5G大殺器“果核1.0”O(jiān)penUPF一體機(jī)正式發(fā)布

從火熱的“2020中國(guó)移動(dòng)全球合作伙伴大會(huì)”看來(lái)，面向千行百業(yè)的5G專網(wǎng)落地將迎來(lái)更大力度的發(fā)展。中國(guó)移動(dòng)董事長(zhǎng)楊杰在主論壇作主旨演講時(shí)指出，中國(guó)移動(dòng)提前超額完成了今年5G建設(shè)目標(biāo)，為全國(guó)所有地級(jí)市和部分重點(diǎn)縣城提供5G SA服務(wù)。面向新發(fā)展階段，中國(guó)移動(dòng)2021年將加大5G投入，實(shí)現(xiàn)全國(guó)市、縣城區(qū)及部分重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)良好覆蓋并提供“個(gè)性”服務(wù)——完善速率、時(shí)延、連接等差異化服務(wù)能力，打造專屬運(yùn)營(yíng)模式；加速5G行業(yè)專網(wǎng)產(chǎn)品化落地，構(gòu)建“專網(wǎng)+平臺(tái)+應(yīng)用+終端”一體化能力，實(shí)現(xiàn)功能定制、服務(wù)分級(jí)、按單點(diǎn)菜，深入推進(jìn)信息技術(shù)同千行百業(yè)深度融合。于此方面，5G微信公眾平臺(tái)（ID：angmobile）在大會(huì)期間觀察到一個(gè)最新重大進(jìn)展——由英特爾、KEXN、大唐移動(dòng)、愛立信、BaiCells、邁普與中國(guó)移動(dòng)合力打造的“果核1.0”O(jiān)penUPF一體機(jī)正式發(fā)布，震撼全場(chǎng)，被業(yè)內(nèi)人士贊為“5G大殺器”。

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5G+千行百業(yè)，UPF是“利器”

可以預(yù)計(jì)，明年覆蓋全國(guó)的全球最大規(guī)模5G SA網(wǎng)絡(luò)將為垂直行業(yè)5G專網(wǎng)落地奠定堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。5G SA核心網(wǎng)采用了全新的服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與SDN/NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，把控制面功能與用戶面功能（UPF）分離，支持獨(dú)立擴(kuò)展、功能重用、靈活部署——統(tǒng)一的控制面功能（包括AMF和SMF等）部署在中心云以實(shí)現(xiàn)集中管控運(yùn)營(yíng)；并根據(jù)千行百業(yè)差異化極大的業(yè)務(wù)需求對(duì)于UPF進(jìn)行按需的分布式部署——包括省級(jí)中心、城域中心、區(qū)縣中心、網(wǎng)絡(luò)邊緣和企業(yè)園區(qū)。

工欲善其事，必先利其器。目前，面向垂直行業(yè)的5G專網(wǎng)建設(shè)模式有3種——純專網(wǎng)模式；企業(yè)自建核心網(wǎng)，基站與公網(wǎng)共享；UPF下沉,和邊緣平臺(tái)（MEP）共平臺(tái)部署。其中“UPF下沉和MEP共平臺(tái)”是各個(gè)廠家和運(yùn)營(yíng)商比較認(rèn)同的部署模式，而且業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)這一模式也將在未來(lái)持續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。所以對(duì)于5G+千行百業(yè)而言，UPF是“利器”，是連接運(yùn)營(yíng)商和垂直行業(yè)的“橋梁”，是5G拓展巨大行業(yè)市場(chǎng)藍(lán)海的“鑰匙”。中國(guó)移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長(zhǎng)李晗表示，預(yù)計(jì)“UPF分布式部署”有兩個(gè)數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)，市場(chǎng)巨大（請(qǐng)見下圖中的PPT）。

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三大趨勢(shì)，UPF助5G拓展藍(lán)海

既然是“利器”，UPF的重要性就不言而喻。在以下三大趨勢(shì)下，UPF將越來(lái)越強(qiáng)大，助力運(yùn)營(yíng)商拓展5G+千行百業(yè)的巨大藍(lán)海。

● 趨勢(shì)一：UPF的邊緣部署

目前及未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間基于5G SA架構(gòu)規(guī)模落地的5G應(yīng)用場(chǎng)景將是eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）與URLLC（超高可靠與低時(shí)延通信）。顧名思義，從這兩大應(yīng)用場(chǎng)景的名稱可以看出，其中諸多類型的業(yè)務(wù)對(duì)于大帶寬、高可靠、低時(shí)延將原生地有著嚴(yán)苛的需求。由此可以預(yù)計(jì)，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)流量的處理、路由等核心功能的5G UPF將越來(lái)越快地從運(yùn)營(yíng)商的核心層走向網(wǎng)絡(luò)邊緣甚至行業(yè)客戶的接入層。IDC預(yù)測(cè)未來(lái)超過(guò)70%的數(shù)據(jù)將需要在邊緣側(cè)進(jìn)行分析和處理。

