5G基于新核心网补齐IoT特性，并结合5G进行少量创新

在3GPP TSG第88次会议上，5G R16标准宣布冻结，标志着5G第一个演进版本标准正式完成。今日在中国移动研究院“智慧讲堂”第十二期--“5G R16标准解读与R17展望”上，中国移动研究院主任研究员，3GPP SA2副主席孙滔从总体架构角度解读了R16对5G大三角能力的完善。

完善5G能力三角

回顾R15标准研究阶段，面对5G的eMBB、mMTC、uRLLC三大类应用场景，技术人员选择了最熟悉、商用最先被部署的eMBB作为基础架构进行定义。引入了基于SBA的5G核心网架构，复杂的“单体网元”解耦成模块化的“服务”，可独立升级、灰度发布，大幅提升网络敏捷性。

孙滔表示，R16在eMBB的基础上，完善了上对mMTC和uRLLC两类场景进行了部署，将能力三角补充完整。

针对低功耗大连接应用场景，主要是基于新核心网补齐IoT特性，并结合5G进行少量创新。孙滔指出，从3GPP R10（2010年）开始，就引入了CIoT，定义了一系列的面向物联网的网络能力。R16基于现有的NB-loT和eMTC的空口，扩展5GC新核心网能力，实现对大连接的支持。“不过，当具备这些能力之后，摆在运营商面前的问题是NB-loT/eMTC网络如何向5G演进或共存。”

针对低时延高可靠的uRLLC场景，首先在高可靠方面，如何需要实现数据传输的可靠性，R16提供了两种方案，方案1是终端和业务对端双链路，方案2是基站与核心网网关间双份数据复制和备份。另外一方面是如何实现低时延和快速移动二者得兼，R16提供的方案是建立源上行分类器与目的上行分类器之间的N9转发通道，从而实现终端快速移动发生网关更换时，保持业务连续性。

与此同时，如何保障低时延的感知，需要进行端到端时延的测量，确保控制面及时掌握当前端到端时延情况，辅助网络拓扑调整（例如UPF重选）或QoS调整，当QoS的时延要求无法保障时，网络告知应用。R16提供了基于业务流的端到端测量，以及基于GTP-U隧道路径的逐段测量上报两种方式。

此外，孙滔强调，R16并没有停止对增强移动宽带场景的探索，未来5G、光纤、Wi-Fi6一个都不能少。5G将实现从固定移动融合（FMC）到无线有线融合（WWC），R16进一步引入了多流并发，通过精细化的多接入管理架构与方案，提升网络整体带宽。

进一步支撑垂直行业

R16进一步完善了5G的能力三角，能够更好的支持各种垂直行业应用。

5G局域网应用方面，R16引入组管理、本地转发和业务隧道三个特性，适用于构建企业5G云办公、支持企业物联网的接入，节省企业园区的网络建设和维护成本，为企业打造广域“局域网”。

5G专网（NPN）方面，孙滔表示，R16对5G专网进行了基础的定义，主要分为两大类，一是公众网集成专网（PNI-NPN），通过网络切片+封闭接入组（CAG：Closed Access Group）技术，基于网络切片端到端资源隔离的专属网络，行业终端专属基站或频段，资源独享。签约CAG，基站广播PLMN+CAG ID，RAN/AMF 基于CAG执行网络/小区选择和接入控制，移动性管理。具有能漫游、能互通、成本低；终端易配置、网络好构建等优点。二是独立专网（SNPN），从基站，核心网，到管理自成体系，独立于运营商公众网。分配NPN ID给NPN，RAN广播PLMN+NPN ID，基于NPN ID做网络/小区选择和接入控制。和公众网以非3GPP方式互通（通过互通网关）。优点是实现全掌控、硬隔离。

5G TSN方面，R16的目标是构建“确定性”的网络：有界时延、低抖动、高可靠性。解决音视频的本地混编/合成、制造系统控制、电网/机器人控制，实现用5G构造工业控制网络。具体方案为，R16支持最基本的5个IEEE TSN协议：IEEE 802.1Qbv（出口门控列表）、802.1AS（时间同步）、802.1Qci（入口的流过滤）、802.1AB（网络拓扑发现）、802.1Qcc（网络管理模型）；通过3GPP内的QoS调度（URLLC的Delay Critical GBR）、缓存和抖动消除功能实现TSN网络要求；通过TSN辅助参数（包括周期性，流方向，流的到达时间），辅助无线资源预留；5G系统时钟同步+时钟偏移消除机制。不过该方案存在5G系统作为透明的TSN桥集成在TSN系统中、本地范围无漫游、无4/5G互操作等局限性。

孙滔指出，R16进一步完善了5G的能力三角，eMBB进一步增强，为实现5G各种特性打下基础；uRLLC能力（如低时延、QoS测量机制）也将逐渐成为工业互联网、V2X等行业场景的基础。此外，R16拉开OT与CT融合的序幕，同时5G SA是目标、是标准的重点。

最后，孙滔表示：“R16的特性‘看上去很美’，但有的是‘物美价廉’（5G局域网），有的仍然是‘高贵冷艳’（5G TSN），我们仍需要在标准上继续完善，或基于标准设计简化方案，推动落地。”
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