锐单电子商城 , 一站式电子元器件采购平台!
  • 电话:400-990-0325

5G NPN 行业专网 — 高可靠专网部署方案

时间:2022-11-11 21:30:00 2314snpn45v三极管4dn直流三线npn传感器

目录

文章目录

  • 目录
  • 需求概述
  • 关键技术
    • 业务保活
    • 数据同步
    • 应急接入
    • 业务回迁
  • 部署方案
    • 方案 一、专网只部署 1 套 UPF
    • 方案2 :专网部署双 UPF 容灾
    • 方案 3:专网部署 1 套 UPF 和应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能
    • 方案 4:专网部署 1 套主用 UPF 和备用 UPF 含应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能
    • 方案 5:部署双 UPF 及应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能,超高可靠专网

需求概述

根据行业用户的业务可用性需求,可分为以下几类 2 类业务:

  1. 中断敏感业务:会造成设备停机、生产线停机等严重生产事故。如采煤机、掘进机远程控制、天车远程控制、5G 视觉质量检查等。
  2. 短暂中断不敏感的业务:短暂中断业务后可接受快速重连。例如:视频监控,AGV 管理等。

针对上述不同业务诉求,在 5G 在专网与运营商大网控制面失联的情况下,网络侧可提供多种部署方案,为差异化业务提供高可靠性保障。

  1. 为稳态业务提供保存功能:与大网失联后,专网 gNB 和边缘 UPF 继续传输数据。
  2. 为在线用户和新接入用户提供移动切换和快速重连功能

关键技术

业务保活

专网 gNB 检测到 N2 故障后,社区不会关闭,保持与用户的连接 N3 会话隧道,收到 NAS 信令或切换信令失败/超时,不释放用户连接。

专网 UPF 检测到 N4 故障,不释放 PDU 会话,继续转发用户数据;计费阈值不触发 N4 报告,当地累计流量等待 N4 恢复后报告;PCC 例如,创建新业务触发专载,不触发 N4 报告,保持原则。

大网 AMF 和 SMF,检测到专网 N2、N4 故障后,不释放 PDU 会话,连接态用户不进入空闲态,N2/N4 连接态业务恢复后不中断。

数据同步

大网 UDM 定期导出专网用户卡的签约数据文件,并通过 SFTP 安全传输通道将文件上传到文件服务器。

专网 UDM 定期通过 SFTP 安全传输通道将专网用户数据文件从文件服务器下载到本地并加载生效。 UDM 不支持修改数据,在大网失联场景中提供专网用户 5G 鉴权/注册/接入等基本业务功能。

应急接入

专网 gNB 同时连接大网和专网 AMF,专网 AMF 固定 GUAMI,和大网 2B AMF 规划相同的 SET,Capacity 设置为 0。

专网 AMF 只选本地的 SMF 和 UDM,专网 SMF 局部配置缺失 UPF,专网 UPF 大网与本地同时连接 SMF。

大网失联场景,一切 Capacity 非 0 的 AMF 当无法到达时,专网 gNB 选择 Capacity Value 为 0 的 AMF 接入专网 AMF、SMF 以及 UDM 提供 5G 用户注册、接入鉴权、服务请求、切换、注销,PDU 会话的建立、更新和删除等业务流程。

业务回迁

大网 AMF/SMF 连接恢复后,避免自动搬迁造成的业务损坏,并采用有计划的手动方式将用户迁移到大网络控制面:关闭专用网络 AMF 的 N2 接口,删除用户对话,连接用户进入空闲;空闲用户 UE 触发 ServiceRequest 新闻或周期性 TAU 信令,专网 gNB 向大网控制面发送用户信令。

大网失联期间,专网 UPF 稳受搬迁影响的稳态业务。

部署方案

方案 一、专网只部署 1 套 UPF

在这里插入图片描述

  1. 通过运营商网络 5GC CP 提供专网 5G 用户访问和移动信令处理,专网部署 1 套边缘 UPF,提供专网用户数据面转发功能。
  2. 专网与大网失联后,专网 gNB 和 UPF 对于连接状态且无移动切换的业务,可提供保存功能,故障恢复后业务继续,不中断。
  3. 专网与大网失去联系后,空闲态、连接态发生移动切换等业务中断,重新接入失败。

