CN114079932A - 5g网络质量保障***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种5G网络质量保障***及方法,该***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云和汇聚层边缘云上的网络集中单元,通过设置一级业务编排器和/或二级业务编排器接收互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对QoS保障申请指令进行认证;若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器和/或二级业务编排器根据QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元;网络集中单元根据QoS保障参数为终端提供QoS保障策略,提供了一种低成本简单易行的轻量级质量保障***以及快速部署的网络质量保障方案,提高了网络的服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及互联网领域,尤其涉及一种5G网络质量保障***及方法。
背景技术
随着移动互联网的高速发展,用户对于5G网络的移动互联网服务质量及有线网络的服务质量的要求越来越高,且随着业务的发展不断给网络提出更多的挑战,业务流量的增加导致网络负荷加重,网络反应慢、链路带宽不足、扩容投资不断增长。
QoS(Quality of Service,服务质量)指一个网络能够利用各种基础技术,为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络的一种安全机制,是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。现有技术中的5G网络的服务质量保障是基于5G切片技术,将5G网络划分为多个虚拟网络,设置每个虚拟网络独立承担部分或者全部网络功能,并且按用户的需求灵活地提供一种或多种网络服务为网络服务,提供可靠的QoS质量保障。
然而,5G切片技术不仅需要在无线网、承载网、核心网等各网络域部署切片方案,还需要统一各网络域之间的接口协议,QoS质量保障方案的部署和运营难度较大。
发明内容
鉴于上述问题,本发明实施例提供一种5G网络质量保障***及方法,提供了一种低成本简单易行的轻量级质量保障***以及快速部署网络质量保障方案,提高了网络的服务质量。
第一方面,本发明提供一种5G网络质量保障***,包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在汇聚层边缘云的网络集中单元,其中,所述一级业务编排器连接所述二级业务编排器,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元;所述网络集中单元连接终端;
一级业务编排器和/或二级业务编排器,用于接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对所述QoS保障申请指令进行认证;
若所述QoS保障申请指令认证通过,则所述一级业务编排器和/或二级业务编排器,用于根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将所述QoS保障参数发送至所述网络集中单元;
所述网络集中单元,用于根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
可选地,所述网络集中单元包括:
NEF网络能力开放功能网元,用于接收所述QoS保障参数以及将所述QoS保障参数发送至PCF;
PCF策略控制功能网元,用于根据预设规则以及所述QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略并将所述PCC策略发送至SMF;
SMF会话管理功能网元和UPF用户面功能网元,用于根据所述PCC策略创建QoSFlow以及把所述终端使用的指定业务承载在该QoS Flow上。
其中,所述SMF会话管理功能网元,部署在所述省/地市级核心云,用于连接所述UPF用户面功能网元,并控制所述移网数据业务;
所述UPF用户面功能网元,部署在所述汇聚层边缘云,用于连接移网传输汇聚节点,并承载所述移网传输汇聚节点的移网数据业务。
可选地,所述***还包括部署在汇聚层边缘云上的多业务汇聚网关;
所述多业务汇聚网关包括多业务汇聚网关U面和多业务汇聚网关C面;
其中,所述多业务汇聚网关U面,部署在所述汇聚层边缘云,与所述UPF用户面功能网元连接,并使所述移网数据业务和所述固网数据业务接入所述汇聚层边缘云;
所述多业务汇聚网关C面,部署在所述省/地市级核心云,用于控制所述固网数据业务。
可选地,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器均设有API接口,并通过所述API接口与互联网SP/CP客户端连接;
所述API接口用于接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,其中所述QoS保障申请指令由所述互联网SP/CP客户端根据用户输入的业务请求生成。
