開放，讓5G網(wǎng)絡更智能

從2G到5G，網(wǎng)絡在不斷發(fā)展，通信行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)在不斷演進，運營商的角色也發(fā)生著改變。

在2G和3G時代，運營商作為服務提供商為用戶提供通信業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，獲得了大量收益，在通信產(chǎn)業(yè)鏈中處于核心地位。 在4G時代，移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，視頻通話、網(wǎng)絡游戲等OTT（Over The Top，通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供各種應用服務）應用層出不窮，運營商轉(zhuǎn)向流量經(jīng)營，管道化趨勢逐漸明顯。 轉(zhuǎn)型成了運營商不得不思考的問題。 5G時代的到來，促進了行業(yè)數(shù)字化，為運營商轉(zhuǎn)型帶來了機遇。

隨著千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，一方面需要提供廣覆蓋、高帶寬、低時延、高可靠的新型網(wǎng)絡，另一方面要求可對網(wǎng)絡進行自主管控、靈活設置以滿足其高效、安全、差異化的網(wǎng)絡連接需求。

運營商如何更好地滿足不同行業(yè)的個性化需求？

運營商如何利用自身優(yōu)勢，更好地與OTT合作？

網(wǎng)絡能力開放是關(guān)鍵！

網(wǎng)絡能力即通信網(wǎng)絡的信息傳遞能力和用戶信息提供能力。比如網(wǎng)絡可以給終端保證帶寬和時延穩(wěn)定，可以提供終端用戶的位置和狀態(tài)信息等。

更開放的5G網(wǎng)絡

5G帶來了更好的網(wǎng)絡，但是網(wǎng)絡的運營，需要深耕和精細化。為了更大地發(fā)揮5G網(wǎng)絡的價值，運營商不僅在建設5G網(wǎng)絡，也在將5G網(wǎng)絡能力開放給各行各業(yè)。 運營商將5G網(wǎng)絡能力通過API（Application Program Interface，應用程序接口）開放給第三方應用，既可以及時響應第三方的業(yè)務需求，保障第三方業(yè)務能力及用戶體驗，又可以釋放5G網(wǎng)絡潛能，推動5G網(wǎng)絡與垂直行業(yè)深度融合，早日實現(xiàn)萬物互聯(lián)的美好愿景。

通過開放網(wǎng)絡能力，賦予企業(yè)更多自主權(quán)，解決企業(yè)在按需使用、快速定制、網(wǎng)絡安全等方面的需求，為企業(yè)的發(fā)展提速。具體表現(xiàn)如下：

為不同場景提供定制化的網(wǎng)絡，提升網(wǎng)絡利用率，減少網(wǎng)絡擁堵，改善用戶體驗。

實現(xiàn)設備自動化、智能化，加快傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

通過開放網(wǎng)絡能力，逐漸縮小5G網(wǎng)絡技術(shù)與垂直行業(yè)需求之間的差距，為5G的成熟提速。具體表現(xiàn)如下：

優(yōu)化5G系統(tǒng)現(xiàn)有的NF（Network Function，網(wǎng)絡功能）和5G系統(tǒng)的E2E（End to End，端到端）功能。

通過API引入新的NF，促進5G系統(tǒng)更加完善。

開放的網(wǎng)絡能力及相關(guān)業(yè)務場景

5G網(wǎng)絡能力開放可廣泛應用于CHBN（Customer，個人移動業(yè)務；Home，家庭業(yè)務；Business，政企業(yè)務；New，新興業(yè)務）各種場景，滿足不同應用的差異化網(wǎng)絡連接需求，為運營商帶來新的收益。

3GPP標準定義的可開放的能力包括以下四類：

網(wǎng)絡感知類能力：幫助行業(yè)應用及時感知設備的網(wǎng)絡可達性、接入類型、位置、網(wǎng)絡質(zhì)量等信息。

監(jiān)控能力——Monitoring Event API

將網(wǎng)絡中終端的信息開放給特定應用。用戶從5G網(wǎng)絡訂閱設備的特定事件后，5G網(wǎng)絡將向用戶報告相應的事件，如UE（User Equipment，用戶設備）可達性、連接丟失、漫游狀態(tài)、UE位置上報等。

