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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、低時延和多連接三大場景；有了5G核心網(wǎng)，5G才能真正跨越toC邊界，走進千行萬業(yè)。有人說，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、運維和商業(yè)閉環(huán)也帶來了全新的挑戰(zhàn)?？刂泼嬖苹胁渴鸾o網(wǎng)絡(luò)可靠性提出了極大的挑戰(zhàn)。基礎(chǔ)設(shè)施全云化帶來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了網(wǎng)絡(luò)拓撲分布化，增加了對大量邊緣站點的維護難度和工作量。同時，面向業(yè)務(wù)和場景多樣化、個性化的5G toB新市場，各行各業(yè)對網(wǎng)絡(luò)功能需求和部署需求千差萬別，如何快速、按需滿足行業(yè)需求也是5G時代面臨的主要挑戰(zhàn)。
那面對以上挑戰(zhàn)，如何打造核心網(wǎng)的最佳實踐，實現(xiàn)5G價值最大化？日前，華為云核心網(wǎng)營銷工程部總裁馬亮在華為分析師大會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，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，帶來的負面影響更加巨大。毫無疑問，進入5G時代，增強核心網(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，比如中國移動的5G核心網(wǎng)控制面部署于全國八個大區(qū)，單站點、單DC的容量比過去增加10倍甚至100倍，進一步給網(wǎng)絡(luò)可靠性帶來了挑戰(zhàn)。一邊是增強核心網(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，比如引入無狀態(tài)設(shè)計、N-Way容災(zāi)架構(gòu)、分布式聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫、64倍信令流控容災(zāi)方案，實現(xiàn)了跨數(shù)據(jù)中心的熱備冗余，這樣可以確保在極端場景下，即使整個數(shù)據(jù)中心癱機，依然能保持業(yè)務(wù)無損倒換，實現(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。
他舉了一個國內(nèi)某DC基于“磐石方案”的倒換測試案例。該數(shù)據(jù)中心有將近1000萬用戶，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)，在對整個數(shù)據(jù)中心進行模擬下電后，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，信令無法收斂，產(chǎn)生持續(xù)的沖擊和震蕩，最終會在15分鐘后引發(fā)整個系統(tǒng)癱瘓。
全融合核心網(wǎng)讓網(wǎng)絡(luò)演進一步到位
5G時代的組網(wǎng)方式更加靈活，運營商可根據(jù)自身的市場定位、頻譜策略等靈活選擇NSA或者SA組網(wǎng)。比如，中國三大運營商均采用直接建設(shè)5G SA網(wǎng)絡(luò)的方式，而韓國、日本等大多數(shù)海外的運營商選擇了先建設(shè)NSA，再在2-3年內(nèi)演進到SA的網(wǎng)絡(luò)部署路徑。如果選擇先建設(shè)NSA再演進到SA，需對核心網(wǎng)進行二次整改、升級，這不可避免的會增加部署費用和周期。與此同時，進入5G時代，2/3/4G與5G NSA和SA網(wǎng)絡(luò)將長期共存，不同核心網(wǎng)的各個功能之間的互聯(lián)互通和信令交互空前復(fù)雜，迫切需要簡化網(wǎng)絡(luò)。如何幫助運營商一步到位實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進，降低網(wǎng)絡(luò)成本，避免反復(fù)升級，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回落時長達4.9秒，信令會增加20%；而采用全融合的SPC方案，網(wǎng)絡(luò)切換成功率大于99%，EPS回落時長縮短至3.1秒，且不會帶來信令增加。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，能讓運營商避免二次調(diào)整和整改。此外，全融合的核心網(wǎng)實現(xiàn)了“SA技術(shù)NSA化”，在NSA組網(wǎng)下也能提前兌現(xiàn)SA價值。
盡管5G時代的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求激增，但語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時代的語音業(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VoLTE與傳統(tǒng)CS系統(tǒng)將長期共存，導(dǎo)致語音網(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個商用合同，得到了市場的一致認可。比如，某運營商引入Single Voice Core解決方案后，不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)CS退網(wǎng)，減少了50%的網(wǎng)元數(shù)量，大幅簡化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，節(jié)省了30%的OPEX成本，還將語音質(zhì)量提升了10%。
自動駕駛網(wǎng)絡(luò)讓運維更高效
硬幣都有兩面，網(wǎng)絡(luò)云化也一樣，一面增強了網(wǎng)絡(luò)的靈活敏捷性，一面也帶來了跨層故障定界難的問題。以某運營商為例，在對現(xiàn)網(wǎng)云化網(wǎng)絡(luò)割接10萬用戶后，語音接通率急劇下降，早忙時下滑了1%-2%，，晚忙時下滑了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，花費了將近24小時才完成了故障定界和解決，期間引發(fā)了大量客戶投訴，嚴重影響了客戶滿意度。
