N4接口開(kāi)放獲突破

什么是N4接口？它是5G核心網(wǎng)控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面的接口。與4G核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了控制面與用戶面的分離相比，在5G核心網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)中，首要的就是實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能的進(jìn)一步分離，由此，給5G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更大的靈活性和更高的效率。因此N4接口的開(kāi)放就是實(shí)現(xiàn)控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面分離的關(guān)鍵一步。

實(shí)現(xiàn)N4接口開(kāi)放，對(duì)5G賦能行業(yè)應(yīng)用會(huì)帶來(lái)很多好處：一方面，用戶可以向運(yùn)營(yíng)商定制自己需要的網(wǎng)絡(luò)能力，這對(duì)垂直行業(yè)應(yīng)用非常重要;另一方面，可以支撐5G走向分布式網(wǎng)絡(luò)，與云計(jì)算、邊緣計(jì)算的架構(gòu)進(jìn)一步契合，使5G+云+AI的設(shè)計(jì)得到網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)的支持。

此次中國(guó)電信研究院所做的開(kāi)放性測(cè)試驗(yàn)證，測(cè)試涉及PFCP（報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)控制協(xié)議）節(jié)點(diǎn)與會(huì)話管理、UE IP地址分配、數(shù)據(jù)檢測(cè)與轉(zhuǎn)發(fā)、路由協(xié)議支持、CN隧道信息管理、QoS控制、計(jì)費(fèi)、End Marker構(gòu)造等多項(xiàng)用例。

據(jù)了解，此次N4接口對(duì)接的成功，從技術(shù)上證明了N4接口開(kāi)放的可行性，驗(yàn)證了5G SA面向垂直行業(yè)應(yīng)用的典型分流架構(gòu)。

中國(guó)電信集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理劉桂清表示，N4接口開(kāi)放取得了突破性進(jìn)展，將有力助推SA產(chǎn)業(yè)向成熟化發(fā)展，迅速提升5G SA賦能垂直行業(yè)的能力，進(jìn)而顯現(xiàn)5G SA生態(tài)賦能作用。

N4接口開(kāi)放取得突破性進(jìn)展，N4接口開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)化工作也在同步推進(jìn)。

3GPP CT4工作組副主席、5G UPF N4接口開(kāi)放和增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目報(bào)告人、中國(guó)移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所宋月表示，目前3GPP對(duì)于N4接口的定義存在兩大突出問(wèn)題。一是功能方案冗余，即為實(shí)現(xiàn)同一功能特性有多種實(shí)現(xiàn)方案，由廠家自行選擇;二是常用技術(shù)方案缺失，一些在現(xiàn)網(wǎng)中常用功能特性由廠家私有技術(shù)實(shí)現(xiàn)完成，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化支撐。上述問(wèn)題直接導(dǎo)致了N4接口缺乏互操作性。UPF是5G核心網(wǎng)與客戶側(cè)的契合點(diǎn)，是發(fā)展5G行業(yè)應(yīng)用、邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)的關(guān)鍵網(wǎng)元，而N4接口缺乏互操作性會(huì)直接影響5G行業(yè)應(yīng)用的開(kāi)展。

N4開(kāi)放將為UPF松綁

與N4開(kāi)放相伴的，是UPF的開(kāi)放。N4在核心網(wǎng)絡(luò)“承上”連接SMP（會(huì)話控制功能），“啟下”連接UPF（用戶面功能）。

UPF是5G用戶面網(wǎng)元，5G網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的高速可靠數(shù)據(jù)傳輸在核心網(wǎng)層面均需通過(guò)UPF實(shí)現(xiàn)。UPF通過(guò)N4接口與SMF（Session Management Function，即會(huì)話控制功能）相連，SMF通過(guò)N4接口向UPF下發(fā)各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略規(guī)則，UPF依次進(jìn)行不同業(yè)務(wù)等級(jí)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

中國(guó)移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)所所長(zhǎng)段曉東此前在接受記者采訪時(shí)表示，UPF是開(kāi)啟5G垂直行業(yè)的金鑰匙，是5G賦能垂直行業(yè)的連接點(diǎn)、發(fā)力點(diǎn)和控制點(diǎn)。

提供5G網(wǎng)絡(luò)的電信運(yùn)營(yíng)商，要想進(jìn)入垂直行業(yè)中，首先碰到的難點(diǎn)就是隔行如隔山，很難掌握各行各業(yè)里的“Know How”，而從“Know How”出發(fā)，才能確定什么樣的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)某一行業(yè)。5G從設(shè)計(jì)之初，就希望能夠靈活地滿足不同行業(yè)的需求，“Know How”與5G靈活性的結(jié)合點(diǎn)，落地到具體的網(wǎng)元，就是5G網(wǎng)絡(luò)中的UPF。

中國(guó)電信在此次N4接口開(kāi)放測(cè)試中，引入了中國(guó)電信自主研發(fā)的輕量級(jí)UPF產(chǎn)品，測(cè)試證明該UPF具有高效的5GC（5G核心網(wǎng)）對(duì)接能力，不僅加快了測(cè)試雙方系統(tǒng)的對(duì)接速度，也為后續(xù)異廠商N(yùn)4接口互通測(cè)試提供了最佳范例。