業(yè)務場景：

物流行業(yè)中，管理車隊的物聯(lián)網(wǎng)應用可以獲取設備的位置和連接狀態(tài)，實時跟蹤貨物運輸情況。

智能穿戴設備或兒童/老人定位設備上報其位置信息，方便監(jiān)護人掌握其運動軌跡。

數(shù)據(jù)分析能力——Analytics Exposure API

應用與NWDAF（Network Data Analytics Function，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析功能）通過Analytics Exposure API相互獲取網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析信息（包括網(wǎng)絡性能分析、UE移動性分析、用戶數(shù)據(jù)擁塞分析等），以便對網(wǎng)絡進行優(yōu)化，使網(wǎng)絡變得更智能。

業(yè)務場景：

云游戲應用根據(jù)獲得的UE移動性分析和網(wǎng)絡性能分析，請求部署新的MEC（Mobile Edge Computing，移動邊緣計算）主機，提前解決可能出現(xiàn)的QoS（Quality of Service，服務質(zhì)量）問題，保證用戶體驗感。

運營商基于NF負載分析和網(wǎng)絡性能分析，優(yōu)化網(wǎng)絡系統(tǒng)，將網(wǎng)絡變得更智能。

網(wǎng)絡策略類能力：為應用提供差異化QoS和流量計費等服務，提升用戶體驗的同時，實現(xiàn)網(wǎng)絡權(quán)益經(jīng)營。

QoS策略控制——As Session With QoS API

針對特定用戶提供定制化的QoS服務（如帶寬，優(yōu)先級等）。當網(wǎng)絡質(zhì)量不能滿足用戶體驗要求時，第三方應用可以調(diào)用5G QoS保證能力，保障UE訪問應用/內(nèi)容的網(wǎng)絡質(zhì)量。

業(yè)務場景：

在人流量密集場所玩游戲出現(xiàn)卡頓時，游戲應用調(diào)用QoS策略控制能力，為手機游戲加速，保證用戶體驗。

給AR/VR等特定的應用提供定制化的QoS服務，有效降低時延，給用戶提供更真實的感受。

流量路由配置——Traffic Influence API

支持應用與5G網(wǎng)絡交互，對數(shù)據(jù)路由進行分流和優(yōu)化，減少UE與服務端之間的延遲。一般情況下，通過MEC（Mobile Edge Computing，移動邊緣計算）調(diào)用Traffic Influence API來滿足帶寬和超低延遲需求。

業(yè)務場景：

自動駕駛中，當UE位置變化導致前端應用和后端應用之間的路由變得不理想時，后端應用會從一個MEC主機卸載到另一個MEC主機，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性。

對于移動的無人機場景，優(yōu)化UE與服務端的路由，選擇最優(yōu)服務端主機進行數(shù)據(jù)傳輸。

背景流量策略控制——Resource Management of Background Data Transfer API（BDT API）

應用與網(wǎng)絡協(xié)商背景數(shù)據(jù)傳輸策略（時間窗、帶寬和時延等），避免在海量設備和應用服務器之間傳輸大量背景數(shù)據(jù)導致網(wǎng)路擁塞，提高網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的效率。

業(yè)務場景：

許多具有大量視頻、圖片的設備（如道路上的監(jiān)控）需要將數(shù)據(jù)上傳到應用服務器，為了避免對正常數(shù)據(jù)傳輸造成影響并導致網(wǎng)絡擁塞，應用會調(diào)用BDT API協(xié)商策略，根據(jù)策略進行數(shù)據(jù)傳輸。

網(wǎng)絡配置類能力：為應用提供針對特定終端開通或配置網(wǎng)絡參數(shù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等配置管理服務，以便為行業(yè)提供自主可控的網(wǎng)絡服務。

網(wǎng)絡參數(shù)配置——NP Configuration API

將網(wǎng)絡參數(shù)配置能力開放給用戶。例如，將終端的PSM （Power Saving Mode，節(jié)電模式）定時器、位置區(qū)域更新定時器和最大連接時間定時器等參數(shù)配置能力開放給第三方，第三方用戶根據(jù)需要進行設置。

