大家都知道，根據3GPP標準組織定義，5G網絡的大腦——核心網發生了空前變化。

首先，5G核心網原生支持控制面和用戶面徹底分離，使得用戶面UPF可靈活下沉，與邊緣計算（MEC）一起分布式部署于更靠近用戶和數據源的位置，從而可降低網絡時延，提升業務體驗，并推動行業應用創新。

其次，5G核心網基于云原生架構設計，采用了基于服務的架構（SBA），借鑒了IT領域的微服務概念，從而可充分利用云平臺設施彈性敏捷地部署網絡和業務，從容應對各行各業的多樣化、差異化業務需求。

正是基于以上技術標準，5G才能發揮其最大價值——幫助運營商將業務范圍從2C拓展到2B，這不僅能為運營商帶來新的收入來源，更重要的是還將賦能全行業數字化變革。

那接下來，5G要走進各行各業，在實際部署過程中核心網面臨哪些挑戰，將如何演進？

2020年10月12日-16日，英特爾在線上舉辦了“5G云網融合線上論壇”，在“云原生加速5G核心網演進”分會上，多位行業專家介紹了5G垂直行業方案中核心網的作用和挑戰，以及人工智能和云原生技術對 5G網絡的技術推動及實現。

UPF是關鍵節點

UPF作為5G核心網的重要網絡功能，擔負著數據流量的處理、路由等核心功能。5G UPF與控制面徹底分離后，可下沉部署于更接近數據源的邊緣DC、區域DC、園區、工廠等位置，從而可使能5G網絡切片，催生大量低時延、高可靠訴求的行業應用。顯然，UPF在5G向垂直行業擴展中扮演著至關重要的角色，它是5G和垂直行業的連接點，也是5G驅動行業的發力點。

面向公網服務，UPF部署于網絡核心側，負責全網業務，承載百萬級以上的用戶數，要求容量大、功能全、性能高。但面向垂直行業，UPF分布式部署并承載不同行業的專網業務，要求具備輕量化、低成本、靈活部署等特性。

然而，由于UPF與控制面（SMF）的接口（N4）是非標準化的，造成UPF與SMF同廠商的綁定，無法滿足邊緣用戶側UPF輕量化、低成本和靈活的部署需求。

為了降低5G走進千行百業的門檻，推動豐富的行業應用創新，中國移動于2020年1月3日攜手25家產業合作伙伴啟動了“OpenUPF—面向行業的5G UPF及N4接口開放合作伙伴計劃”， 從開放接口、開放設備、開放服務和開放智能四個方面定義可靠、可管、可信、簡潔、靈活、開放的UPF。

在本次會上，中國移動研究院網絡與IT技術研究所技術經理魏彬表示，截止目前已經有44家合作伙伴加入了該計劃，包括華為、中興、愛立信等傳統設備商，騰訊、阿里等互聯網巨頭，浪潮、新華三、聯想等IT廠商，英特爾、博通等芯片巨頭，思博倫、是德科技等儀表廠商，涵蓋了整個端到端產業鏈。

項目組按照既定目標還取得了豐碩的成果，已發布《面向垂直行業的N4解耦UPF設備規范》、《面向垂直行業的N4接口規范》和《5G OpenUPF白皮書》，正穩步推進標準化和產業協同，積極開展N4解耦實驗室測試。

在CPU加速方面，第二代英特爾？至強？可擴展處理器支持英特爾SST-CP（Speed Select-Core Power）功能，可靈活配置和調整CPU核的優先級，讓高優先級的CPU核運行在更高頻率上。通過SST-CP功能，可將UPF轉發線程的CPU核設置為高優先級，并運行在高頻率上，從而可提升UPF數據處理效率。

在通用網卡加速方面，英特爾以太網網絡適配器支持DDP功能，通過對DDP功能進行二次深度開發和優化，在網絡適配器XXU710 SRIOV VF上實現了GTP報文識別分流，有效節省了分發核，提高了系統性能。

增強云原生，構建高性能的5G網絡

網絡云化演進之路經歷了傳統物理網元，網絡功能虛擬化（NFV），云化部署，云原生四個階段。

傳統物理網元軟硬件垂直一體化，是緊耦合的黑盒式設計，業務開發周期長，擴展性受限，升級改造受制于單一設備制造商，且資源不能共享，業務難融合。第二階段的網絡功能虛擬化從傳統物理網元中解耦出了網絡功能軟件，使之能運行于通用的硬件平臺之上。但解耦后的網絡功能軟件依然是“大塊頭“的單體式架構，無法充分利用云環境的靈活性。為此，業界提出了基于云原生的設計原則，將網絡功能軟件進一步分解為細粒度的功能模塊，并通過開放API接口來實現集成，從而可提升應用開發的整體敏捷性和彈性。