第二方面,本发明提供一种5G网络质量保障方法,应用于5G网络质量保障***,所述***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云上和汇聚层边缘云上的网络集中单元,其中,所述一级业务编排器连接所述二级业务编排器,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元;所述网络集中单元连接终端;
所述方法包括:
所述一级业务编排器和/或所述二级业务编排器接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对所述QoS保障申请指令进行认证;
若所述QoS保障申请指令认证通过,则所述一级业务编排器和/或二级业务编排器根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将所述QoS保障参数发送至所述网络集中单元;
所述网络集中单元根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
可选地,所述网络集中单元包括NEF网络能力开放功能网元、PCF策略控制功能网元、SMF会话管理功能网元以及UPF用户面功能网元;
相应地,所述网络集中单元根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略,包括:
所述NEF网络能力开放功能网元接收所述QoS保障参数以及将所述QoS保障参数发送至所述PCF;
所述PCF策略控制功能网元根据预设规则以及所述QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略并将所述PCC策略发送至所述SMF;
SMF会话管理功能网元和UPF用户面功能网元,用于根据所述PCC策略创建QoSFlow以及把所述终端使用的指定业务承载在该QoS Flow上。
其中,所述SMF会话管理功能网元,部署在所述省/地市级核心云,用于连接所述UPF用户面功能网元,并控制所述移网数据业务;
所述UPF用户面功能网元,部署在所述汇聚层边缘云,用于连接移网传输汇聚节点,并承载所述移网传输汇聚节点的移网数据业务。
可选地,所述5G网络质量保障***还包括部署在边缘云上的多业务汇聚网关;
所述多业务汇聚网关包括多业务汇聚网关U面和多业务汇聚网关C面;
其中,所述多业务汇聚网关U面,部署在所述汇聚层边缘云,与所述UPF用户面功能网元连接,并使所述移网数据业务和所述固网数据业务接入所述汇聚层边缘云;
所述多业务汇聚网关C面,部署在所述省/地市级核心云,用于控制所述固网数据业务。
可选地,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器均设有API接口,并通过所述API接口与互联网SP/CP客户端连接;
所述一级业务编排器和/或所述二级业务编排器通过所述API接口接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,其中所述QoS保障申请指令由所述互联网SP/CP客户端根据用户输入的业务请求生成。
本发明实施例的目的在于提供一种5G网络质量保障***及方法,该***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云上和汇聚层边缘云上的网络集中单元,通过设置一级业务编排器和/或二级业务编排器接收互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对QoS保障申请指令进行认证;若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器和/或二级业务编排器根据QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元;网络集中单元根据QoS保障参数为终端提供QoS保障策略,提供了一种低成本简单易行的轻量级质量保障***,有利于快速部署网络质量保障方案,改善了网络的时延、丢包率等指标。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种5G网络质量保障***的结构示意图一;
图2为本发明实施例提供的一种5G网络质量保障***的结构示意图二;
图3为本发明实施例提供的5G网络质量保障方法的流程示意图一;
图4为本发明实施例提供的网络集中单元结构示意图;
图5为本发明实施例提供的5G网络质量保障方法的流程示意图二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
应当理解,在本发明的各种实施例中,各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解,在本发明中,“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本发明中,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含,“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一,“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。
应当理解,在本发明中,“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”,表示B与A相关联,根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配,是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。