業(yè)務場景：

在物聯(lián)網(wǎng)中，調(diào)用NP configuration API配置設備的PSM定時器，可幫助設備節(jié)省電量，延長電池壽命，降低設備的維護成本。

通信模式配置——CP Provisioning API

將通信模式配置能力開放給用戶，向用戶提供通信模式定制及修改能力，優(yōu)化通信模式，提高網(wǎng)絡資源利用率。用戶可以調(diào)用CP Provisioning API管理設備的周期性通信、通信持續(xù)時間等參數(shù)。

業(yè)務場景：

在智慧家庭或智慧城市中，用戶根據(jù)需要對設備的通信模式參數(shù)（通信周期、持續(xù)通信時間等）進行設置，實現(xiàn)設備智能化、自動化。

5G LAN 能力——5G LAN Parameter Provisioning API

為應用提供動態(tài)創(chuàng)建和管理5G虛擬網(wǎng)絡組、管理5G虛擬網(wǎng)絡組成員和數(shù)據(jù)的能力，增強5G LAN（Local Area Network，局域網(wǎng)）的靈活性，滿足行業(yè)的實際需求。

5G LAN的功能類似于LAN和VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)），但5G LAN利用5G優(yōu)勢（例如高性能、長距離訪問、移動性和安全性），具有更高的效率和可用性。

業(yè)務場景：

在工廠中，大型金屬設備會導致Wi-Fi網(wǎng)絡存在盲區(qū)，而覆蓋范圍廣、抗干擾能力強的5G LAN可以更好地保障生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全。

企業(yè)根據(jù)需要創(chuàng)建專用5G LAN，設置授權(quán)和認證機制，并對用戶進行嚴格分組管理，安全性遠大于Wi-Fi，同時管理起來更加方便。

IoT通信類能力：針對低功耗物聯(lián)網(wǎng)類應用，提供基于信令的小數(shù)據(jù)通信服務。

非IP數(shù)據(jù)傳輸——Non-IP Data Delivery API（NIDD API）

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)）具有廣覆蓋、大連接和速度快等優(yōu)勢。但當前NB-IoT設備通信存在耗電量高、成本高、數(shù)據(jù)傳輸安全性等問題，以及傳輸協(xié)議非標定制化、擴展困難、不支持使用外部ID標識通信等問題。 IoT應用調(diào)用NIDD API通過核心網(wǎng)及NB-IoT網(wǎng)絡的NAS信令進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)簡單易用、低功耗、安全的IoT設備消息發(fā)送及接收。

業(yè)務場景：

醫(yī)療行業(yè)中，應用可以調(diào)用NIDD API獲取患者的體溫、心跳。

智慧農(nóng)業(yè)中，應用調(diào)用NIDD API獲取土壤溫度、濕度等數(shù)據(jù)。

設備觸發(fā)能力——Device triggering API

當UE的IP地址不可用或不可達時，應用調(diào)用Device Triggering API通過3GPP網(wǎng)絡向該UE發(fā)送信息以觸發(fā)UE執(zhí)行特定動作。

業(yè)務場景：

智能農(nóng)田中，氣候突變需要喚醒設備采取相應措施。

智慧交通中，喚醒汽車應用，進行挪車或提前開啟空調(diào)等。

5G網(wǎng)絡能力開放的接頭人—NEF

前面介紹了部分開放的網(wǎng)絡能力及業(yè)務場景，那么具體是由誰來實現(xiàn)能力開放呢？

接下來介紹網(wǎng)絡能力開放的接頭人：

NEF（Network Exposure Function，網(wǎng)絡開放功能）！

NEF是3GPP定義的負責5G網(wǎng)絡能力開放的NF，是5G核心網(wǎng)的一部分，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡能力的聚合和開放。NEF與5G核心網(wǎng)的其他NF集成部署，將5G網(wǎng)絡能力以安全、可控、可管理的方式暴露給第三方。

