5G“新基建”备受重视,它在行业应用中的巨大潜力也备受期待。但提供5G网络的通信运营商,很难掌握各行各业里的“Know How”,从“Know How”出发,才能确定什么样的网络适应某一行业。5G从设计之初,就希望能够灵活地满足不同行业的需求,这也是今年三大运营商力推5G SA(独立组网)的根本原因。“Know How”与5G灵活性的结合点,从运营商的角度看,是5G网络中的UPF(User Plane Function,用户面功能)。日前,中国移动发布了《5G OpenUPF白皮书》,计划将UPF能力开放出来,中国移动研究院网络所所长段晓东在接受《中国电子报》记者采访时表示,UPF是开启5G垂直行业的金钥匙,是5G赋能垂直行业的连接点、发力点和控制点。在推动UPF开放的同时,还需要召唤各行各业中那些懂得“Know How”的人,将UPF这把金钥匙利用起来,实现行业的华丽变身。

聚焦行业需求  实现四个开放

记者:中国移动Open UPF计划会为5G产业和生态的发展带来哪些有意义的变化?

段晓东:2019年,中国移动提出了“5G+AICDE”计划(AICDE指:人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算),全面推进5G发展。UPF是开启5G垂直行业的金钥匙,是5G赋能垂直行业的连接点、发力点和控制点,但是当前的UPF设备存在与SMF(核心网控制面)同一厂家绑定、功能较为复杂、起步规格过大的问题,成为了运营商拓展垂直行业市场所必须克服的困难。

Open UPF计划聚焦行业需求,从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面定义可靠、可管、灵活、开放的UPF,提升网络能力,同时构建完整的技术体系以推动产业成熟,最终提升业务开展灵活性,助力5G融入百业、服务大众。

记者:开放UPF主要针对哪些场景,或者说先期主要在哪些场景可用?这种开放UPF的方式主要体现在哪些方面,与运营商网络中的其他UPF有何不同?

段晓东:据统计,去年中国移动开展了基于5G网络的“百大”龙头示范项目,其中有接近60%的项目与边缘计算密切相关,而开放UPF定义的正是面向2B部署在边缘侧的UPF,主要面向的是科技园区、医院、办公、校园等生活园区类场景,以及工厂、物流港口、电网、煤矿等生产制造类场景,这些应用场景一般都需要将UPF下沉到边缘业务侧甚至园区,对UPF的灵活和开放有更加强烈的需求。

和传统的UPF相比,OpenUPF的重点在于开放,我们从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面重点发力。开放接口,是实现标准的、控制面和用户面可解耦的N4接口,解决核心网控制面(SMF)与UPF厂商绑定的问题;开放设备,是设计面向不同典型场景的硬件规格,共同定义UPF功能基线要求,兼顾系统的灵活度和可扩展性;开放服务,是为运营商、合作伙伴逐步提供可调用的API、可编程的环境,成为网络价值的创造点;开放智能,是发挥UPF计算处理的能力,为行业提供智能的网络及服务,作为服务行业的抓手。基于以上四个开放,提升5G进入垂直行业的能力和行业竞争力,促进产业融合。

建立测试认证体系  推动开放生态

记者:中国移动如何推动Open UPF生态发展?

段晓东:中国移动希望建立开放UPF的生态,并欢迎更多合作伙伴加入以共同推动产业成熟,助力移动网络在垂直行业的发展,实现产业和行业的双赢。

我们也计划建立OpenUPF的测试认证体系,当前已完成了N4解耦相关规范(定义接口开放和设备开放)开发稿的制定,希望通过规范指导开发,并通过后续的测试验证、应用验证不断迭代和演进,逐渐完善技术要求。

对于OpenUPF设备的开发者,我们希望具备一定的技术实力,了解并遵循中国移动制定的所有相关规范的要求,开发出的UPF产品满足电信级设备的要求,以保障整个移动网络的稳定。

面向这样一个更加广阔、更加复杂多样的市场,在开放过程中虽然可能会遇到一定的挑战,我们也相信在大家的共同努力下,每一次突破都给产业界带来了新的发展机遇,最终形成运营商、垂直行业、设备商的三方共赢。

UPF点面结合 规模部署

记者:在UPF的部署上,是哪里有行业提需求就建在哪里,还是作为5G基础设施的一部分,规模化部署?

