5G网络及车联网相关图和说明.docx

5G网络及车联网相关图及说明说明：该文档里所有图均使用ViSiO2016制作，可双击后进行编辑，可复制到WOrd文档、PPt等文件里使用。对于经常写5G信息化解决方窠的朋友，需要贴5G网络相关架构图的时候，可以方便地使用本文档里的相关图。1、5G三大场景国际标准化组织3GPP定义了5G的三大场景。其中，eMBB指3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC指大规模物联网业务，URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。eMBB20Gbps在线4k视加VR/AR车.5G尸/XG无人机智慧城市/IOms工业互联网智蟀疗mMTC温LC2、5GSA和NSA组网架构5G组网方窠分为SA(Standalone)和NSA(Non-Standalone),SA组网有OPtiOn2,0ption5;NSA组网有OPtion3,0ption4,Option70目前国内运营商SA主要使用OPtiOn2,NSA组网使用OPtiOn3和OPtion7。Option3Option7NSA组网一用户面数据控制信令5GCgNBUEOption23、5G核心网服务化架构基于服务化的架构SerViCeBasedArchitecture,简称SBA。其中5G核心网涉及到的主要网元和功能如下：（1） AMF（接入和移动性管理功能）：负责用户的接入和移动性管理；（2） SMF（会话管理功能）：负责用户的会话管理；（3） UPF（用户面功能）：负责用户面处理；（4） AUSF（认证服务器功能）：负责对用户的3GPP和非3GPP接入进行认证；（5） PCF（策略控制控制）：负责用户的策略控制，包括会话的策略、移动性策略等；（6） UDM（统一数据管理）：负责用户的签约数据管理；（7） NSSF（网络切片选择功能）：负责选择用户业务采用的网络切片；（8） NRF（网络功能注册功能）：负责网络功能的注册、发现和选择；（9） NEF（网络能力开放功能）：负责将5G网络的能力开放给外部系统；（10） AF（应用功能）：与核心网互通来为用户提供业务。4、5G服务化网络系统架构相关网元功能解释如上所述。该图标示了相关功能实体之间的接口名称。5、5G+MEC架构图欧洲电信标准协会(ETSI)通过MEC行业规范组(MECISG)一直在努力研究MEC规范，并发布了多项MEC规范。ETSIMECISG发布了首个支持MEC互操作性的标准化应用程序编程接口(API)。MEClSG标准将使运营商将其无线接入网(RAN)开放给授权的第三方应用，以便他们能够为其移动用户和垂直网段提供新的服务。该图表明了基于5G网络的ETSI边缘计算系统的组网架构图。5GSA核心网(专线、Wifi等)6、ETSIMEC简化架构简化版的ETSlMEC架构如下图所示。MECAppMECAppII一数据平面一其他组件虚拟基础设施7、MEC整体框架MEC,现称作多接入边缘计算(Multi-AccessEdgeComputing),其定义和框架均来自欧洲电信标准协会ETSI,其初创成员包括：惠普、沃达丰、华为、诺基亚、Intel以及ViaVi等。ETSl把MEC的概念从移动边缘计算(MobiIeEdgeComputing)扩展为多接入边缘计算后，边缘计算从电信蜂窝网络进一步延伸至其它无线接入网络，支持3GPP和非3GPP多址接入。多接入边缘计算的整体框架如下图所示。8、基于5GULCL的本地边缘网络接入5G核心网支持多种灵活的本地分流机制、支持移动性、支持计费和QoS以及合法监听。在能力开放层面，5G核心网支持APP路由引导、支持对未网络及用户的信息获取和控制。对于本地分流机制，5G核心网支持如下几种：(1)上行分类器UL-CL(UplinkClassifier)：可以基于目的地址进行本地分流ULYL的机制。