(jìn)行演進(jìn)和增強(qiáng)，并將實(shí)現(xiàn)從Cloud-Native到Edge-Native，打造下一代彈性、健壯、敏捷和高效的電信云底座。