取决于语境,如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
随着移动互联网的高速发展,用户对于5G网络的移动互联网服务质量及有线网络的服务质量的要求越来越高,且随着业务的发展不断给网络提出更多的挑战,业务流量的增加导致网络负荷加重,网络反应慢、链路带宽不足、扩容投资不断增长。为了实现新发展理念和高质量发展,提升经营效益,运营商和第三方合作厂商都需要在业务、网络质量保障效果和成本投入之间取得一个较好的平衡,以较低的投入带来较大的收益。基于5G网络提供的移动互联网服务以及有线网络服务,整个社会数字化转型的步伐加快,网络、平台与行业应用的结合更加紧密,网络性能、平台能力与业务需求紧耦合,需要5G网络根据不同行业的特点和业务需求,提供差异化、定制化的SLA(Service Level Agreement,简称服务等级协议)服务。
现有的5G切片技术是一种按需组网的方式,可以让运营商在统一的基础设施上切出多个虚拟化的端到端网络,从无线网到承载网再到核心网,每个切片在逻辑上隔离,适配各种类型的业务应用。以核心网为例,NFV从传统网元设备中分解出软硬件的部分。硬件由通用服务器统一部署,软件部分由不同的网络功能承担,从而灵活实现业务的组装。
然而,5G切片方案相对于QoS(Quality of Service,服务质量)保障方案,无线网、承载网、核心网各网络域NSSMF都需要部署切片方案且需要各网络域NSSMF之间的接口协议做好衔接和参数转换,NSMF和各网络域NSSMF的接口协议也需要进行对接协商,切片方案部署和运营的复杂程度、工作量、成本相对较高,属于重量级的方案,相应地降低了网络运营商的利润率。并且,当前5G切片方案和基站侧的边缘云方案主要是满足移网的需要,暂时无法兼顾固网宽带用户。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种5G网络质量保障***及方法,该***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云和汇聚层边缘云上的网络集中单元,通过设置一级业务编排器和/或二级业务编排器接收互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对QoS保障申请指令进行认证;若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器和/或二级业务编排器根据QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元;网络集中单元根据QoS保障参数为终端提供QoS保障策略,提供了一种低成本简单易行的轻量级质量保障***,有利于能够快速部署网络质量保障方案,改善了网络的时延、丢包率等指标。本发明实施例提供的5G网络质量保障方法,通过5QI的配置实现5G无线空口质量保障,实现对特定业务特定用户的细颗粒度的数据流的空口质量保障,满足优先级、时延、丢包率等指标要求,可满足绝大部分行业应用特别是增强移动宽带类(eMBB)业务应用的质量保障要求,是一个低成本简单易行的轻量级质量保障方案,能够快速部署。有助于解决5G时代行业客户差异化业务需求和运营商网络质量保障能力不灵活不敏捷、保障效果不显著不稳定等供给侧能力不足的矛盾,可以快速实现运营商网络能力开放和高价值变现。
图1为本发明实施例提供的一种5G网络质量保障***的结构示意图一。如图1所示,5G网络质量保障***10包括部署在全国核心云上的一级业务编排器11、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器12以及部署在省/地市级核心云和汇聚层边缘云上的网络集中单元13,其中,所述一级业务编排器11连接所述二级业务编排器12,所述一级业务编排器11和所述二级业务编排器12分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元13;所述网络集中单元13连接终端。具体说明如下:
在本发明实施例中,通过设置一级业务编排器11和所述二级业务编排器12分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元13,一级业务编排器11和/或二级业务编排器12,接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令之后,对所述QoS保障申请指令进行认证;若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器11和/或二级业务编排器12根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元13,以使网络集中单元13根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
在本发明实施例中,核心云是拥有强大的存储和计算能力的服务器集群组成的云计算服务中心,具备强大的计算、存储能力。其中,核心云分为全国核心云和省/地市级核心云,便于用于根据自身需求使用核心云提供的各种服务,其中,省/地市级核心云在边缘云的支撑下,相互协作,迅速弹性地向用户提供透明的云计算服务。具体的,将一级业务编排器11部署在全国核心云上,二级业务编排器12部署在省/地市级核心云上,对业务编排器进行分层次部署,并接入核心云进行云网协同。本实施例中的边缘云由分布在不同网络和地区的服务器节点组成,为核心云提供相应的辅助功能,与核心云协作迅速并弹性地向用户提供云计算服务。二级业务编排器12实现了固移QoS综合保障,并向一级业务编排器11和互联网CP/SP开放API接口供调用,实现本省/本地市QoS保障能力对外开放。