簡而言之，云原生，即Cloud Native，這是一個組合詞，Cloud表示應用程序位于云中，而不是傳統的數據中心；Native表示應用程序從設計之初起就考慮到了云環境，原生為云而設計，支持在云上最佳運行，并充分利用和發揮云平臺的彈性和分布式優勢。

針對云原生在電信領域的痛點，英特爾網絡平臺事業部馬建偉介紹到，英特爾一直致力于推動和促進基于云原生設計的應用在生產環境的落地，一方面充分發揮至強可擴展處理器、高性能的網絡控制器、QAT加速卡、FPGA、傲騰持久內存等各種硬件特性，一方面在自動化部署、應用可移植增強、報文處理加速、資源管理、平臺安全等領域貢獻了針對性的補丁和功能性實現，以增強Cloud Native特性。

具體的講，英特爾主要在網絡、報文處理、資源管理、遙測技術、自動化部署五個場景對Cloud Native進行了增強。比如，原生容器只支持一個網絡接口，而對于電信業偏網絡的容器必須支持多網絡接口，以分別支持控制通道、管理通道和數據通道，為此，英特爾插件支持多網口；為了滿足不同場景的網絡速率需求，有支持面向東西向數據通道的USERSPACE網絡容器接口，也有支持面向南北向的SR-IOV接口。

網絡智能化是必然趨勢

基于云原生設計的5G核心網解耦了傳統網元的軟硬件，并將解耦后的軟件功能進一步微服務化，實現了從駐留于云到充分利用云的跨越，讓5G核心網更加彈性、高效和靈活，從而可使能5G網絡切片從一張網絡基礎設施上按需 “切”出多個相互隔離的、SLA可保障的虛擬專網，為各行各業的多樣化業務需求提供定制化、差異化服務，幫助運營商實現5G toB商業成功。

這對于運營商乃至整個電信業而言，網絡架構與商業模式都將發生空前改變，隨之對網絡運營、運維模式也提出了全新的挑戰和要求，包括：1）組網復雜：2/3/4/5G/Wi-Fi/固網多網絡共存，網元解耦和微服務化帶來網絡功能模塊數量激增，分布式邊緣DC內IT與CT設備共存，跨DC之間需統一協同的業務管理和資源調配等；2）數據量龐大：5G萬物智聯時代將收集、傳輸、處理和應用海量數據，且數據種類復雜；3）業務、場景多樣：不同業務、不同場景對網絡帶寬、時延等能力要求不同，且對于特定行業應用要求始終如一的SLA保障；4）網絡和業務更靈活：網絡運營需敏捷支撐新業務快速上線。

針對這些挑戰，傳統人工運維方式已不能滿足5G時代的新要求，網絡邁向智能化、自動化是必然趨勢。

為此，亞信科技網絡域產品研發與交付中心產品規劃專家王迎介紹，基于全域虛擬化、全域智能化、全域可感知的設計理念，亞信科技推出了5G網絡智能化產品（AISWare 5G Network Intelligence）系列，以幫助運營商應對網絡云化和軟件化趨勢下的業務快速上線、網絡規劃優化、網絡穩定運行、客戶感知和體驗管理等挑戰。該產品充分發揮亞信科技成熟的人工智能和機器學習平臺和BSS/OSS協同能力，助力運營商大幅提高運維/ 運營工作效率，降低運營/運維支出，提升客戶滿意度。

在網絡智能化領域，亞信科技與英特爾展開了全面合作，已推進多個典型應用場景落地。在用戶精準定位場景，雙方基于Analytics Zoo平臺實現分布式算法，顯著提升了海量數據下的定位精度。在滿意度評估場景，通過Analytics Zoo平臺簡化數據分析架構，采用英特爾優化的Phyton和算法提速模型預測，以及利用傲騰SSD提速大數據讀寫，最終實現了端到端效率的顯著提升。在網絡節能場景，基于英特爾ZOUWU項目的時序分析及AutoML工具，提升了基站效能預估精度，在不影響業務感知的前提下顯著提升了基站效能評估精準度。

總之，通過本次會議我們看到：行業應用，是5G的重頭戲；而5G toB，核心網是重中之重。面向未來，OpenUPF，UPF加速，增強云原生，以及網絡智能化，是實現高效的5G核心網使能千行百業數字化的關鍵。
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