5G双域专网技术方案及部署关键问题分析_王少波.pdf

37通信热点2023.02 广东通信技术DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.02.0095G 双域专网技术方案及部署关键问题分析王少波宋上雷胡玉其何丽华程玉松基于中国移动网络现状及 5G 双域专网业务场景需求，对 5G 双域专网技术方案和部署关键问题进行分析探讨，并给出相应方案及建议，以期为网络下一步建设提供参考。王少波中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司。宋上雷中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司。胡玉其中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司。何丽华中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司。程玉松中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司。关键词：5G 双域专网 ULCL摘要1 引言5G 双域专网作为 5G 专网重点业务场景，具有巨大的市场潜力，是稳定中国移动集团成员市场和拓展政企信息化市场新利器。5G 双域专网业务满足公网用户“不换卡、不换号”进行公网、专网“双域”业务的访问需求。包含3 种典型场景，如表 1 所示，其中场景 1 可通过现网数据配置实现。但随着业务发展，场景 2 和场景 3 的“基于用户位置开放专网访问能力”等需求旺盛，需在网络中部署ULCL（Uplink Classifier，上行分流器）分流能力，建设用于分流的双域 UPF。2 5G 双域专网技术方案分析5G 双域专网主要有 3 种技术实现方案，分别是专用DNN+目的 IP 方案、通用 DNN+ULCL 方案、网络侧多DNN 方案。2.1 专用 DNN+目的 IP 方案客户需求：客户要求在本地及漫游地均可同时访问公、专网，且无 UPF 下沉园区、公专网区分计费、基于用户位置开放专网访问能力的需要。专用 DNN+目的 IP 方案组网如图 1 所示，下面简要给出业务流程。38通 信 热 点通信热点（1）用户在手机选择专用 DNN 作为其接入点名称。（2）控制面网元 SMF 根据专用 DNN 选择一对特定的通用 ToC UPF 为其服务。（3）UPF 根据事先配置的策略、用户访问的目的 IP地址，转发给园区内网和 Internet 公网。该方案可复用现网地市通用 ToC UPF，需通过 UDM为用户签约专用 DNN，SMF 配置专用 DNN 对应的通用ToC UPF，在对应的通用ToC UPF上配置IP地址路由策略，可实现场景 1 的业务能力。该方案具有如下局限性。（1）无法基于用户位置开放专网访问能力。（2）用户离开本地市时，公网流量需迂回至本地接入 CMNET。（3）如需进行国际漫游，需用户手动切换 DNN。（4）安全管控存在风险，当用户至漫游地接入时，其地址仍显示为归属地，无法有效管控用户。（5）不具备公专网独立计费能力。2.2 通用 DNN+ULCL 方案客户需求：客户要求在本地同时访问公、专网，有基于用户位置开放专网访问能力、公专网区分计费的需求，表 1 5G 双域专网的建设需求场景序号典型场景描述典型应用场景 1特定用户在全网范围内，同时访问公网、专网业务。政务场景：用户随时随地都可访问公、专网业务。场景 2特定用户进入园区范围内，同时访问公网、专网业务；离开园区范围后，无权访问专网业务。校园场景：校园学生、教师可在校园范围内同时访问公网、专网，离开校园区域只能访问公网。场景 3全网用户进入园区范围内，同时访问公网、专网业务；离开园区范围后，无权访问专网业务。文旅场景：进入大剧院/公园范围的所有人同时访问公网、专网，离开该区域只能访问公网。图 1 专用 DNN+目的 IP 方案组网图且无 UPF 下沉园区、漫游地访问专网需要。通用 DNN+ULCL 方案组网如图 2 所示，下面给出简要的业务流程。图 2 通用 DNN+ULCL 方案组网图（1）用户以通用 DNN（CMNET）在网络进行注册。（2）用户进入园区，控制面网元 SMF 会根据基站TAC 和用户签约策略信息（场景 3 无需校验特殊签约策略信息），将其指向 ULCL UPF 进行公专网分流，同时SMF 向 ULCL UPF 下发分流策略。（3）离开园区（离开特定 TAC 的基站覆盖范围），控制面 SMF 直接将用户指向通用 ToC UPF 为其提供服务，无法接入园区内网。该方案地市部署共享双域UPF，负责两部分逻辑功能：ULCL 分流（ULCL UPF）和与园区内网对接（专网接入UPF），需通过 UDM 为用户签约分流策略，PCF 配置各客户分流策略，可区分公专网流量计费，可实现场景 2、3 的业务能力。该方案具有如下局限性。（1）仅限5G终端（用户为5G手机，且打开5G开关）使用。（2）仅支持本地分流，不支持漫游场景访问专网。395G 双域专网技术方案及部署关键问题分析通信热点2023.02 广东通信技术2.3 网络侧多 DNN 方案针对现有技术方案的局限性，中国移动正推进网络侧多 DNN 方案，目前正进行实验室测试，预计 2023 年中具备条件。该分流方式商用后，支撑用户漫游地访问专网、基于本地和漫游地特定位置开放专网访问能力、公专网区分计费，且无公网流量迂回问题。网络侧多 DNN 方案的组网如图 3 所示，简要给出业务流程。专网，且无公网流量迂回等问题。