N4接口開放取得突破性進展,為運營商推進UPF提供標準支持

近兩日，5G N4接口的開放取得進展。6月9日，中國電信研究院在廣州園區(qū)順利完成與主流設備廠商的N4接口的開放性測試驗證;在6月11日召開的3GPP會議上，中國移動獲準作為獨立報告人牽頭5G N4接口開放和增強標準化工作，該項目得到了包括中國電信、中國聯(lián)通在內(nèi)的9家主流運營商和設備商的支持。這標志著OpenUPF和N4解耦工作推入3GPP標準流程中。

N4接口開放獲突破

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，首要的就是實現(xiàn)核心網(wǎng)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能的進一步分離，由此，給5G網(wǎng)絡帶來更大的靈活性和更高的效率。因此N4接口的開放就是實現(xiàn)控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面分離的關(guān)鍵一步。

實現(xiàn)N4接口開放，對5G賦能行業(yè)應用會帶來很多好處：一方面，用戶可以向運營商定制自己需要的網(wǎng)絡能力，這對垂直行業(yè)應用非常重要;另一方面，可以支撐5G走向分布式網(wǎng)絡，與云計算、邊緣計算的架構(gòu)進一步契合，使5G+云+AI的設計得到網(wǎng)絡底層技術(shù)的支持。

此次中國電信研究院所做的開放性測試驗證，測試涉及PFCP（報文轉(zhuǎn)發(fā)控制協(xié)議）節(jié)點與會話管理、UE IP地址分配、數(shù)據(jù)檢測與轉(zhuǎn)發(fā)、路由協(xié)議支持、CN隧道信息管理、QoS控制、計費、End Marker構(gòu)造等多項用例。

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

中國電信集團有限公司副總經(jīng)理劉桂清表示，N4接口開放取得了突破性進展，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，進而顯現(xiàn)5G SA生態(tài)賦能作用。

N4接口開放取得突破性進展，N4接口開放的標準化工作也在同步推進。

3GPP CT4工作組副主席、5G UPF N4接口開放和增強標準項目報告人、中國移動研究院網(wǎng)絡與IT技術(shù)研究所宋月表示，目前3GPP對于N4接口的定義存在兩大突出問題。一是功能方案冗余，即為實現(xiàn)同一功能特性有多種實現(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)實現(xiàn)完成，缺乏標準化支撐。上述問題直接導致了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，是發(fā)展5G行業(yè)應用、邊緣計算業(yè)務的關(guān)鍵網(wǎng)元，而N4接口缺乏互操作性會直接影響5G行業(yè)應用的開展。

N4開放將為UPF松綁

與N4開放相伴的，是UPF的開放。N4在核心網(wǎng)絡“承上”連接SMP（會話控制功能），“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UPF實現(xiàn)。UPF通過N4接口與SMF（Session Management Function，即會話控制功能）相連，SMF通過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依次進行不同業(yè)務等級的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

中國移動研究院網(wǎng)絡所所長段曉東此前在接受采訪時表示，UPF是開啟5G垂直行業(yè)的金鑰匙，是5G賦能垂直行業(yè)的連接點、發(fā)力點和控制點。

提供5G網(wǎng)絡的電信運營商，要想進入垂直行業(yè)中，首先碰到的難點就是隔行如隔山，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)絡適應某一行業(yè)。5G從設計之初，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，落地到具體的網(wǎng)元，就是5G網(wǎng)絡中的UPF。

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

中國移動于今年1月3日啟動了Open UPF計劃，3月11日線上發(fā)布5G OpenUPF白皮書和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接口開放和增強標準項目將與中國移動正在推進的OpenUPF項目協(xié)同，解決國際標準化層面SMF與UPF的解耦問題。該項目針對N4接口互操作、功能方案冗余、常用方案缺失等問題，結(jié)合運營商與廠商的最佳實踐，提升N4接口標準化程度，為電信運營商推進開放、可靠、靈活、可管的UPF提供標準支持。

UPF是5G服務垂直行業(yè)橋頭堡

據(jù)統(tǒng)計，去年中國移動開展了基于5G網(wǎng)絡的“百大”龍頭示范項目，其中有接近60%的項目與邊緣計算密切相關(guān)，而開放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)類場景，以及工廠、物流港口、電網(wǎng)、煤礦等生產(chǎn)制造類場景，這些應用場景一般都需要將UPF下沉到邊緣業(yè)務側(cè)甚至園區(qū)，對UPF的靈活和開放有更加強烈的需求。

“和傳統(tǒng)的UPF相比，OpenUPF的重點在于開放?！倍螘詵|說，“我們從開放接口、開放設備、開放服務和開放智能四個方面重點發(fā)力。開放接口，是實現(xiàn)標準的、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廠商綁定的問題;開放設備，是設計面向不同典型場景的硬件規(guī)格，共同定義UPF功能基線要求，兼顧系統(tǒng)的靈活度和可擴展性;開放服務，是為運營商、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)絡價值的創(chuàng)造點;開放智能，是發(fā)揮UPF計算處理的能力，為行業(yè)提供智能的網(wǎng)絡及服務，作為服務行業(yè)的抓手?；谝陨纤膫€開放，提升5G進入垂直行業(yè)的能力和行業(yè)競爭力，促進產(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)逐步成為運營商服務垂直行業(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)，但其主要作用沒有變化，作為電信設備仍需要滿足5個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)務更加靈活的發(fā)展需求，中國移動針對以下幾個方面展開了研究：在功能方面，相對于部署在網(wǎng)絡核心的通用UPF，對邊緣UPF的功能可按需進行簡化和分級，截止到4月份，中國移動已經(jīng)梳理出了14類必須支持的必選功能，此外還有12類推薦支持的功能，可以按需支持，實現(xiàn)場景驅(qū)動的“按單點菜”;在性能方面，會降低對邊緣UPF的業(yè)務配置數(shù)量支持要求，并提出四類不同的容量規(guī)格建議，滿足各種規(guī)模的行業(yè)需求。而且OpenUPF目前正對功能模塊化、接口開放化、規(guī)格階梯化的三個方面展開探索，目標是打造可靠、可管、靈活、開放的UPF。

互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展讓電信網(wǎng)絡的業(yè)務創(chuàng)新面臨新的挑戰(zhàn)，而網(wǎng)絡能力開放一直是熱門話題。從開放平臺到開放架構(gòu)，將有助于5G行業(yè)專網(wǎng)和邊緣計算領(lǐng)域的行業(yè)拓展，助力5G+行業(yè)融合融通發(fā)展。

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