迁移到 5G 核心 (5GC) 网络

简化部署并降低向 5G 核心网络过渡的风险。英特尔提供高性能计算、连接和强大的优化,以帮助您实现轻松、可控的部署。

5G 核心网络的关键要点

  • 5G 核心以明显快于 4G 的数据速率,在基于服务的架构中处理基本的连接管理功能。

  • 5G 核心具备性能和灵活性,以支持提供更好的用户体验所需的高设备密度和延迟要求。

  • CoSP 在设计和部署完全实现的 5G 独立核心时面临着一些挑战,例如管理 SLA、供应商、安全等。

  • 英特尔® 解决方案有助于实现卓越的 5G 核心性能和节能,同时加快上市时间。

  • 使用英特尔® 硬件,CoSP 可以将其 5G 核心网络的能耗降低高达 30%1

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什么是 5G 核心 (5GC) 网络?

核心是通信服务提供商 (CoSP) 移动网络的核心,它负责处理连接和管理的基本功能。5G 核心 (5GC) 与传统网络核心部署的不同之处在于利用虚拟化、容器化和微服务等关键云原生创新,同时实现高性能的 5G 连接。

5GC 网络的主要功能包括:

  • 网络切片:将多个虚拟网络分层到共享的物理网络基础设施上。
  • 控制平面:规则和策略决定网络行为,包括在何处以及如何路由数据包。
  • 跨网络 API 集成: 使在一个网络中管理的应用程序能够访问或修改另一个网络中的数据。
  • 用户或 SIM 身份验证:验证是否允许访问网络的用户这样做。

上一代 4G 长期演进 (LTE) 核心网络实现的理论数据速率高达 100 Mbps。相比之下,5GC 网络可实现高达 20 Gbps 的理论数据速率。这些网络速度与云原生的灵活性相结合,将开启一个支持自动驾驶和智慧城市等高级用例的新连接时代。

了解 5G 网络核心的优势

除了在商业、企业和最终用户应用程序中实现范式转变之外,5GC 还赋予 CoSP 能够直接影响竞争地位的关键优势。

  • 性能: 5GC 不仅可实现 5G 移动网络速度,而且控制平面功能 (CPF) 和用户平面功能 (UPF) 的数据吞吐量也将达到惊人的新高度。例如,三星实现了高达 1 Tbps 的 UPF 数据吞吐量
  • 效率:CoSP 可提高能效,以帮助减少运营支出 (OpEx) 并实现可持续发展目标。动态功率调整等功能可以调整功耗周期,以满足网络上的可预测需求。例如,SK Telecom 将高峰流量时段的功耗降低了 30%。
  • 灵活性:在传统部署中,服务与固定功能硬件绑定,而新服务则需要缓慢部署的基础设施变更。借助 5GC,新的功能或服务可以从底层硬件中分离,并利用容器和 Kubernetes 等云工具快速部署。
  • 弹性:基于容器的服务打包了运行所需的一切,减少了依赖性,与此同时提高了整个网络中的隔离性和容错性。

规划您的 5GC 网络部署

从 4G LTE 到 5G 的转变涉及 CoSP 及其技术提供商之间围绕新技术与现有投资的整合程度做出的战略考量。CoSP 可以在现有 4G LTE 基础设施上分层虚拟化技术,使网络能力符合 3GPP 移动标准对 5GC 网络的定义。这种类型的部署称为非独立 (NSA) 核心。

选择一种方法:独立核心或非独立核心

NSA 部署有助于简化向 5GC 的过渡,但最终会受到已安装的 4G LTE 基站的延迟和功能的限制。相比之下,5G 独立 (SA) 核心需要真正的云原生硬件和软件,具有分散的功能、基于服务的架构和最新一代处理器,才能实现 5G 速度。要求高设备密度的关键任务延迟用例(例如智慧城市和智慧工厂)将需要 5G SA 核心。