根据边缘计算业务需求，当UE移动到某个位置时SMF插入本地的UPF进行分流，UPF根据SMF下发的分流规则(UPIinkClassifier)过滤上行数据包IP地址，将符合规则的数据包分流到本地DNoUL-CL机制下UE只有一个IP地址，不感知数据分流，对UE没有特别要求。9、基于5GIPv6多归属的本地边缘网络接入IPv6多归属(IPv6Multi-homing)：基于源地址进行本地分流IPv6MUIti-homing的机制。IPv6多归属的特性，将UE的一个IPv6地址用于边缘计算业务。SMF根据UE位置选择本地的共同UPF(BranchingPoint)进行分流，不同的IP锚点通过这个BranChingPointUPF实现用户面路径的分离。BranChingPointUPF根据SMF下发的分流规则过滤上行数据包源IP地址，符合规则的数据包分流到本地DN0IPv6Multi-homing机制下UE需要支持IPv6Multi-homing,一个PDU会话分配两个IPv6前缀，并且UE能感知并控制数据分流。10、基于5GLDAN功能的本地边缘网络接入基于特定的DNN进行本地分流机制。LADN机制与前面两种不同，需要UE建立新的PDU会话接入本地DN来用于边缘计算业务。UE在5G核心网注册成功后，AMF告知UE其LADN信息（服务区域、LADNDNN）。UE移动到LADN服务区域内时发起PDU会话，SMF根据UE的位置选择本地UPF,将会话路由到LADN。UE离开区域后SMF发起会话释放。LADN机制下UE需要支持LADN,并且能感知并控制数据分流。边缘计算n、基于“端-边-云”的智慧交通架构基于“端-边-云”的智慧交通系统中，“端”、“边”、“云”各司其职，“端”侧的路侧传感器和车端传感器实现单点的交通态势认知，边缘云实现区域级的交通感知好管控，中心云则在宏观层面则进行交通态势及演化规律的认知，做到主被动多源感知融合，并通过车车协同决策、车路协同决策以及系统协同决策相互配合，最终实现端-边-云的群体协同。路侧设备全局云平台业沉灵活配置V边缘云平台业沉 动标置V路侧平台当 MFig1 *12、基于边缘计算的视频监控网络架构固定的摄像头视频通过光纤等以太网方式接入边缘计算平台，便携式监控设备的视频通过5G蜂窝网络实现视频回传至边缘计算平台。所有回传的视频在边缘计算平台实现分析、计算及应用。该种架构适合对视频处理实时性要求高、视频安全性要求高的场景，如火车站等重点区域的安防监控应用。移动网13、基于边缘计算的车联网网络架构路侧传感器数据通过以太网或OLT网络回传至边缘云，道路上的智能网联车辆或RSU的数据可通过5GUu回传至边缘云，数据统一在边缘云完成分析计算，生成局部区域的规划决策、交通管控信息，并通过5GUu或RSUPC5口下发至车辆。固 网移动网14、基于5G+MEC的动态高精度地图服务MEC可以存储动态高精度地图车辆分发高精度地图信息，减少时延并降低对核心网传输带宽的压力。在应用中，车辆向MEC发送自身具体位置以及目标地理区域信息，部署在MEC的地图服务提取相应区域的高精度地图信息发送给车辆。当车辆传感器检测到现实路况与高精度地图存在偏差时，可将自身传感信息上传至MEC用于对地图进行更新，随后MEC的地图服务可选择将更新后的高精度地图回传至中心云平台。在此类场景中，MEC提供存储高精度地图能力、用于动态地图更新的计算能力，同时提供与中心云的交互能力。在网络部署了MEC及相应的功能服务后，车辆可利用对应的通信模组使用此类应用服务，在车辆具备智能传感器时，可以通过上传自身传感信息对地图进行更新15、车联网5G超视距透视基于5G网络的超大带宽和超低时延特性，能够将雷达、摄像头等现有视距传感器的检测结果或视频图像回传至路侧的边缘计算应用服务器，车主可以根据需要从服务器点播或下载前方道路的传感器检测结构，从而实现超视距的道路感知。