NEF具有如下功能

匯聚5GC各種網(wǎng)絡能力，并統(tǒng)一向內(nèi)外部應用暴露。

對接入的應用進行認證和授權(quán)。

屏蔽3GPP網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，保護核心網(wǎng)其他NF的安全。

支持SLA（Service Level Agreement，服務等級協(xié)議）等策略管理和控制。

支持接口協(xié)議適配和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。

NEF作為5G網(wǎng)絡與行業(yè)應用之間的橋梁，利用5G網(wǎng)絡的優(yōu)勢，幫助運營商從垂直行業(yè)中獲益，促進行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

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開放網(wǎng)絡能力，需要一個引擎

中興通訊針對NEF推出了ZXUN NCEE產(chǎn)品，以實現(xiàn)NEF的網(wǎng)絡能力開放功能。

ZXUN NCEE

Network Capability Exposure Engine

中興通訊網(wǎng)絡能力開放引擎

ZXUN NCEE主要由四個功能模塊組成 CEM（Capability Exposure Module，能力開放模塊） 南向統(tǒng)一接入能力層各能力網(wǎng)元，北向針對API調(diào)用者開放標準化API接口（CAPIF-2/2e）。 提供電信網(wǎng)絡協(xié)議適配、封裝開放、消息分發(fā)和路由、策略控制、流量控制等功能，支持網(wǎng)絡能力和傳統(tǒng)電信能力的集成和開放。 CCM（Capability Control Module，能力控制模塊） 面向API調(diào)用者開放CAPIF-1/1e接口。提供能力發(fā)現(xiàn)、能力狀態(tài)訂閱和通知等功能。 CCM與CEM配合，提供對API調(diào)用的認證授權(quán)、接入控制和策略控制等功能。 CMM（Capability Management Module，能力管理模塊） 提供API發(fā)布功能，向CCM發(fā)布API信息，以便API調(diào)用者通過CAPIF-1/1e接口發(fā)現(xiàn)API服務。 提供API生命周期管理、API產(chǎn)品運營管理、合作伙伴管理、系統(tǒng)和配置管理、統(tǒng)計報表等功能。 GSM（General Support Module，通用支撐模塊） 為上述各模塊提供公共的license管控、各種場景的數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)管告警、操作維護等功能。 ZXUN NCEE基于以上模塊，可以提供基礎(chǔ)通信，管道連接兩大類API開放服務。

開放基礎(chǔ)通信能力，主要包含短信能力，彩信能力，語音能力和USSD（Unstructured Supplementary Service Data，非結(jié)構(gòu)化補充業(yè)務數(shù)據(jù)）能力。

開放管道連接能力，主要包括SCEF（Service Capability Exposure Function，服務能力開放功能）和NEF定義的開放能力，如網(wǎng)絡參數(shù)配置能力，QoS能力，NIDD能力等。

ZXUN NCEE可以為各種行業(yè)提供通信能力，助力網(wǎng)絡的發(fā)展，優(yōu)勢在于：

提供服務發(fā)布、服務發(fā)現(xiàn)、認證授權(quán)等功能，助力運營商打造能力開放新生態(tài)。

支持統(tǒng)一能力接入，融合開放，為開發(fā)者提供一站式能力開放速遞服務，提升開發(fā)體驗。

采用微服務架構(gòu)，實現(xiàn)按需部署/彈縮和版本快速迭代，助力新能力快速開放。

展望未來

介紹了這么多，相信大家對網(wǎng)絡能力開放的未來一定充滿了期待。隨著5G網(wǎng)絡服務于千行百業(yè)，開放5G網(wǎng)絡能力將實現(xiàn)多方共贏。 但5G網(wǎng)絡能力開放運營，不會一蹴而就，仍將面臨行業(yè)應用拓展，商務模式創(chuàng)新，網(wǎng)絡安全保護等多方面挑戰(zhàn)。 通信業(yè)應加快5G網(wǎng)絡能力開放研究與實踐，拓展行業(yè)API，賦能應用創(chuàng)新，拓展5G商業(yè)模式，確?？沙掷m(xù)發(fā)展，構(gòu)建網(wǎng)絡能力開放安全能力。 讓我們一起期待一下吧~