上述实施例提供的5G网络质量保障***,通过设置该***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云和汇聚层边缘云上的网络集中单元,通过设置一级业务编排器和/或二级业务编排器接收互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对QoS保障申请指令进行认证;若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器和/或二级业务编排器根据QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元;网络集中单元根据QoS保障参数为终端提供QoS保障策略,提供了一种低成本简单易行的轻量级质量保障***,有利于能够快速部署QoS质量保障方案,改善了网络的时延、丢包率等指标。
图2为本发明实施例提供的一种5G网络质量保障***的结构示意图二。如图2所示,在全国核心云21部署的业务编排器为一级业务编排器,在省级/地市核心云22部署的业务编排器为二级业务编排器。其中,在全国核心云21还部署了业务控制面网元,在省级/地市核心云22还部署了业务控制面网元、网络集中单元的策略控制功能(Policy ControlFunction,简称PCF)网元、网络集中单元的网络能力开放功能(Network ExposureFunction,简称NEF)网元以及网络集中单元的会话管理功能(Session ManagementFunction,简称SMF)网元。在地市汇聚层边缘云23部署的网元包括固网网关U面MSG-U 24以及网络集中单元的用户面功能网元(User Plane Function,简称UPF)25,其中MSG-U 24分别与部署在边缘云的内容分发网络(Content Delivery Network,简称CDN)服务器26以及云业务服务器27连接。其中MSG-U 24还与核心路由器(Core Router,简称CR)28连接、CR 28与骨干路由器连接,CR 28还与部署在省级/地市核心云的互联网数据中心29(InternetData Center,简称IDC)连接。
在一些实施例中,移网业务网关包括移网业务网关U面和移网业务网关C面,其中移网业务网关U面即为UPF以及移网业务网关C面包含SMF等网元;多业务汇聚网关包括多业务汇聚网关U面和多业务汇聚网关C面,其中,移网及固网的数据业务在汇聚节点由多业务汇聚网关U面统一接入。其中,移网业务网关可以采用分布式部署,移网业务网关U面,可以是部署在汇聚层边缘云,用于连接移网传输汇聚节点,并承载移网传输汇聚节点的移网数据业务,并可以通过多业务汇聚网关U面接入边缘云的内容源或互联网;移网业务网关C面,可以是部署在省/地市级核心云,用于连接移网业务网关U面,并控制移网数据业务。其中,设置固网转控分离,由多业务汇聚网关U面统一转发,控制层由全省或地市集中部署的多业务汇聚网关C面统一负责。其中,汇聚网关U面,可以部署在汇聚层边缘云,与移网业务网关U面连接,并使移网数据业务和固网数据业务接入汇聚层边缘云;多业务汇聚网关C面,可以是部署在省/地市级核心云,用于控制固网数据业务。
在本发明实施例中,通过在汇聚层边缘云上部署的移网业务网关和多业务汇聚网关,很好地满足了边缘云接入、安全、计费、QoS保障等方面的需求。运营商充分发挥丰富的移网、固网接入网资源和本地化支撑服务的优势,向终端第三方提供基于IAAS层边缘云资源(计算、存储、网络)和多业务接入网资源的云网一体化产品,实现汇聚层边缘云和接入网的能力开放和变现。并且,通过在汇聚节点部署轻量级的边缘云,将边缘云的云计算能力向第三方开放,由第三方在汇聚层边缘云部署各类业务、例如高清视频、云游戏、视频直播以及即时通信等,移网和固网流量在汇聚层边缘云进行卸载,就近访问第三方业务内容,提升用户体验,打造新的业务合作模式。汇聚层边缘云和接入网实现云网协同,发挥云网一体的优势,满足低时延边缘云业务的需求。边缘云与核心云协作,边缘云作为核心云的延伸,贴近用户提供本地场景感知的处理。由于汇聚层边缘云与移网、固网终端用户之间传输跳数较少,传输时延较低,为保障移网、固网用户QoS体验提供了良好的网络环境。
示例性的,网络运营商可以允许第三方接入汇聚层边缘云的基础设施进行应用开发,在汇聚层边缘云部署各类应用,比如云游戏,物联网应用、高清视频等内容,在靠近目标用户的区域进行云网协同,为用户提供低时延、大带宽、稳定的高品质服务。通过将包含第三方热点应用的内容部署在汇聚层边缘云,接入移网业务网关和多业务汇聚网关。对于访问已分发至汇聚层边缘云热点内容的移动和固网业务请求,由汇聚层边缘云就近提供服务,减少了移网业务网关和多业务汇聚网关以上层次网络的带宽占用。另外,对于某些特定的应用,例如视频监控,安全监控,大数据分析等,需要将大量的数据存储在网络边缘,汇聚层边缘云的第三方应用可以先做分析和预处理,将基础数据进行抽象、压缩和缓存,再传送到核心云上去。这样会大大减少送往核心云的数据流量,从而节省了传输网络带宽。
