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5G基于新核心网补齐IoT特性,并结合5G进行少量创新

2020年07月09日 17:21 次阅读

在3GPP TSG第88次会议上,5G R16标准宣布冻结,标志着5G第一个演进版本标准正式完成。今日在中国移动研究院“智慧讲堂”第十二期--“5G R16标准解读与R17展望”上,中国移动研究院主任研究员,3GPP SA2副主席孙滔从总体架构角度解读了R16对5G大三角能力的完善。

完善5G能力三角

回顾R15标准研究阶段,面对5G的eMBB、mMTC、uRLLC三大类应用场景,技术人员选择了最熟悉、商用最先被部署的eMBB作为基础架构进行定义。引入了基于SBA的5G核心网架构,复杂的“单体网元”解耦成模块化的“服务”,可独立升级、灰度发布,大幅提升网络敏捷性。

孙滔表示,R16在eMBB的基础上,完善了上对mMTC和uRLLC两类场景进行了部署,将能力三角补充完整。

针对低功耗大连接应用场景,主要是基于新核心网补齐IoT特性,并结合5G进行少量创新。孙滔指出,从3GPP R10(2010年)开始,就引入了CIoT,定义了一系列的面向物联网的网络能力。R16基于现有的NB-loT和eMTC的空口,扩展5GC新核心网能力,实现对大连接的支持。“不过,当具备这些能力之后,摆在运营商面前的问题是NB-loT/eMTC网络如何向5G演进或共存。”

针对低时延高可靠的uRLLC场景,首先在高可靠方面,如何需要实现数据传输的可靠性,R16提供了两种方案,方案1是终端和业务对端双链路,方案2是基站与核心网网关间双份数据复制和备份。另外一方面是如何实现低时延和快速移动二者得兼,R16提供的方案是建立源上行分类器与目的上行分类器之间的N9转发通道,从而实现终端快速移动发生网关更换时,保持业务连续性。

与此同时,如何保障低时延的感知,需要进行端到端时延的测量,确保控制面及时掌握当前端到端时延情况,辅助网络拓扑调整(例如UPF重选)或QoS调整,当QoS的时延要求无法保障时,网络告知应用。R16提供了基于业务流的端到端测量,以及基于GTP-U隧道路径的逐段测量上报两种方式。

此外,孙滔强调,R16并没有停止对增强移动宽带场景的探索,未来5G、光纤Wi-Fi6一个都不能少。5G将实现从固定移动融合(FMC)到无线有线融合(WWC),R16进一步引入了多流并发,通过精细化的多接入管理架构与方案,提升网络整体带宽。

进一步支撑垂直行业

5G基于新核心网补齐IoT特性,并结合5G进行少量创新

R16进一步完善了5G的能力三角,能够更好的支持各种垂直行业应用。

5G局域网应用方面,R16引入组管理、本地转发和业务隧道三个特性,适用于构建企业5G云办公、支持企业物联网的接入,节省企业园区的网络建设和维护成本,为企业打造广域“局域网”。

5G专网(NPN)方面,孙滔表示,R16对5G专网进行了基础的定义,主要分为两大类,一是公众网集成专网(PNI-NPN),通过网络切片+封闭接入组(CAG:Closed Access Group)技术,基于网络切片端到端资源隔离的专属网络,行业终端专属基站或频段,资源独享。签约CAG,基站广播PLMN+CAG ID,RAN/AMF 基于CAG执行网络/小区选择和接入控制,移动性管理。具有能漫游、能互通、成本低;终端易配置、网络好构建等优点。二是独立专网(SNPN),从基站,核心网,到管理自成体系,独立于运营商公众网。分配NPN ID给NPN,RAN广播PLMN+NPN ID,基于NPN ID做网络/小区选择和接入控制。和公众网以非3GPP方式互通(通过互通网关)。优点是实现全掌控、硬隔离。

5G TSN方面,R16的目标是构建“确定性”的网络:有界时延、低抖动、高可靠性。解决音视频的本地混编/合成、制造系统控制、电网/机器人控制,实现用5G构造工业控制网络。具体方案为,R16支持最基本的5个IEEE TSN协议:IEEE 802.1Qbv(出口门控列表)、802.1AS(时间同步)、802.1Qci(入口的流过滤)、802.1AB(网络拓扑发现)、802.1Qcc(网络管理模型);通过3GPP内的QoS调度(URLLC的Delay Critical GBR)、缓存和抖动消除功能实现TSN网络要求;通过TSN辅助参数(包括周期性,流方向,流的到达时间),辅助无线资源预留;5G系统时钟同步+时钟偏移消除机制。不过该方案存在5G系统作为透明的TSN桥集成在TSN系统中、本地范围无漫游、无4/5G互操作等局限性。

孙滔指出,R16进一步完善了5G的能力三角,eMBB进一步增强,为实现5G各种特性打下基础;uRLLC能力(如低时延、QoS测量机制)也将逐渐成为工业互联网、V2X等行业场景的基础。此外,R16拉开OT与CT融合的序幕,同时5G SA是目标、是标准的重点。

最后,孙滔表示:“R16的特性‘看上去很美’,但有的是‘物美价廉’(5G局域网),有的仍然是‘高贵冷艳’(5G TSN),我们仍需要在标准上继续完善,或基于标准设计简化方案,推动落地。”
       责任编辑:pj

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