中國(guó)移動(dòng)于今年1月3日啟動(dòng)了Open UPF計(jì)劃，3月11日線上發(fā)布5G OpenUPF白皮書(shū)和N4接口解耦規(guī)范（Phase1），5月份還舉辦線上研討答疑，目前已經(jīng)有39家合作伙伴加入。

此次在3GPP成立的5G UPF N4接口開(kāi)放和增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目將與中國(guó)移動(dòng)正在推進(jìn)的OpenUPF項(xiàng)目協(xié)同，解決國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化層面SMF與UPF的解耦問(wèn)題。該項(xiàng)目針對(duì)N4接口互操作、功能方案冗余、常用方案缺失等問(wèn)題，結(jié)合運(yùn)營(yíng)商與廠商的最佳實(shí)踐，提升N4接口標(biāo)準(zhǔn)化程度，為電信運(yùn)營(yíng)商推進(jìn)開(kāi)放、可靠、靈活、可管的UPF提供標(biāo)準(zhǔn)支持。

UPF是5G服務(wù)垂直行業(yè)橋頭堡

據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年中國(guó)移動(dòng)開(kāi)展了基于5G網(wǎng)絡(luò)的“百大”龍頭示范項(xiàng)目，其中有接近60%的項(xiàng)目與邊緣計(jì)算密切相關(guān)，而開(kāi)放UPF定義的正是面向2B，部署在邊緣側(cè)的UPF，主要面向科技園區(qū)、醫(yī)院、辦公、校園等生活園區(qū)類(lèi)場(chǎng)景，以及工廠、物流港口、電網(wǎng)、煤礦等生產(chǎn)制造類(lèi)場(chǎng)景，這些應(yīng)用場(chǎng)景一般都需要將UPF下沉到邊緣業(yè)務(wù)側(cè)甚至園區(qū)，對(duì)UPF的靈活和開(kāi)放有更加強(qiáng)烈的需求。

“和傳統(tǒng)的UPF相比，OpenUPF的重點(diǎn)在于開(kāi)放。”段曉東說(shuō)，“我們從開(kāi)放接口、開(kāi)放設(shè)備、開(kāi)放服務(wù)和開(kāi)放智能四個(gè)方面重點(diǎn)發(fā)力。開(kāi)放接口，是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的、控制面和用戶面可解耦的N4接口，解決核心網(wǎng)控制面（SMF）與UPF廠商綁定的問(wèn)題;開(kāi)放設(shè)備，是設(shè)計(jì)面向不同典型場(chǎng)景的硬件規(guī)格，共同定義UPF功能基線要求，兼顧系統(tǒng)的靈活度和可擴(kuò)展性;開(kāi)放服務(wù)，是為運(yùn)營(yíng)商、合作伙伴逐步提供可調(diào)用的API、可編程的環(huán)境，成為網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的創(chuàng)造點(diǎn);開(kāi)放智能，是發(fā)揮UPF計(jì)算處理的能力，為行業(yè)提供智能的網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)，作為服務(wù)行業(yè)的抓手。基于以上四個(gè)開(kāi)放，提升5G進(jìn)入垂直行業(yè)的能力和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合。”

UPF作為5G數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)的核心功能，已經(jīng)逐步成為運(yùn)營(yíng)商服務(wù)垂直行業(yè)的橋頭堡。雖然UPF正逐步從“核心”走到行業(yè)用戶的園區(qū)，但其主要作用沒(méi)有變化，作為電信設(shè)備仍需要滿足5個(gè)9的可靠性要求，并具備自主可控的能力等。

為了使UPF更好地滿足邊緣2B業(yè)務(wù)更加靈活的發(fā)展需求，中國(guó)移動(dòng)針對(duì)以下幾個(gè)方面展開(kāi)了研究：在功能方面，相對(duì)于部署在網(wǎng)絡(luò)核心的通用UPF，對(duì)邊緣UPF的功能可按需進(jìn)行簡(jiǎn)化和分級(jí)，截止到4月份，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)梳理出了14類(lèi)必須支持的必選功能，此外還有12類(lèi)推薦支持的功能，可以按需支持，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的“按單點(diǎn)菜”;在性能方面，會(huì)降低對(duì)邊緣UPF的業(yè)務(wù)配置數(shù)量支持要求，并提出四類(lèi)不同的容量規(guī)格建議，滿足各種規(guī)模的行業(yè)需求。而且OpenUPF目前正對(duì)功能模塊化、接口開(kāi)放化、規(guī)格階梯化的三個(gè)方面展開(kāi)探索，目標(biāo)是打造可靠、可管、靈活、開(kāi)放的UPF。

互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展讓電信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新面臨新的挑戰(zhàn)，而網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放一直是熱門(mén)話題。從開(kāi)放平臺(tái)到開(kāi)放架構(gòu)，將有助于5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)和邊緣計(jì)算領(lǐng)域的行業(yè)拓展，助力5G+行業(yè)融合融通發(fā)展。