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专题
2021/10/15 15:14

5G SA专线就近接入实现方案研究

邮电设计技术  平军磊,贺晓博,刘凡栋,刘 扬

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:5G时代专线业务呈现出新的形态,同一客户的应用可能分布在全国2个以上节点,要求用户漫游时能就近接入企业应用。首先分析了业务诉求及专线业务网络侧基本实现方案,进而深入研究 5G服务化架构的本质特性,提出利用 3GPPR16定义的Serving Scope字段或新增虚拟VNF模拟注册服务等方式实现专线业务的就近接入,最后分析了 5G 用户 4G 接入场景下的专线就近接入实现方案。

关键词:SA;专线;就近接入;服务化架构

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2021.09.002

概述

随着国内5G网络的商用及终端模组的不断成熟,以智能汽车、个人穿戴为代表的业务迅速增长,未来5G终端用户将是这些行业客户的核心用户群体。为了保障服务质量、提升网络安全并对终端进行线上管理,行业客户普遍选择专线的形式接入运营商的移动网络。另一方面,随着云计算技术的发展及国内大型数据中心的建设,越来越多的企业客户选择了云服务。从业务均衡和业务安全性角度考虑,服务提供者更倾向于将应用分散部署在不同的数据中心,而运营商的5G核心网通常按大区或省部署,UPF部署位置与行业客户的应用节点不完全一致。从成本角度考虑,企业不可能与运营商所有的UPF建立专线链路,只能与最近的省分UPF开设专线,该场景下如何实现用户就近选择UPF接入企业云端应用,成为运营商亟待解决的问题。

1.1 业务需求分析

以B汽车公司为例,其企业应用部署在甘肃、上海数据中心,拟通过L运营商开设移动专线业务,为全国汽车用户提供5G车联网服务。如图1所示,L运营商5G核心网控制面分8个大区部署,UPF分省设置。客户在甘肃及上海的应用分别与L运营商甘肃UPF、上海UPF开设专线,要求全国范围内车辆按照所在地理位置分东西两大区域就近接入固定省份的UPF,进而通过预先配置的专线访问云端应用。例如车辆在内蒙需通过甘肃UPF与客户开设的专线访问云端应用,车辆漫游至海南省时自动通过上海UPF与客户开设的专线访问云端应用。

该需求场景中用户本身及用户所在位置都是随机的,专线就近接入无法基于用户签约(如不同用户签约不同DNN)实现。

图1 车联网专线业务就近接入示意图

1.2 5G普通专线业务实现方案

移动网络专线业务通常基于客户专用APN/DNN实现业务路由,以5G专线为例,实现方案如图2所示。

图2 5G普通专线业务示意图

a)签约配置:给专线用户签约专用DNN,并根据客户应用位置就近选择核心网出口UPF,在SMF和UPF网元上配置相应的DNN参数及隧道参数(按需)。

b)注册:终端开机接入5G网络,发起注册请求,AMF根据终端签约及请求参数完成鉴权认证流程,给终端返回注册成功消息。

c)PDUSession建立:终端发起会话建立请求,AMF根据请求消息中的S-NSSAI、DNN、TAC参数查询NRF,获取可提供相应服务的SMF网元信息(SMF已自动向NRF完成服务信息注册),AMF携带上述参数请求SMF建立会话,SMF根据请求信息及预先配置数据指示UPF完成会话建立。

d)终端通过建立好的PDUSession,经NR、UPF及专线与客户应用之间传输业务数据。

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