上述实施例提供的5G网络质量保障***,实现了固移业务综合承载,固移业务QoS综合保障,达到了用户体验一致性的效果,有助于保障固移业务体验的一致性,满足了第三方合作厂商重点关注的移固用户统一保障的需求。
在一些实施例中,一级业务编排器11和二级业务编排器12均设有API接口,并通过所述API接口与互联网SP/CP客户端连接。示例性的,互联网SP/CP中的SP(ServiceProvider),指移动互联网服务内容应用服务的直接提供者,负责根据用户的要求开发和提供适合手机用户使用的服务;互联网SP/CP中的CP(Content Provider),也就是“内容提供”,是指移动数据业务内容提供商,或者叫移动增值业务内容提供商。API接口用于接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,其中所述QoS保障申请指令所述互联网SP/CP客户端根据用户输入的业务请求生成的。具体的,用户向互联网SP/CP客户端提交业务请求,例如腾讯视频普通用户订购VIP服务申请,互联网SP/CP客户端根据该业务请求生成与QoS保障申请指令。其中,QoS保障申请指令中包含与该业务请求、即订购VIP服务申请业务相关移网业务的QoS保障配置方案。互联网SP/CP客户端将QoS保障申请指令通过API接口发送至一级业务编排器11和/或二级业务编排器12,使得一级业务编排器11和/或二级业务编排器12对QoS保障申请指令进行认证。若QoS保障申请指令认证通过,则一级业务编排器11和/或二级业务编排器12根据QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将QoS保障参数发送至网络集中单元13,使得网络集中单元13根据QoS保障参数为终端提供QoS保障策略。
图3为本发明实施例提供的5G网络质量保障方法的流程示意图一。在图1实施例提供的5G网络质量保障***的基础上,5G网络质量保障方法包括如下几个步骤:
S301、一级业务编排器11和/或二级业务编排器12接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对所述QoS保障申请指令进行认证。
S302、若所述QoS保障申请指令认证通过,则所述一级业务编排器11和/或二级业务编排器12根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将所述QoS保障参数发送至所述网络集中单元13。
S303、网络集中单元13根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
步骤S201至S203中的内容与图1实施例中5G网络质量保障***中的的内容一致,在此不再赘述。
上述实施例提供的一种5G网络质量保障方法,通过实现5G无线空口质量保障,实现对特定业务特定用户的细颗粒度的数据流的空口质量保障,满足优先级、时延、丢包率等指标要求,满足了绝大部分行业应用特别是eMBB类应用的质量要求,是一个低成本简单易行的轻量级质量保障方案。能够快速部署,有助于解决5G时代行业客户差异化业务需求和运营商网络质量保障能力不灵活不敏捷、保障效果不显著不稳定等供给侧能力不足的矛盾,可以快速实现运营商网络能力开放和高价值变现。
图4为本发明实施例提供的网络集中单元结构示意图。如图4所示,网络集中单元13包括NEF网络能力开放功能网元131、PCF策略控制功能网元132、SMF会话管理功能网元以及UPF用户面功能网元133。
图5为本发明实施例提供的5G网络质量保障方法的流程示意图二。在图4提供的网络集中单元结构基础上,步骤S303网络集中单元13根据所述QoS保障参数为终端提供QoS保障策略具体包括以下几个步骤:
S501、NEF网络能力开放功能网元接收QoS保障参数以及将QoS保障参数发送至PCF。
在本发明实施例中,NEF接收QoS保障参数之后,将QoS保障参数转换为指定消息格式发送给NEF。具体的,NEF将对应的QoS申请内容映射到PCF的Npcf接口参数中,使得PCF调用相关QoS保障策略。
具体的,NEF作为垂直行业与5G网络感知交互中必不可少的网元,实现业务感知信息的传递,NEF外接业务编排器反馈指定业务感知的相关信息。NWDAF(Network DataAnalytics Function,简称网络数据分析功能)的功能包括数据收集、数据分析以及数据分析结果反馈。NWDAF反馈指定业务感知MOS(Mean Opinion Score,简称平均主观意见得分)给NEF,再通过NEF传送给业务编排器,以便业务编排器根据业务保障策略调整5G QoS参数和网络配置。NWDAF收集的数据信息除了业务感知MOS得分,还可以包括:区域、时间、业务类型、终端类型、切片类型等,业务编排器可以通过“订阅/通知”或者“请求/响应”两种服务通过NEF从NWDAF网元获取数据分析结果,通过NWDAF/NEF和业务编排器,可以开放指定业务的数据分析结果给第三方厂商。
S502、PCF根据预设规则以及QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略并将PCC策略发送至SMF。
在本发明实施例中,PCF根据预设规则以及QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略。其中,预设规则为PCF中设定的该QoS保障参数对应的业务需求对应的预定义规则。具体的,PCF根据APP ID在PCF中的预定义规则和接收的QoS申请内容,其中APP ID为业务需求中对应业务应用的标识号。