段晓东:UPF作为推动5G与千行百业的融合的重要网络节点,在5G建设时更应予以重点关注。因此,在UPF部署过程中应该“点面”结合满足客户需求,服务大众、服务千行百业。

点,指的是部署在更贴近客户侧的UPF,这些UPF部署在区县/接入机房、园区内客户机房等,用于满足行业客户低时延以及数据不出园区的要求。该类UPF是依照行业用户提出的需求来灵活部署;结合客户性能要求、机房条件等因素确定部署方案,容量应满足客户实际需求。

面,指的是规模化部署在地市的UPF,用于服务公众用户以及部分行业客户,在基于业务发展趋势预估UPF规模后,可考虑提前部署,统一规划建设等。

记者:UPF从网络核心向网络边缘下沉,在这个过程中,UPF的功能、性能和主要作用是否会发生变化,会发生哪些变化?

段晓东:UPF作为5G数据处理和转发的核心功能,已经逐步成为运营商服务垂直行业的桥头堡。虽然UPF正逐步从“核心”走到行业用户的园区,但其主要作用没有变化,作为电信设备仍需要满足5个9的可靠性要求,并具备自主可控的能力等。

为了使UPF更好地满足边缘2B业务更加灵活的发展需求,我们针对如下几个方面展开了研究:在功能方面,相对于部署在网络核心的通用UPF,对边缘UPF的功能可按需进行简化和分级,当前我们梳理出了14类必须支持的必选功能,此外还有12类推荐支持的功能,可以按需支持,实现场景驱动的“按单点菜”;在性能方面,会降低对边缘UPF的业务配置数量支持要求,并提出四类不同的容量规格建议,满足各种规模的行业需求。

OpenUPF目前正对功能模块化、接口开放化、规格阶梯化的三个方面展开积极探索,并致力于打造可靠、可管、灵活、开放的UPF。

记者:这种下沉是否需要网络传输架构的支持,现在的网络架构能否支持,主要的架构改变方向是什么?挑战是什么?

段晓东:UPF的下沉需要传输网和IP承载网共同支持。

UPF的下沉对于传输网来说需要支持L3部署到边缘,并具备灵活连接能力。目前中国移动正在建设全新的5G传输网——切片分组网(SPN),可充分支持5G eMBB、uRLLC和mMTC业务及专线等多业务承载,也支持下沉至边缘的UPF,实现面向连接的电信级大规模L3组网。

UPF的下沉意味着边缘云的下沉,边缘UPF不仅需要和网络云互通,还需要和移动云、第三方公有云的协同,因此对于承载网来说,主要的挑战是实现从“业务被动适应网络”向“网络主动、快速、灵活适应业务”的根本性转变,即全面推动云网融合能力和云边协同能力,实现承载网拉通业务层面的联动。

记者:如何保障UPF的安全性?

段晓东:网络安全牵一发而动全身,对于OpenUPF计划亦是如此。传统的核心网通过组网环境和协议设计来保证安全,在5G边缘计算中,下沉的UPF物理环境设施和安全保障不如核心网机房好,可能成为物理攻击或通信攻击的对象。另外,UPF的开放性降低了攻击者利用协议漏洞、通用操作系统、中间件等漏洞的门槛。

因此,UPF的安全非常重要。我们在OpenUPF标准制定过程中总结了前期实验网中成熟的经验,初步提出了切实可行的防护要求,包括做好边界防护、夯实基础设施安全、保证接口和通信安全、提升UPF自身安全等。

除此之外,网络和产品品质同样是一个不可忽略的因素。一方面,5G改变社会,服务的是各行各业,用户体验要求很高;另一方面,UPF是核心网最重要的网元之一,必须具备电信级的产品品质。因此,在开放UPF的同时必须保证网络安全稳定和用户业务体验。