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沒有5G核心網的5G網絡是沒有靈魂的。有了5G核心網，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，5G才能真正跨越toC邊界，走進千行萬業(yè)。有人說，5G核心網才是隱藏在5G網絡中的真英雄。
但是，相比4G時代，5G核心網架構發(fā)生了巨大變化，隨之給網絡部署、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網絡可靠性提出了極大的挑戰(zhàn)?；A設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絡拓撲分布化，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)務和場景多樣化、個性化的5G toB新市場，各行各業(yè)對網絡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)，如何打造核心網的最佳實踐，實現5G價值最大化？日前，華為云核心網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
核心網是網絡的心臟和大腦，擔負著全網資源管理調度的重任，其重要性不言而喻。近年來，我們看到全球已發(fā)生多起因核心網故障而引發(fā)網絡重大事故，其中大多因網絡過載導致。5G將連接千行百業(yè)，一旦核心網出現重大故障，帶來的負面影響更加巨大。毫無疑問，進入5G時代，增強核心網的可靠性是電信業(yè)的首要任務，沒有之一。然而，我們也看到，一方面， NFV、SDN等新的云化技術引入導致核心網的可靠性降低；另一方面，5G核心網采用大區(qū)集中部署的方式，比如中國移動的5G核心網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，進一步給網絡可靠性帶來了挑戰(zhàn)。一邊是增強核心網的可靠性迫在眉睫，一邊是核心網在可靠性方面面臨全新的挑戰(zhàn)，怎么解？
“我們通過軟件架構優(yōu)化和算法優(yōu)化，比如引入無狀態(tài)設計、N-Way容災架構、分布式聯邦數據庫、64倍信令流控容災方案，實現了跨數據中心的熱備冗余，這樣可以確保在極端場景下，即使整個數據中心癱機，依然能保持業(yè)務無損倒換，實現穩(wěn)如磐石的超高可靠性”，馬亮給出了華為的答案——磐石方案。
他舉了一個國內某DC基于“磐石方案”的倒換測試案例。該數據中心有將近1000萬用戶，由于基于“磐石方案”引入了跨DC N-Way容災備份和智能信令流控等技術，在對整個數據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。
全融合核心網讓網絡演進一步到位
5G時代的組網方式更加靈活，運營商可根據自身的市場定位、頻譜策略等靈活選擇NSA或者SA組網。比如，中國三大運營商均采用直接建設5G SA網絡的方式，而韓國、日本等大多數海外的運營商選擇了先建設NSA，再在2-3年內演進到SA的網絡部署路徑。如果選擇先建設NSA再演進到SA，需對核心網進行二次整改、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網絡將長期共存，不同核心網的各個功能之間的互聯互通和信令交互空前復雜，迫切需要簡化網絡。如何幫助運營商一步到位實現網絡演進，降低網絡成本，避免反復升級，并降低網絡的復雜度？
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。馬亮表示，若采用在現網基礎上疊加建設5G核心網的方式，網絡切換成功率小于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，網絡切換成功率大于99%，EPS回落時長縮短至3.1秒，且不會帶來信令增加。顯然，全融合的核心網大幅降低了網絡復雜度，且大幅提升了網絡性能，能讓運營商避免二次調整和整改。此外，全融合的核心網實現了“SA技術NSA化”，在NSA組網下也能提前兌現SA價值。
盡管5G時代的數據業(yè)務需求激增，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鍵業(yè)務。不過，5G時代的語音業(yè)務面臨新的問題：一方面，由于5G不再支持直接回落到傳統(tǒng)2/3G CS網絡，VoLTE和IMS將成為語音基礎網絡；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，導致語音網絡架構非常復雜。另外，由于傳統(tǒng)2/3G CS網絡已運行至少10年，大量CS設備的生命周期即將結束，故障發(fā)生頻率更高，還給網絡性能穩(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，其基于當前的IMS架構和統(tǒng)一的接口，收編了傳統(tǒng)CS軟交換功能，省去了CS到IMS之間的關口局，使得兩者之間一跳直連，實現2/3/4/5G和固定話音網五網合一。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，不僅實現了傳統(tǒng)CS退網，減少了50%的網元數量，大幅簡化了網絡架構，節(jié)省了30%的OPEX成本，還將語音質量提升了10%。