该方案只能有条件地保存少量业务,只适用于无容灾要求、业务中断容忍度高的企业。

方案2 :专网部署双 UPF 容灾

  1. 通过运营商网络 5GC CP 提供专网 5G 用户访问和移动信令处理,专网部署双重 UPF,提供专网用户数据面转发功能。

  2. 单 UPF 故障场景,连接用户中断一次,选择另一个 UPF 重建会话;空闲和新接入用户选择另一个 UPF。

  3. 专网与大网失联后,专网 gNB 和 UPF 对于连接状态且无移动切换的业务,可提供保存功能,故障恢复后业务继续,不中断。

  4. 专网与大网失去联系后,空闲态、连接态发生移动切换等业务中断,重新接入失败。

相比方案 1.专网在保持在线业务的基础上增加 UPF 灾难容忍能力,但在大网络失去联系的情况下,闲置、连接状态的移动切换等业务中断,无法快速恢复。适用于传输故障后能在短时间内恢复并能容忍一定时间业务中断的企业,推荐度低。

方案 3:专网部署 1 套 UPF 和应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能

  1. 正常情况下,通过运营商大网络 5GC CP 提供专网 5G 用户访问和移动信令处理 CP 定时从大网 UDM 同步专网用户签约数据;专网部署 1 套边缘 UPF 提供专网用户数据面转发功能,部署应急 AMF、SMF 和 UDM 功能。

  2. 专网与大网失联后,专网 gNB 和 UPF 对于连接状态且无移动切换的业务,可提供保存功能,故障恢复后业务继续,不中断。

  3. 专网与大网失去联系后,通过本地应急控制面重新接入空闲连接态的用户,数据面由专网重新接入 UPF 转发。

相比方案 1.在大网失联场景下,不仅可以保持定期发送控制信号的天车业务不中断,还可以保持视频监控等短期中断不敏感的业务AGV 管理等业务快速重连。适用于煤矿、钢铁、港口等 5G 推荐部署外部网络故障或断开时无线通信和数据传输可靠性高的企业。

该方案的限制在于专网 UPF 所有业务,包括对中断敏感的业务,都会中断,UPF 只有在恢复故障后才能重新访问。

方案 4:专网部署 1 套主用 UPF 和备用 UPF 含应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能

  1. 正常情况下,通过运营商大网络 5GC CP 提供专网 5G 用户访问和移动信令处理,应急控制面定期从大网络 UDM 同步专网用户签约数据;专网部署 1 套边缘 UPF 提供专网用户数据面转发功能。

  2. 专网与大网失联后,专网 gNB 和 UPF 对于连接状态且无移动切换的业务,可提供保存功能,故障恢复后业务继续,不中断。

  3. 专网与大网失网络失去联系后,通过本地应急控制面重新访问空闲和连接状态的移动切换用户,数据面由备用 UPF 转发。

该方案适用场景,限制同一方案 3.虽然该方案已部署备用 UPF,但是大网连接正常,只是主 UPF 在故障场景下,即使所有对中断不敏感的业务都不能备用 UPF 重连恢复业务。

方案 5:部署双 UPF 及应急 AMF/SMF/UDM 控制面功能,超高可靠专网

  1. 正常情况下,通过运营商大网络 5GC CP 提供专网 5G 用户访问和移动信令处理 CP 定时从大网 UDM 同步专网用户签约数据;专网部署双重合同; UPF 负荷分担模式提供专网用户的数据面转发功能。

  2. 单 UPF 故障场景,连接用户中断一次,选择容灾 UPF 重建会话;空闲和新接入用户选择容灾 UPF。

  3. 专网与大网失联后,专网 gNB 和 UPF 对于连接状态且无移动切换的业务,可提供保存功能,故障恢复后业务继续,不中断。

  4. 专网与大网失联后,空闲态、连接态发生移动性切换的用户通过本地应急控制面重新接入。

该方案适用场景同方案 3、4。相比方案 3、4,该方案增加了专网数据面、应急控制面容灾,优点在于正常情况 2 套 UPF 负荷分担,单个 UPF 故障场景,对短暂中断不敏感型业务,如:视频监控、AGV 管理等业务可以通过另外一套 UPF 快速重连恢复。

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造电子元器件IC百科大全!

相关文章