沒有選擇，5G時代的網(wǎng)絡(luò)必須實現(xiàn)自動化、智能化，像汽車一樣邁向網(wǎng)絡(luò)自動駕駛時代。為此，華為早在2018年就提出了自動駕駛網(wǎng)絡(luò)方案。在核心網(wǎng)側(cè)，華為自動駕駛網(wǎng)絡(luò)方案基于過去二十幾年的專家知識庫以及AI訓(xùn)練模型，可實現(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大類故障場景，能快速實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障跨層定界。在實際案例中，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)運維交給具備專業(yè)經(jīng)驗的運營商，能幫助企業(yè)大幅節(jié)省部署和運維成本；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，也不會影響專網(wǎng)和企業(yè)生產(chǎn)正常運行，因此希望企業(yè)專網(wǎng)與公網(wǎng)隔離，獨享專網(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，但隨之也帶來了部署成本高、部署周期長、維護難、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)嚴苛的網(wǎng)絡(luò)可靠性需求，保障企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運行。馬亮表示，目前風(fēng)箏方案已在煤礦、智慧工廠等多個場景下落地應(yīng)用。該方案使得“公網(wǎng)專用”成為5G toB建網(wǎng)的最佳模式，讓運營商可承接更多的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、計算和應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點。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+計算”能力，從而可使能大量對網(wǎng)絡(luò)時延、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，來構(gòu)建強大的邊緣生態(tài)，推動行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用繁榮發(fā)展。
對于打造繁榮的邊緣生態(tài)，馬亮表示，華為建議運營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)接促計算，通過開放平臺嚴選集成應(yīng)用，來構(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)。他認為，自有生態(tài)與聚合生態(tài)是互補的，不是互斥的，運營商可以依托自身的聯(lián)接優(yōu)勢和大量邊緣站點資源優(yōu)勢，通過自建邊緣生態(tài)和云邊協(xié)同的多路徑協(xié)同來快速構(gòu)筑差異化的競爭力。
5G新通話共創(chuàng)通信新價值
回顧過去，通話業(yè)務(wù)由基本語音通話發(fā)展到高清視頻通話，人們的需求與技術(shù)在不斷演進，那進入5G時代，通話業(yè)務(wù)將如何進一步演進？過去，運營商的語音業(yè)務(wù)遭到了以微信為代表的OTT業(yè)務(wù)的不斷蠶食，那進入5G時代運營商的通話業(yè)務(wù)還有未來嗎？華為的答案是，以基于網(wǎng)絡(luò)原生+終端原生的5G新通話重塑運營商通信入口的優(yōu)勢，實現(xiàn)業(yè)務(wù)增值，共創(chuàng)通信新價值。
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，實現(xiàn)在通話過程中也能進行圖片、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者的通話體驗，還能向行業(yè)應(yīng)用擴展，使能AR遠程指導(dǎo)等新興應(yīng)用。
在終端原生方面，華為一方面正聯(lián)合GSMA、運營商、終端合作伙伴推動標(biāo)準(zhǔn)制定以及行業(yè)生態(tài)發(fā)展，另一方面正與運營商攜手先行先試進行聯(lián)合創(chuàng)新和試點驗證，目前已打通了First Call。
總結(jié)一下，在5G核心網(wǎng)部署實踐中，華為通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運維和商業(yè)使能三方面破除5G時代核心網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)，全面解鎖5G潛力，使其價值最大化釋放。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)來提供5G最佳演進路徑。在運維方面，通過自動駕駛網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)故障主動預(yù)防和快速故障定界，并提升分布式云化網(wǎng)絡(luò)的運維效率。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)接促計算與多路徑協(xié)同，推動MEC應(yīng)用生態(tài)繁榮；三是通過5G新通話來煥發(fā)運營商傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的新商業(yè)價值。
立足實踐，放眼未來，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和實時全感通信體驗上進行演進和增強，并將實現(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。
