6月14日消息(張海龍)當地時間2018年6月13日20:18(北京時間2018年6月14日11:18),在美國圣地亞哥,3GPP全會(TSG#80)批準了第五代移動通信技術標準(5G NR)獨立組網功能凍結。
此次會議,大約有500余家系統廠商、終端廠商、芯片廠商、儀表廠商及垂直行業廠商參加。
此次SA功能凍結,不僅使5G NR具備了獨立部署的能力,也帶來全新的端到端新架構,這意味著5G正式可以進入到商用階段。
確定新的網絡架構
毫無疑問,此次獨立組網標準凍結,讓5G確定了全新的網絡架構和核心網,其將讓網絡向IT化、互聯網化、極簡化、服務化轉變。
在IT化上,全軟件化的核心網,實現統一的IT基礎設施和調度。功能軟件化、計算和數據分離是代表性的技術。傳統“網元”重構為5G的“網絡功能”,以“軟件”的形式部署,充分發揮云化、虛擬化技術的優勢。將處理邏輯和數據存儲分離,更便于提升系統的可靠性、動態性、大數據分析的能力。
互聯網化方面,從固定網元、固定連接的剛性網絡到動態調整的柔性網絡。服務化架構(SBA:Service-based Architecture)、新一代核心網協議體系(基于HTTP2.0/JSON)是其代表性技術。SBA的設計是由模塊化、可獨立管理的 “服務”來構建。服務可靈活調用、灰度發布,實現網絡能力的按需編排和快速升級。傳統電信特有的接口協議代之以互聯網化的API調用使得5G網絡更加開放、靈活。
極簡化方面,極簡的轉發面提高性能,集中靈活的控制面提升效率。C/U分離(控制面和用戶面分離)、新型移動性及會話管理是其代表性技術。通過C/U分離一方面實現控制面集中部署、集中管控、集中優化,另一方面實現用戶面功能簡化,實現高效、低成本的大流量的數據轉發。移動性管理和會話管理解耦,使得終端可以按需建立會話連接,節省了網絡的地址和存儲資源。同時,針對不同的終端類型定義了多種類型的移動性管理,簡化了終端和網絡的狀態。
服務化上,從通用化服務到個性化、定制化服務。網絡切片(Network Slicing)、邊緣計算(EdgeComputing)是其代表性技術。網絡切片提供定制化、邏輯隔離、專用的端到端虛擬移動網絡(包括接入網、核心網),是5G面向垂直行業實現服務可保障的基本技術形式。而邊緣計算將網絡的功能應用靠近用戶部署,使得極致的低時延、本地特色應用成為可能,是5G滿足如智能工廠等垂直行業業務需求的重要基礎。
同時,在無線側,5G NR為設計、架構、頻段、天線四方面帶來新變化。
在設計上,與以往通信系統不同,通信行業和垂直行業的跨界融合是5G發展的關鍵之一。為滿足垂直行業的各種差異性需求,并應對部署場景的多樣性與復雜性,5G在幀結構等方面提出了全新的設計。與4G相比,5G提供了更多可選擇的幀結構參數,可根據5G基礎通信業務、物聯網和車聯網等多樣化應用場景,以及宏基站、小基站等不同網絡部署需求靈活地配置,通過“軟件定義空口”的設計理念使無線信號量體裁衣,通過同一個空口技術來滿足5G多樣化的業務需求,大幅提升了5G網絡部署效率。
架構上,為了使組網方式更加靈活并提升網絡效率,5G引入了接入網CU(中心單元)/DU(分布單元)分離的無線接入網架構,可將基站的功能分成實時處理的DU部分和非實時處理的CU部分,從而使得中心單元CU可以部署到集中的物理平臺,以承載更多的小區和用戶,提升了小區間協作和切換的效率。
頻段上,5G系統需要不同頻段來共同滿足其覆蓋、容量、連接數密度等關鍵性能指標要求。因此,與4G不同的是,5G通過靈活的參數設計(子載波間隔和CP長度等),可支持更大范圍的頻率部署,包括6GHz以下,以及6GHz以上的毫米波頻段。其中,6GHz以下頻段主要用于實現5G系統的連續廣域覆蓋,保證高移動性場景下的用戶體驗以及海量設備的連接;而6 GHz以上頻段能夠提供連續較大帶寬,可滿足城市熱點、郊區熱點與室內場景極高的用戶體驗速率和極高容量需求。