自動駕駛網絡讓運維更高效
硬幣都有兩面，網絡云化也一樣，一面增強了網絡的靈活敏捷性，一面也帶來了跨層故障定界難的問題。以某運營商為例，在對現網云化網絡割接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、傳輸、電信云、基礎設施等多部門協(xié)調下，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時代的網絡必須實現自動化、智能化，像汽車一樣邁向網絡自動駕駛時代。為此，華為早在2018年就提出了自動駕駛網絡方案。在核心網側，華為自動駕駛網絡方案基于過去二十幾年的專家知識庫以及AI訓練模型，可實現從故障感知、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，能快速實現網絡故障跨層定界。在實際案例中，該方案可在5分鐘內感知故障，在15分鐘內精準完成故障定界。
風箏方案讓“公網專用”成為5G toB最佳模式
針對5G toB專網，不同的企業(yè)有不同的需求，相應的專網部署方式也不同，主要分為“公網專用”和“私網專用”兩種方式。在公網專用模式下，5G專網可與公網端到端共享資源，可將網絡運維交給具備專業(yè)經驗的運營商，能幫助企業(yè)大幅節(jié)省部署和運維成本；若企業(yè)要求數據不出園區(qū)，還可通過與公網部分共享的方式，將核心網用戶面功能部署于園區(qū)內部。不過，有些企業(yè)將專網應用于生產環(huán)節(jié)，對網絡的穩(wěn)定性和可靠性要求極高，要求即使在極端情況下大網與園區(qū)專網之間的傳輸發(fā)生中斷，也不會影響專網和企業(yè)生產正常運行，因此希望企業(yè)專網與公網隔離，獨享專網端到端資源，即采用“私網專用”的部署方式。“私網專用” 盡管保障了極高的網絡可靠性和數據隱私性，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？
華為推出的風箏方案把“公網專用”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)內除了部署UPF（核心網用戶面），還部署應急CP（核心網控制面），這樣即使專網與公網之間傳輸中斷，應急CP可緊急接管，從而可保證企業(yè)嚴苛的網絡可靠性需求，保障企業(yè)生產穩(wěn)定運行。馬亮表示，目前風箏方案已在煤礦、智慧工廠等多個場景下落地應用。該方案使得“公網專用”成為5G toB建網的最佳模式，讓運營商可承接更多的5G toB專網，可極大提升資源利用率，加快5G向各行各業(yè)滲透的步伐。
聯接促計算與多路徑協(xié)同繁榮邊緣生態(tài)
在5G toB專網架構中，MEC是聚合聯接、計算和應用的關鍵節(jié)點。MEC與5G網絡融合，將算力注入網絡，為行業(yè)就近提供“聯接+計算”能力，從而可使能大量對網絡時延、帶寬、數據安全性要求極高的行業(yè)應用。更重要的是，MEC平臺還能通過網絡和IT能力開放給第三方開發(fā)者，以及云端應用與邊緣協(xié)同的方式，來構建強大的邊緣生態(tài)，推動行業(yè)創(chuàng)新應用繁榮發(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設施，在做好聯接的基礎上，以聯接促計算，通過開放平臺嚴選集成應用，來構建自有的邊緣生態(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，人們的需求與技術在不斷演進，那進入5G時代，通話業(yè)務將如何進一步演進？過去，運營商的語音業(yè)務遭到了以微信為代表的OTT業(yè)務的不斷蠶食，那進入5G時代運營商的通話業(yè)務還有未來嗎？華為的答案是，以基于網絡原生+終端原生的5G新通話重塑運營商通信入口的優(yōu)勢，實現業(yè)務增值，共創(chuàng)通信新價值。
網絡原生，指基于當前的IMS網絡，在原有的話音通道之上增加數據通道，實現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，不僅能大幅提升廣大消費者的通話體驗，還能向行業(yè)應用擴展，使能AR遠程指導等新興應用。
在終端原生方面，華為一方面正聯合GSMA、運營商、終端合作伙伴推動標準制定以及行業(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合創(chuàng)新和試點驗證，目前已打通了First Call。
總結一下，在5G核心網部署實踐中，華為通過網絡建設、運維和商業(yè)使能三方面破除5G時代核心網面臨的挑戰(zhàn)，全面解鎖5G潛力，使其價值最大化釋放。在網絡建設方面，通過磐石方案打造超高可靠的網絡，通過Single Packet Core和Single Voice Core打造全融合的核心網來提供5G最佳演進路徑。在運維方面，通過自動駕駛網絡實現故障主動預防和快速故障定界，并提升分布式云化網絡的運維效率。在商業(yè)使能方面，一是通過基于公網專用的風箏方案滿足各行各業(yè)的多樣化需求，助力5G專網快速、高效部署；二是提出以聯接促計算與多路徑協(xié)同，推動MEC應用生態(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。