下载此 IDC 调查,以了解 CoSP 对 5G SA 核心和行业现状的看法。

利用经过验证的英特尔® 5GC 路线图和产品组合

十多年来,英特尔一直处于核心虚拟化运动的最前沿,现在我们正在与更广泛的生态系统合作,以帮助 CoSP 成功地过渡到云原生 5G 核心。

计算:英特尔® 至强® 可扩展处理器

第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器可提供 CoSP 保持竞争力所需的卓越性能和效率,与上一代产品相比,UPF 性能提升高达 30%。1 最新一代产品还集成了 英特尔® Accelerator Engine,其中包括针对当今最苛刻工作负载(涵盖 AI、安全、HPC、网络、分析和存储)的特定加速器。

安全性:集成 5G 核心网络安全功能

虽然云原生架构让 5G SA 核心变得极为灵活,但它也带来了安全挑战。高度分布式、基于服务的架构和包含的基于 Web 的 API 可以增加网络的整体攻击面。

英特尔® 数据保护与压缩加速技术(英特尔® QAT)是第四代英特尔® 至强® 可扩展处理器中的集成工作负载加速器,可分载加密和压缩工作负载,以释放宝贵的 CPU 周期用于其他重要工作。其他内置安全功能,例如英特尔® Software Guard Extensions(英特尔® SGX)可为微服务和正在进行的工作负载提供可信执行环境,使 CoSP 更容易帮助确保边缘到核心的工作负载安全。了解英特尔和 Fortanix 如何利用英特尔® SGX 确保 5GC 通信安全。

优化:英特尔® Infrastructure Power Manager

英特尔® Infrastructure Power Manager 面向 5GC 参考软件,允许 CoSP 利用英特尔® 至强® 可扩展处理器家族提供的遥测功能。该软件可实时匹配运行时服务器功耗和 5GC 网络中的数据流量,并利用睡眠状态和英特尔® Speed Select Technology(英特尔® SST)等内置功能,将每瓦特性能提升高达 93%。2

许多此类电源管理挂钩现在都可在英特尔® 至强® “N” SKU 中提供,未来几代还将提供额外的优化和工作负载级电源指令。

连接:英特尔® 以太网 800 系列网络适配器

英特尔® 以太网 800 系列网络适配器提供高达 100 GbE 的速度,并提供数据包处理优化以及完全可编程管道,以帮助 CoSP 改善其网络核心的延迟和吞吐量。除了提供灵活的端口配置外,这些适配器支持动态设备个性化 (DDP),以智能确定哪些数据包优先发送到 CPU 以立即处理。

借助英特尔® 5GC 堆栈实现平滑的网络转型

英特尔的领先地位还延伸到软件和参考架构,可提高网络运营商效率并帮助确保高质量的最终用户体验。

软件:英特尔 5G 核心堆栈

英特尔利用 5G 核心就绪软件堆栈进行内部测试,包括基准测试、性能和优化。此平台有助于确保 CoSP 和电信设备制造商 (TEM) 和软件供应商的解决方案在经过调整后实现最大的性能和效率。该堆栈还有助于确保网络服务编排和保障功能能够完成向 5G SA 核心过渡的任务,从而实现轻松部署。

设计和部署:5G 核心参考配置

英特尔工程师将深厚的专业知识引入到从通信即服务 (CaaS) 层到硬件的低层平台配置中。通过提供经过验证的参考配置 (VRC),英特尔可确保来自多个供应商的各种构建模块保持一致。这些构建模块包括数据面开发套件 (DPDK)、Linux 内核以及针对各种原始设备制造商平台优化的 BIOS 和固件配置。

此项工作有助于确保跨操作系统供应商和设备制造商之间实现互操作性,并帮助确保关键 5G 核心应用程序与预验证配置保持一致。因此,CoSP 可以节省数月的设计和测试时间,并加速新处理器和平台技术的部署。

观看本采访,了解英特尔如何帮助 BT Group 克服在其 5G 网络转型中建立通用平台的挑战。

实现云原生 5G 独立核心无与伦比的能力

在英特尔的帮助下,电信生态系统正在部署具有出色性能、优化的电源管理和自动化服务保障的云原生 5G SA 核心。在 500 多个英特尔® Network Builder 的帮助下,我们正在与 TEM、ISV、OSV 和 CoSP 合作,将网络灵活性、敏捷性、服务保障以及虚拟化功能和云原生平台的规模优势带入通信领域。