另一方面，5G+千行百業(yè)還迫切要求新業(yè)務(wù)能夠快速開發(fā)并上線，并要求基于實(shí)際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行自動(dòng)部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等，這要就UPF能夠結(jié)合邊緣平臺(tái)（運(yùn)營(yíng)商，行業(yè)ISV，或者最終用戶擁有）支持面向第三方業(yè)務(wù)的能力開放，對(duì)外提供IaaS與PaaS能力。據(jù)悉，截至目前的落地實(shí)踐案例均表明，通過(guò)使用X86通用COTS硬件以及虛擬化和容器化技術(shù)來(lái)承載網(wǎng)絡(luò)功能的軟件處理，UPF能更為高效、更高性價(jià)比地滿足上述要求。對(duì)于已經(jīng)部署了邊緣平臺(tái)的場(chǎng)景， UPF可以利用現(xiàn)有的通用邊緣硬件平臺(tái)做軟件化部署；對(duì)于目前尚未部署但未來(lái)有潛在邊緣業(yè)務(wù)需求的場(chǎng)景， UPF可部署在能提供足夠基礎(chǔ)算力的硬件平臺(tái)上，考慮未來(lái)的邊緣業(yè)務(wù)?？梢灶A(yù)見將來(lái)海量的部署于網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的UPF不再采用專有硬件，而是充分考慮和邊緣平臺(tái)的融合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的充分靈活共享、降低5G核心網(wǎng)建設(shè)難度、打破了傳統(tǒng)封閉的電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將邊緣網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的多種能力開放給第三方應(yīng)用，將極大激活邊緣智能價(jià)值。

● 趨勢(shì)二：UPF的接口解耦

如下圖中紅框部分，5G核心網(wǎng)的控制面與UPF分離，兩者（UPF控制面會(huì)話管理功能SMF）通過(guò)N4接口通信。

垂直行業(yè)客戶迫切需要運(yùn)營(yíng)商具備快速滿足其需求的能力。但是傳統(tǒng)核心網(wǎng)的控制面與用戶面之間的接口雖然有3GPP標(biāo)準(zhǔn)的接口定義，但實(shí)質(zhì)上仍然是設(shè)備商完全緊耦合的，UPF和SMF之間的N4接口亦如此，降低了UPF與5G網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性，不同廠家的SMF和UPF以及網(wǎng)管系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，各垂直行業(yè)極易被公網(wǎng)核心網(wǎng)設(shè)備廠商綁定，增加了5G行業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和管理的復(fù)雜度、極大限制了5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)行業(yè)客戶的生態(tài)發(fā)展。

解耦N4接口對(duì)于運(yùn)營(yíng)商快速、降本增效的滿足垂直行業(yè)的多樣化需求可產(chǎn)生“神助攻”。比如大規(guī)模企業(yè)為其位于不同地域的工廠/園區(qū)/分部辦公地點(diǎn)部署UPF并基于此引入5G LAN等功能時(shí)，可不再由于所屬地域不同以及N4接口未解耦而繁瑣、高成本地定制、測(cè)試、部署不同廠家的UPF以及由此承擔(dān)后期在網(wǎng)管、運(yùn)維方面的復(fù)雜及高成本等。

中國(guó)移動(dòng)與年初啟動(dòng)“面向行業(yè)的5G UPF及N4接口開放合作伙伴計(jì)劃”，華為、中興、大唐、愛立信、諾基亞、英特爾等積極參與其中，共同打造可靠、可管、靈活、開放的UPF，構(gòu)建開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)，助力5G賦能垂直行業(yè)。早在2019年12月，中國(guó)移動(dòng)研究院就聯(lián)合設(shè)備商、香港應(yīng)科院開啟5G SA核心網(wǎng)與英特爾UPF的N4接口聯(lián)調(diào)工作，并于今年1月初即完成所有用例的全部測(cè)試通過(guò)，從技術(shù)上證明了N4接口解耦和開放的可行性，極大推動(dòng)了UPF設(shè)備的功能和性能按需簡(jiǎn)化、統(tǒng)一架構(gòu)、接口開放等，為后續(xù)分階段把OpenUPF工作推向深入并落地奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

● 趨勢(shì)三：UPF在通用平臺(tái)上的性能優(yōu)化

從垂直行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)物理基礎(chǔ)設(shè)施束縛等角度，UPF的性能需要在通用計(jì)算平臺(tái)上得到優(yōu)化/提升。