S503、SMF会话管理功能网元和UPF用户面功能网元根据所述PCC策略创建QoSFlow以及把所述终端使用的指定业务承载在该QoS Flow上。
在本发明实施例中,SMF会话管理功能网元和UPF用户面功能网元根据PCC策略创建QoS Flow,通过新建目标QoS的QoS Flow,把对应的OTT CP/SP业务承载在该QoS Flow上,从而实现对5G无线空口的QoS保障能力进行差异化调度。
具体的,5G QoS保障的实现是通过对QoS Flow的操作来进行的。在5G***中,以及在一个PDU(Protocol Data Unit,简称协议数据单元)会话中,QoS Flow是区分不同QOS保障级别的最细颗粒度。5G中的QoS Flow是端到端QoS控制的最小粒度,即相同数据通路上的所有数据流将获得相同的QoS保障,例如调度策略、缓冲队列管理等。不同的QoS保障需要不同的数据通路来提供。5G使用QFI(QoS Flow Indicator,简称QoS流指示器)来标识一个数据通路,即一个5G QoS Flow。一个无线承载可以包括多个QoS Flow,一个QFI就是一个QoSFlow,一个QoS Flow只有一个5QI标识,在一个PDU会话中,QFI的值是唯一的,具有相同QFI值的用户面流量在***中采用相同的转发处理机制。基于QFI的业务流差异化的E2E QoS机制:数据面携带对应QFI标识,上行由UE标识实现SDF(Service Data Flow,简称业务数据流)向QFI映射和标识,下行由UPF实现由SDF向QFI的映射和标识。
示例性的,5G QoS Flow分为Non-GBR QoS Flow和GBR QoS Flow两类,其中Non-GBR QoS Flow用于承载无保障带宽要求的业务和满足资源分配无硬性要求,其优先级较低;GBR QoS Flow用于承载需要带宽保证的业务、资源分配的硬性要求保证流bit速率、优先级通常高于Non-GBR业务。GBR QoS Flow包含的资源类型为GBR和Delay-critical GBR。
示例性的,5G QoS决策流程为存在基于默认QoS规则的QoS Flow,生存周期与PDU会话相同。该QoS Flow的5QI初始从UDM获取,SMF可依据本地策略及和PCF的交互对其进行修改。再由SMF执行QoS Flow Binding功能,即SMF将PCF下发的PCC规则关联到对应的QoSFlow。当NR发现无线资源无法满足QoS Flow的QoS要求时,可通过Notification Control流程通知5GC处理。
示例性的,5G QoS Flow操作流程为首先建立PDU会话,具体包括一个或多个QoSFlow的建立;再更新PDU会话,具体包括UE发起和网络发起的会话更新。
示例性的,5G QoS参数包括QoS Flow级参数以及集合级QoS参数。具体的,QoSFlow级参数包括公共参数、GBR QoS Flow参数以及Non-GBR QoS Flow参数。其中公共参数包括5QI和ARP。5QI为一个标量,用来代表对3GPP预定义的一套标准5G QoS参数的引用,即一个5QI就代表一套QoS参数。接入节点通过5QI映射到预设标准5G QoS参数,控制QoS Flow级别包转发处理。ARP(Allocation and Retention Priority,简称分配保留优先级),用于在资源限制的情况下决定接受还是拒绝QoS Flow的建立或者修改请求,用于在特殊的资源限制时,决定丢弃哪个QoS Flow。包含有优先级、抢占能力标志和被抢占能力。GBR QoSFlow参数包含Flow Bit Rates、Notification control以及Maximum Packet Loss Rate。Flow Bit Rates包含:GFBR和MFBR,GFBR用于够提供的保证比特率以及MFBR用于提供的最大比特率。Notification control用于指示当GFBR在QoS Flow的生存期内不再或再次满足QoS流时,是否要求RAN通知。Maximum Packet Loss Rate为允许的QoS Flow最大报文丢失率。Non-GBR QoS Flow参数包含Reflective QoS Attribute,用于指示该QoS Flow承载的业务流适用反射QoS。集合级QoS参数包括Session-AMBR和UE-AMBR,Session-AMBR表示一个PDU会话的所有Non-GBR QoS Flow的集合最大速率,UE-AMBR表示UE的所有Non-GBR Bearer的集合对应的最大速率。
上述实施例提供的一种5G网络质量保障方法,利用NEF能力开放功能和NWDAF网络数据分析功能的接口,实现指定业务感知信息的传递,协助第三方厂商的指定业务质量保障策略的执行,实现移网业务QoS质量保障的闭环管理。
另一方面,本发明实施例提供一种5G网络质量保障方法,基于上述实施例所述的5G网络质量保障***10。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种5G网络质量保障***,其特征在于,包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及网络集中单元,其中,所述一级业务编排器连接所述二级业务编排器,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元;所述网络集中单元连接终端;
