基于CUPS分布式网络架构构建的5G核心网介绍

全球5G商用建设正在加速前行，中国作为全球5G发展最快的区域，运营商5G SA集采已经在如火如荼的进行中。5G可以为千行百业提供差异化和确定性网络，因而为行业数字化带来广阔的空间，也为运营商带来新的增长机会。更可靠，更敏捷、可灵活编排调度的网络是运营商帮助行业实现数字化转型的基础能力，电信业引入云化的初心就是为了使CT业务如IT业务般敏捷高效，同时具有CT所需要的高可靠。掌握全网拓扑并对全局资源进行调度编排管理的核心网的全云化是实现这一目标的关键。

5G核心网基于微服务原生云软件架构，CUPS分布式网络架构构建。可以说全云化网络基石是否构建牢固，决定着5G核心网的优劣。纵观业内各厂商在全云化的投入和研究开发，华为全云化核心网起步早，投入多，在全球有600多个云化商用合同，排名第一。据国际权威分析机构Frost & Sullivan报告指出，华为云化核心网服务了全球60%的云化网络用户。Dell'Oro最新研究报告显示，华为2019年移动核心网出货量和收入均位列第一。而全球云化核心网出货量已经占半壁江山，随着5G的建设，云化核心网将逐步取代传统核心网。

全云化是构建可靠、敏捷网络的基石，要满足确定性网络构建的要求，全云化必须做到原生云架构实现电信级可靠；CUPS分布式网络架构，用户面下沉实现确定性体验和园区安全要求；轻量化电信云实现资源敏捷调度；自动化运营实现新业务敏捷迭代和5G时代海量站点维护。

全云化构建高可靠健壮网络

1）原生云架构实现5个9可靠性

电信网络云化，希望引入IT行业的敏捷和灵活，但在可靠性上由于COTs的3个9可靠性无法满足电信网络的要求，业界对软件架构的设计寄予厚望，希望用软件架构重构来补足COTs天生的缺陷，实现5个9的可靠性。华为云化核心网从设计之初就引入于原生云架构，基于无状态设计，对虚拟网络功能软件进行系统优化重构，实现弹性、健壮、敏捷的全云化核心网。基于N-way冗余、跨DC部署和基于大数据的主动故障定位与自动闭环控制等关键技术，构建去中心化的多点故障容忍系统和故障自愈机制，以实现不依赖于基础设施的高可靠性。

2）64倍智能流控保证业务稳定

5G网络由于业务终端类型和业务类型大幅增加，话务模型更加复杂，同时控制面集中和用户面分布部署的方式，增加了信令风暴的风险。这就要求核心网具有极强的韧性以应对突发话务过载引起的信令风暴。华为的云化核心网基于领先的优先级算法，队列流控，秒级弹性扩缩容等技术，实现业界最强64倍智能信令流控。在瞬时突发高达64倍的话务下，可以保证系统不宕机、不挂死，保证90%以上的业务成功率。

3）CUPS分布式网络架构保障差异化和确定性体验

AR、VR等新兴业务对网络时延、单用户带宽等提出了更高的要求，越来越多的企业用户希望自有数据在本地处理以确保安全。通过核心网CUPS架构构建分布式网络，将用户面下沉到边缘，可以极大的降低网络时延，提升用户体验；通过数据本地处理也可保证企业用户的私有数据安全，帮助运营商进入企业市场。华为基于CU Full-Mesh架构的分布式网络是唯一已在业界实现规模商用的CUPS方案。在4G就已引入5G CUPS全互联架构，实现控制面集中部署，用户面下沉，在高可靠保障的前提下，可实现10ms的超低时延。自2018年马来Celcom全球首商用CUPS以来，目前华为CUPS已有60多个商用局点。

全云化实现网络和业务敏捷运营

1）轻量化融合电信云实现资源敏捷调度

微服务将单个服务功能模块进行进一步解构，实现更小粒度单元的开发部署和运维，可以有效提升开发运维效率，并实现业务快速上线。因此承载微服务的容器化成为云化网络演进趋势。华为融合电信云支持虚机和容器双栈融合架构，支持虚机、容器资源统一管理、灵活调度，并支持虚机平台平滑演进。融合电信云一次性规划建设，节省30%TCO，轻量化融合管理面开销节省50%。基于融合电信云的容器具有大容量、轻量化、高可靠、易运维的特点，助力业务快速上线和网络高效运维。

2）自动化运维使能新业务敏捷上线

微服务架构通过软件模块化、轻量化的方式提升了应用开发和上线的敏捷性，加速了业务的创新。而要实现运营的敏捷性，需要充分利用云化优势，引入IT的灰度升级等技术，提高运作效率。同时5G网络未来10倍站点的增加，传统到站运维模式无法满足海量站点运维需求，必须实现自动化运营。

华为灰度升级作为电信业唯一已商用的自动化升级工具，可以实现新版本在线迭代和快速试错，整个升级过程平滑，业务无损，且在升级过程中发现问题可随时倒回，彻底改变传统割接费时费力且风险大的状态。面对MEC边缘节点的海量部署，华为的MEC实现一站式集成多种网络应用和业务应用，基于自动化引擎，实现一次进站，即插即用，在站点大量增加的情况下，不增人力，节省成本。