NR 5G 核心網-SBA架構

5G核心網的SBA架構

SBA是服務化架構(SBA,Service Based Architecture),5G核心網的控制面採用服務化架構設計如下圖:
在這裏插入圖片描述
相對於以往是層級的拓撲網絡結構,節點與節點之間是層級交錯的網絡關係,而且節點集成度很高,各種功能大包大攬,這樣有它的好處,入網簡單,但缺點也很明顯:擴展性困難、升級困難,所以我們看到以前的核心網擴容,要麼加新節點,要麼在現有節點上升級,在現有節點上升級風險比較大,升級錯誤可能造成網絡癱瘓,而且,升級只能在原硬件平臺上進行。
而SBA架構則不同,由於將網絡功能(NF)拆分了,而所有的NF又都通過接口接入到系統中,優勢在於:
1、 負荷分擔:相同的網絡功能(NF)一起來承擔和提供網絡功能服務(NFS),負荷可以均衡分擔。
2、 容災:任何的網絡功能(NF)出現故障,智能化的網絡管理可以讓它暫時退出服務,將服務轉給其它相同的網絡功(NF)上處理。
3、 擴容簡單:只需要增加新的網絡功能接入系統即可,絲毫不影響現網運行。
4、 升級容易:都是基於標準接口的接入,無論是硬件還是軟件功能,需要推出新一代的,都可以直接接入,舊的需要淘汰則直接退網。
5、 實現網絡的開放能力,在標準接口下,其它系統也可以接入。

層疊表示可以多個相同功能NF接入

在這裏插入圖片描述
借鑑IT系統服務化的理念,通過模塊化實現網絡功能間的解耦和整合,各解耦後的網絡功能(服務)可以獨立擴容、獨立演進、按需部署;各種服務採用服務註冊、發現機制,實現了各自網絡功能在5G核心網中的即插即用、自動化組網;同一服務可以被多種NF調用,提升服務的重用性,簡化業務流程設計。SBA設計的目標是以軟件服務重構核心網,實現核心網軟件化、靈活化、開放化和智慧化。

SBA架構的優點

1、 拆分:網絡功能獨立,既可以獨立自治,又能相互合作分擔。
2、 直達:網絡功能之間直達,不再需要像拓撲結構一樣層級依賴,提高了傳輸效率。
3、 智能化:在服務的分配上實現智能化,區別於以往核心網需要每個網元進行詳細配置入網,在SBA架構下,註冊、發現、狀態檢測都是自動化處理。

採用SBA對5G演進的好處

1、服務以比傳統網元更精細的粒度運行,並且彼此鬆耦合,允許升級單個服務,而對其他服務的影響最小。
2、每個服務可以通過輕量級服務接口直接與其他服務交互。
3、基於服務化接口的架構可以輕鬆擴展,同時服務化接口是開放的接口,任何其他NF和業務應用,都可以通過該接口使用NF

SBA架構的關鍵技術點

(1)服務的提供通過生產者(Producer)與消費者(Consumer)之間的消息交互來達成。交互模式簡化爲兩種:Request-Response、Subscribe- Notify,從而支持NF之間按照服務化接口交互。
Request-Response模式下,NF_A(網絡功能服務消費者)向NF_B(網絡功能服務生產者)請求特定的網絡功能服務,服務內容可能是進行某種操作或提供一些信息;NF_B根據NF_A發送的請求內容,返回相應的服務結果。
Subscribe-Notify模式下,NF_A(網絡功能服務消費者)向NF_B(網絡功能服務生產者)訂閱網絡功能服務。NF_B對所有訂閱了該服務的NF發送通知並返回結果。消費者訂閱的信息可以是按時間週期更新的信息,或特定事件觸發的通知(例如請求的信息發生更改、達到了閾值等)。
(2)實現了服務的自動化註冊和發現。NF通過服務化接口,將自身的能力作爲一種服務暴露到網絡中,並被其他NF複用;NF通過服務化接口的發現獲取擁有所需NF服務的其它NF實例。這種註冊和發現是通過5G核心網引入的新型網絡功能NRF來實現的:NRF接收其它NF發來的服務註冊信息,維護NF實例的相關信息和支持的服務信息;NRF接收其它NF發來的NF發現請求,返回對應的NF示例信息。
(3)採用統一服務化接口協議。R15階段在設計接口協議時,考慮了適應IT化、虛擬化、微服務化的需求,目前定義的接口協議棧從下往上在傳輸層採用了TCP,在應用層採用HTTP/2.0 [3],在序列化協議方面採用了JSON,接口描述語言採用OpenAPI3.0, API的設計方式採用RESTFul。

5GC 的演進

5GC SBA充分體現了網絡架構的開放性,同時,各個 NF 之間鬆耦合,可以根據需要,增加或者修改 NF,而不會影響其他 NF;NF之間採用輕量級的服務化接口,其他 NF和業務應用很容易通過該接口調用 NF。該架構能夠支持新業務的快速上線。5G服務化架構是新一代移動核心網架構演進的起點,並將沿着該路線持續演進。
和以往設備商驅動一項新技術標準不同,SBA架構由中國移動牽頭聯合全球14家運營商及華爲等12家網絡設備商聯合提出。這種基於“服務”的架構設計方式使得5G網絡真正面向雲化(Cloud Native)設計,具備多方面優點,如便於網絡快速升級、提升網絡資源利用率、加速網絡新能力引入,以及在授權的情況下開放給第三方等。
在目前的情況下,SBA架構仍然需要在5G獨立組網(SA)下實現。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章