一级业务编排器和/或二级业务编排器,用于接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对所述QoS保障申请指令进行认证;
若所述QoS保障申请指令认证通过,则所述一级业务编排器和/或二级业务编排器,用于根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将所述QoS保障参数发送至所述网络集中单元;
所述网络集中单元,用于根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述网络集中单元包括:
NEF网络能力开放功能网元,用于接收所述QoS保障参数以及将所述QoS保障参数发送至PCF;
PCF策略控制功能网元,用于根据预设规则以及所述QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略并将所述PCC策略发送至SMF;
SMF会话管理功能网元和UPF用户面功能网元,用于根据所述PCC策略创建QoS Flow以及把所述终端使用的指定业务承载在该QoS Flow上;
其中,所述SMF会话管理功能网元,部署在所述省/地市级核心云,用于连接所述UPF用户面功能网元,并控制移网数据业务;
所述UPF用户面功能网元,部署在汇聚层边缘云,用于连接移网传输汇聚节点,并承载所述移网传输汇聚节点的移网数据业务。
3.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括部署在汇聚层边缘云上的多业务汇聚网关;
所述多业务汇聚网关包括多业务汇聚网关U面和多业务汇聚网关C面;
其中,所述多业务汇聚网关U面,部署在所述汇聚层边缘云,与UPF用户面功能网元连接,并使移网数据业务和固网数据业务接入所述汇聚层边缘云;
所述多业务汇聚网关C面,部署在所述省/地市级核心云,用于控制所述固网数据业务。
4.根据权利要求1至3任一项所述的***,其特征在于,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器均设有API接口,并通过所述API接口与互联网SP/CP客户端连接;
所述API接口用于接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,其中所述QoS保障申请指令由所述互联网SP/CP客户端根据用户输入的业务请求生成。
5.一种5G网络质量保障方法,其特征在于,应用于5G网络质量保障***,所述***包括部署在全国核心云上的一级业务编排器、部署在省/地市级核心云上的二级业务编排器以及部署在省/地市级核心云和汇聚层边缘云上的网络集中单元,其中,所述一级业务编排器连接所述二级业务编排器,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器分别连接互联网SP/CP客户端以及网络集中单元;所述网络集中单元连接终端;
所述方法包括:
所述一级业务编排器和/或所述二级业务编排器接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,并对所述QoS保障申请指令进行认证;
若所述QoS保障申请指令认证通过,则所述一级业务编排器和/或二级业务编排器根据所述QoS保障申请指令生成QoS保障参数,并将所述QoS保障参数发送至所述网络集中单元;
所述网络集中单元根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述网络集中单元包括NEF网络能力开放功能网元、PCF策略控制功能网元、SMF会话管理功能网元以及UPF用户面功能网元;
相应地,所述网络集中单元根据所述QoS保障参数为所述终端提供QoS保障策略,包括:
所述NEF网络能力开放功能网元接收所述QoS保障参数以及将所述QoS保障参数发送至所述PCF;
所述PCF策略控制功能网元根据预设规则以及所述QoS保障参数生成策略控制和计费PCC策略并将所述PCC策略发送至所述SMF;
所述SMF会话管理功能网元和所述UPF用户面功能网元,用于根据所述PCC策略创建QoSFlow以及把所述终端使用的指定业务承载在该QoS Flow上;
其中,所述SMF会话管理功能网元,部署在所述省/地市级核心云,用于连接UPF用户面功能网元,并控制移网数据业务;
所述UPF用户面功能网元,部署在汇聚层边缘云,用于连接移网传输汇聚节点,并承载所述移网传输汇聚节点的移网数据业务。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述5G网络质量保障***还包括部署在汇聚层边缘云上的多业务汇聚网关;
所述多业务汇聚网关包括多业务汇聚网关U面和多业务汇聚网关C面;
其中,所述多业务汇聚网关U面,部署在汇聚层边缘云,与UPF用户面功能网元连接,并使移网数据业务和固网数据业务接入所述汇聚层边缘云;
所述多业务汇聚网关C面,部署在所述省/地市级核心云,用于控制所述固网数据业务。
8.根据权利要求5至7任一项所述的方法,其特征在于,所述一级业务编排器和所述二级业务编排器均设有API接口,并通过所述API接口与互联网SP/CP客户端连接;
所述一级业务编排器和/或所述二级业务编排器通过所述API接口接收所述互联网SP/CP客户端发送的QoS保障申请指令,其中所述QoS保障申请指令由所述互联网SP/CP客户端根据用户输入的业务请求生成。
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