2.4 技术方案对比主要从技术方案网络支撑能力维度进行分析对比，具体如表 2 所示，建议在开展 5G 双域专网业务时，结合网络能力，部署对应的场景需求。图 3 网络侧多 DNN 方案（1）用户以通用 DNN（CMNET）在网络进行注册，通过本地智能分流 UPF 就近疏导公网业务。（2）智能分流 UPF 检测到用户访问专网业务，上报SMF。（3）SMF 根据 PCF 策略，为用户新增建立一个专网 DNN 会话，并向智能分流 UPF 下发分流策略。该方案全网升级控制面、用户面网元，引入智能分流 UPF 负责专网业务探测和分流、引入专网接入 UPF 作为专网业务锚点，需要对 AMF、SMF、UPF、PCF 等网元进行定制化功能开发，以实现基于业务流检测的专用 DNN 会话的建立与维护、IP 地址替换、N7 接口策略下发等功能。该方案需通过 UDM 为用户签约专网DNN，PCF配置各客户分流策略，可实现全部 3 种场景业务能力，支持漫游地特定区域访问表 2 技术方案对比支撑能力专用 DNN+目的 IPULCL 分流方案网络侧多DNN 方案4/5G 用户通用支持特定用户访问专网支持特定区域访问专网支持漫游地访问专网支持内外网分别计费3 5G 双域专网部署关键问题为更好的支撑 5G 双域专网的业务开展，目前需要重点做好 ULCL 方案现网部署支撑。而 ULCL 部署方案主要涉及两个关键问题，一是部署位置的选择，是全省集中还是分地市部署；二是 ULCL 方案“二合一”和“三合一”的选择。3.1 ULCL 方案 UPF 部署位置的选择ULCL 方案的部署方式主要有两种，一是全省集中部署，二是下沉至各个地市，下面从业务流程、传输、运维、演进等维度进行了分析对比，具体如表 3 所示，为避免路由迂回，有效降低成本，便于业务快速开通，建议采用方案 2 方式部署。表 3 ULCL 方案 UPF 部署位置对比分析对比维度方案 1：全省集中，ULCL 分流方案 2：下沉地市，ULCL 分流业务流向内网流量绕行：N3 到省中心，通过 N6 专线回地市内网与公网流量均在地市内疏导，避免路由迂回公网流量绕行：N3 到省中心，从省中心接入 CMNETN3 传输因省内无省干 SPN，N3 传输需配置各地市 SPN 至省中心的专用链路只需打通本地市 N3 口，与大网ToC UPF 一致N6 专线省内长途专线，客户开通成本较高市内专线，成本较低，利于业务拓展运维地市业务需求需协调省网管进行数据配置各地市操作相对独立，利于各地市企业业务的快速交付和开通；版本升级过程中仅需对本地市企业业务进行拨测；网络演进向目标方案演进后，仍需将分流 UPF 下沉各地市，非省会城市业务存在较大专线割接工作量。向目标方案演进后，无需新增设备即可实现各地市向目标方案演进，且各地市双域专网业务至园区的专线无需调整（下转第 57 页）57新技术新业务华为 AirPON 与传统 PON 优劣对比2023.02 广东通信技术图 4 传统 PON 组网结构图条形码，是光缆和和盒子的唯一标识，图像识别 APP 增加 AI 识别算法，一次扫描可读出产品和光缆的所有标识，操作高效，资源精准可管理1。5 结语经过对华为 AirPON 技术以及传统 PON 技术进行简单比较，华为 AirPON 以其独特的设备技术颠覆传统 PON技术，在产品质量、结构简化、施工便利及造价低廉等方面具有绝对优势。但从组网方面考虑，华为 AirPON 似乎不如传统 PON 更加灵活，由于受分纤箱之间链式结构影响，组网中缺乏灵活性，个别场景下容易出现光缆迂回现象，共享单芯光缆存在安全风险,不过任何一种新技术的出现都要经历不断完善，相较于不足，它的优点更加明显，华为 AirPON 值得肯定。参考文献1 文华.云南电信联合华为打造 ODN3.0 光网快速覆盖解决方案，加速全光转型 J.通信世界2 张傲，程淑玲，杨柳.三网融合下的 FTTx 网络 M.人民邮电出版社.2011（收稿日期：2022-11-23）（上接第 39 页）3.2 ULCL 方案“二合一”和“三合一”的选择从逻辑上，ULCL 分流技术中涉及三类 UPF，一般将ULCL UPF 与专网接入 UPF 合设，即“二合一”，也支持将二者与通用 ToC UPF 也合设，即“三合一”。下面从技术演进、网络维护、业界建设等情况进行了分析，具体如表4所示，为降低网络维护复杂度，便于方案快速应用部署，建议采用“二合一”方式在各个地市部署 ULCL UPF。4 结束语文章首先介绍了 5G 双域专网的业务需求场景，然后对 5G 双域专网专用 DNN+目的 IP、通用 DNN+ULCL、网络侧多 DNN 三种技术方案进行了对比分析，最后针对ULCL 方案中现网的 UPF 部署位置以及 UPF 部署方式选择等关键问题进行了分析，并给出了相应的建议。参考文献1 3GPP.3GPP TS 23.501:System Architecture for the 5G SystemS.2019.2 赵际州，周欣，谷群，都晨辉，黎丹.5G 双域专网解决方案浅析.移动通信,2022(1):20-26.3 谢永安，刘永亨.广州 5G 校园专网解决方案实践.广东通信技术,2022(3):67-71.（收稿日期：2023-01-20）表 4 ULCL 方案“二合一”和“三合一”的选择对比维度二合一三合一技术演进未来可平滑演进至网络侧多DNN 方案中的专网接入 UPF。未来需将园区业务接入点从三合一UPF 割接至专网接入 UPF，届时割接工作量大。网络维护业务开通对大网影响小，便于业务的快速开通；可根据需求独立进行版本升级。通用 ToC UPF 升级频繁，每次升级均需联系企业用户配合，一年有近百次升级，升级工作量大。业界建设均采用二合一方案暂无使用先例