一方面，對(duì)于下沉部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的UPF，邊緣側(cè)機(jī)房在部署空間、供電資源、承重能力等方面存在著很強(qiáng)的物理上的約束，需要提升UPF的性能來(lái)應(yīng)對(duì)適應(yīng)邊緣節(jié)點(diǎn)的物理約束挑戰(zhàn)，并滿足各個(gè)垂直行業(yè)業(yè)務(wù)靈活部署的需求。

另一方面，智能制造、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)AR/VR等各類垂直行業(yè)場(chǎng)景是帶寬、時(shí)延敏感/極其敏感型。比如工業(yè)AR/VR類應(yīng)用對(duì)帶寬要求在28Gbps以上，使得對(duì)UPF在承載一定量級(jí)用戶前提下的帶寬要求甚至要達(dá)到百Gbps級(jí)別。又如工業(yè)控制類應(yīng)用對(duì)端到端轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延要求不超過(guò)1毫秒，UPF轉(zhuǎn)發(fā)作為其中一環(huán)，處理時(shí)延要求更低。這些均須邊緣側(cè)UPF提高性能和延遲。

如何在有限的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)上提供高性能的UPF方案， 并且能夠按需靈活擴(kuò)展，平衡UPF和行業(yè)應(yīng)用對(duì)邊緣資源的占用， 是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。5G微信公眾平臺(tái)（ID：angmobile）在“2020中國(guó)移動(dòng)全球合作伙伴大會(huì)”期間觀察到此方面的最新進(jìn)展——英特爾和香港應(yīng)用科技研究院ASTRI展示了基于Intel新一代通用網(wǎng)卡和第二代可擴(kuò)展至強(qiáng)Xeon處理器的DDP（動(dòng)態(tài)設(shè)備個(gè)性化）技術(shù)受到業(yè)內(nèi)人士的極大關(guān)注。其方案面對(duì)UPF 在5G 行業(yè)的部署場(chǎng)景，展示了UPF在使能七層DPI功能的條件下，在單個(gè)物理核（1xCore），兩個(gè)物理核(2xCores)以及四個(gè)物理核（4xCores）上的應(yīng)用層http性能， 并展示了通用硬件平臺(tái)對(duì)UPF實(shí)例的線型擴(kuò)展能力。

此方案之所以得到多個(gè)行業(yè)方案ISV的極大關(guān)注，在于大家對(duì)通用計(jì)算平臺(tái)的軟件開發(fā)靈活性的認(rèn)可， 以及當(dāng)前各行業(yè)對(duì)5G UPF 性能的多樣性需求。通用計(jì)算平臺(tái)可通過(guò)軟件開發(fā)方便的支持多種行業(yè)協(xié)議和5G邊緣網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，并支持靈活虛擬化和云原生UPF。而DDP技術(shù)則提高了虛擬化或云化部署的數(shù)據(jù)包處理效率從而大幅提升UPF性能，并結(jié)合硬件平臺(tái)對(duì)UPF實(shí)例的線型擴(kuò)展， 可以極其靈活高效的利用邊緣IaaS資源，網(wǎng)隨業(yè)動(dòng)，隨需擴(kuò)展。

5G+千行百業(yè)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型呈現(xiàn)出多樣化、個(gè)性化態(tài)勢(shì)，越來(lái)越多的企業(yè)需要使用新的協(xié)議或自定義協(xié)議來(lái)支撐特定應(yīng)用場(chǎng)景，從而UPF需要朝著智能化的方向發(fā)展以使其能夠快速適應(yīng)多樣化的數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和處理要求，加快新業(yè)務(wù)上線速度。

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聯(lián)合加速創(chuàng)新，共贏5G大繁榮

5G改變社會(huì)的征程將隨著5G SA的規(guī)模商用正式開啟。作為電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商與各行各業(yè)的“連接點(diǎn)”，UPF的邊緣云化部署、接口開放、性能優(yōu)化是大勢(shì)所趨，以英特爾面向5GC推出的至強(qiáng)可擴(kuò)展平臺(tái)以及DDP技術(shù)結(jié)合香港應(yīng)科院的靈活可解耦及云化/虛擬化UPF方案為代表，業(yè)界正在加速發(fā)力相關(guān)聯(lián)合創(chuàng)新，引領(lǐng)著網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)運(yùn)行于靈活通用平臺(tái)的高性能、云原生5G解耦UPF的發(fā)展，助力5G+千行百業(yè)巨大市場(chǎng)潛力的更快更好釋放。

原文標(biāo)題：來(lái)了！5G大殺器

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