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虚拟化5GC,EPC和IMS

Open5G:5G网络的开放生态

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  • 爱浦路  发表时间:
  • 2020年03月23日

为了应对万物互联的挑战,满足超高速率、超低时延、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标,开放、开源、协同创新将是5G发展的必由之路。



开放式5G网络架构,应该具备两个基本的属性,即:网络针对不同场景的特殊需求具有灵活性和定制化的特性。其中,灵活性是指网络基础设施中的网元能够以一种即插即用的方式激活或关闭,从而实现网络的“硬”重构;定制化是指通过软件定义网络、网络功能虚拟化等技术,为用户的特定需求提供虚拟的专用网络,从而实现网络的“软”重构。



未来网络需支持超高带宽、超大连接和超低时延等多样化的业务需求,并且不单服务于个人用户,还服务于垂直行业,商业模式差异化显著。通过网络NFV化可提升未来网络的弹性和敏捷性:一方面实现了软硬件解耦,降低成本;另一方面实现网络功能解耦和软件化,支持网络功能可编排和可定制。 



基于SDN和NFV的新型网络架构,是实现无线网络云化资源共享的重要承载方式。基于SDN/NFV的无线接入网络硬件、虚拟化层和软件分层部署,利用网络功能虚拟化基础设施(NFVI)的动态可变特性,根据业务需求可在不需要施工建设和软硬件开发的情况下进行网络架构和拓扑的动态调整。基于SDN/NFV的无线接入网络为人工智(AI)的引入和移动边缘计算(MEC)的部署等提供了平台基础。



开放实例:mH-IoT 智慧医疗物联网平台 

mH-IoT物联网开放平台是面向智慧医疗的解决方案,应用于覆盖城市的居家养老、疗养小区等应用场景。小区居家养老场景是5G的一种典型智慧医疗场景,在家庭内有移动心电图机、血压计等健康监护设备,用于环境监测的多种传感器,和通信报警设备等无线设备,构成最基本的无线传感器网络单元。多个家庭、楼宇之间的数据可以通过无线自组网、移动通信网络或互联网上传到数据中心,如下图所示。


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mH-IoT通信网络主要分为三层结构,底层是室内mHealth监护设备和语音设备构成的家庭网络,中间层是一个社区内所有家庭节点组成的社区网络,上层是各个社区组成的城市网络。

监护网络由三个域组成:空中域(Cloud)、地面域(Fog)和地下域(Stream),如下表所示。

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通信由mH-IoT网关实现,一方面支持语音报警数据和监护设备数据的收集,另一方面将数据选择合适的通信协议和链路将数据上传。网关的通信可以支持长距离的eMTC、NB-IoT,短距的ZigBee(IPv6)、WiFi、蓝牙,和有线的互联网,分别对应网络中三个域的通信。网关支持动态智能组网,可以判断自身所处的通信环境和通信位置,选择适合的通信技术并转换相应的物理层通信协议,以及其他物理层参数的转换。

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mH-IoT平台的主要应用场景有:

(1)日常健康安全监护:低功耗,小数据,大量连接;

电池续航能力对于无线健康监护设备很重要,通过网络能耗优化提高无线设备的能量效率。健康监护设备具有数据量小但是设备数量众多的特点,平台可以对应的进行接入的控制和频谱优化。

(2)社区医院家庭病床:音视频通话,测量数据传送,网络医生巡诊交互,中等数据连接;

在社区医院或者家庭中,为病床提供语音视频通话的功能,方便病人出现紧急情况时进行求助。此外,通过病床测量病人的生理数据并上传,医生可以进行远程诊断。由于对数据及时性的要求,存在中等数据量的连接。

(3)紧急报警救治服务:实时数据传送,移动数据传送,少量数据连接;

对于突发疾病,提供紧急报警救治服务,支持实时的数据上传和移动通信,相比于长期监护,这类服务数据链接量相对较少。

通过开放的智能物理层,可以支持以上场景的智能感知、自动优化和智能适配,从而实现功耗,体验质量(QoE)的统一优化。



5G网络的三大应用场景突破了传统移动通信面向人与人通信的局限,标志着5G必须解决人与物、物与物之间的通信。由于5G业务的差异性/多样性、技术与标准的碎片化,传统网络的单一运行模式不在适用,因此,5G网络必须开放、开源,具备灵活性和定制化的特性。


内容来自于:Open5G:5G网络的开放生态(未来移动通信论坛)