天線上,5G支持大規模天線以大幅度提升系統效率。大規模天線實現三維的波束賦形,形成能量更集中、覆蓋更立體、方向更精準的波束。在大規模天線的架構下,波束掃描與波束管理等多個5G先進技術成為可能,網絡覆蓋及用戶體驗的魯棒性可得到進一步地提升,實現更好的控制信道和業務信道的覆蓋平衡。
中國力量崛起 成5G標準重要貢獻者
3G跟隨,4G并跑,5G引領是中國通信力量在全球標準形成中角色變化的真實寫照。在此次5G獨立組網標準形成中,中國無疑成為了重要貢獻者。
以中國移動為例,中國移動研究院的眾多專家成為了5G標準工作組的主席、報告人及重要貢獻者,如徐曉東成為RAN全會副主席,胡南成為RAN2工作組副主席,黃振寧成為CT3工作組副主席,孫滔成為5G系統架構項目報告人,宋月成為5G網絡協議標準研究和制定項目報告人,倪吉慶成為NR波形項目主要貢獻者,陳卓成為eVoLTE報告人,王森成為RAN NOMA項目主要貢獻者,陳亞迷成為CU/DU分離項目主要貢獻者。
在獨立組網標準形成過程中,中國移動在3GPP擔任了下一代網絡架構(5G)研究、5G系統架構標準的項目負責人工作。在全球產業界的大力支持下,歷時兩年半牽頭完成了5G新核心網5GC的從研究到標準化的艱巨工作。在標準化中,中國移動積極創新、努力貢獻。主導提出了基于服務的5G網絡架構(SBA),是5G獨立組網的基礎架構。此外,還牽頭推動了網絡切片架構、用戶數據融合架構等工作,并在功能軟件化、C/U分離、邊緣計算方面發揮了重要的推動作用。中國移動在網絡架構領域提交了250多篇文稿,通過了70多篇文稿,是全球運營商中最多的。
在獨立組網協議標準化工作中,中國移動在3GPP擔任了5G網絡協議標準研究和制定、5G IMS協議標準的項目負責人。牽頭確立了基于HTTP/2的5G新協議體系的設計,確保了5G網絡真正朝著服務化的方向發展。此外,還負責網絡數據分析、用戶數據、網絡切片選擇與管理、計費等具體標準規范的報告人。擔任CT3的副主席。中國移動在5G詳細設計階段提交文稿200多篇,通過100多篇,均居全球運營商之首。在詳細階段報批的30份規范中,中國移動擔任報告人的就達5份。
同時,中國移動還積極溝通協調,推動產業各方有效合作,使5G第一版獨立組網標準克服了時間緊(5G詳細設計工作從立項到完成僅18個月時間)、任務重的問題,按時圓滿完成,完成了看似不可能的任務。
此外,在具體工作中,中國移動還推動形成報告人、編輯人、召集人三位一體的緊密合作制度。中國移動作為獨立組網架構的項目報告人,每次標準會議后和規范的“編輯人”整理待解決的重點問題列表,對每個問題組織各公司的標準專家形成議題“召集人”,并與這些召集人一起,組織電話會議、郵件列表的問題討論、確保每次會議重點問題全覆蓋、有進展。這種緊張、高密度迭代式工作,確保了5G架構標準制訂中全球產業界的合作伙伴充分協作。
在這一架構下,中國移動牽頭組織全球運營商5G架構推進小組。中國移動組織了全球超過20個運營商的架構推進小組,涵蓋了所有一線國際運營商。通過定期電話會制度,遇到一些重要的技術方向、網絡發展需求,會進行詳細的技術分析,形成運營商的共識。這對5G架構標準的迅速推進起到了至關重要的作用。用設備商合作伙伴的話說,運營商形成共識后,更加便于全球設備商清楚技術標準制訂的目標,做到有的放矢,更快地收斂方案的爭議。
此外,中國移動還推動3GPP成立跨工作組大項目進行總體協調。在5G詳細設計工作中,終端與網絡接口、網絡內部接口、網間接口、SIM卡技術分別由3GPP CT1、CT3、CT4、CT6四個工作組負責,而各個工作組彼此之間相互依賴關系較強。為了能在按時、保質保量地完成5G詳細設計工作,中國移動牽頭成立了跨CT1/3/4/6的大型項目,由中國移動擔任總報告人負責總體協調,并在每個工作組各設置一個報告人協調本組相關工作。通過這種跨組協同工作模式,使得5G詳細設計工作得以順利推進。