5G网络能力该如何开放?


作者:郭雪峰、王丹溪

能力开放作为运营商数字化转型的重要途径,一直是业界研究和投入的重点方向之一。随着5G网络的商用部署,5G能力开放也已提上日程。5G能提供哪些能力,有哪些应用场景,能力开放如何部署发展,均是当前的热点研究课题。

5G网络能力及应用场景

在3GPP R 15中,给出了NEF(Network Exposure Function)的相关规范定义,作为5G网路能力开放功能,面向AF(Application Function)提供8个标准能力开放服务,通过这8个服务可提供QoS能力、事件监控、参数配置、设备触发、PFD管理、流量引导、背景流量以及策略计费等服务能力。R16规范一方面对R15中定义的开放服务做了补充和增强,同时新增了NIDD(Non-IP Data Delivery)、数据分析、网络状态、MSISDN-less MO消息、IPTV配置等能力开放服务。5G开放服务能力将在交通、工业、农林、能源、园区等众多行业内拥有广泛的应用场景。流量策略类(QoS、流量引导、策略计费等)服务能力的应用场景包括OTT定向加速、园区QoS保障、移动办公加速、MEC本地流量卸载、商家赞助流量等;设备及事件监控类能力的应用场景包括资产盘点资产盘点、物流追踪、区域交通管理、紧急救援、设备故障处理等。

除了3GPP NEF定义的服务能力之外,随着网络切片、边缘计算、大数据、AI等技术在5G网络的应用发展,5G网络将抽象出更多的能力提供给业务应用层,这包括网络切片服务、边缘计算服务、位置服务、5G语音及消息、数据分析服务等。

☆ 网络切片是指提供特定网络能力和特性的逻辑网络,通过对切片能力抽象可以开放切片订购、切片创建、切片签约以及切片监控等能力API服务,使得第三方能够通过能力调用的方式完成切片的快速定义、创建以及面向终端用户的切片动态签约和使用;

☆ 5G与边缘计算结合,可对URLLC场景下更多时延敏感行业应用提供有力支撑,面向驻留在MEC的APP或云端APP开放基础资源类IaaS及PaaS服务能力、以及流量处理类SaaS服务能力如流优化、编解码、防火墙、NAT服务等;

☆ 5G LMF可基于无线、终端以及用户面等多种手段提供高精度的定位能力,定位方式可包括单次定位、周期定位、事件触发定位等。其定位服务能力可更好的满足物联网领域终端耗电低、无需APP驻留的定位需求,可广泛应用于公路运输、货运监控、环境监测、农牧跟踪等各种场景;

☆ 5G语音和消息能力包括消息、语音、高清语音、多方通话、多方视频等,短信/语音验证码、虚拟号码等,在企业通讯、园区服务、交通运输等行业已成为网络必备能力而得到广泛应用。

5G能力开放架构及部署

能力开放由来已久,但对能力开放的架构并无权威标准可循。基于此,3GPP推出了CAPIF(Common API Framework)标准,指导3GPP范围内的能力开放建设。按照该框架,能力开放从架构上可分为CAPIF CoreFunction,API Exposing Function,API Publishing Funciton和API Management Function 四个逻辑功能,实际建设组网时,这四个功能模块可以灵活组合,采用集中或分布式部署。

针对5G能力开放建设,参考前面描述,归属API provider domain的能力引擎层会包含多个网络功能实体,基于自身能力提供不同的能力开放API服务。而Core Function所定义的API认证、授权、日志、计费等功能为各类能力开放功能实体所需要的共性需求。因此,建议CAPIF Core Function+API Exposing Function组合为API能力开放网关,一方面为各功能开放引擎实体提供API开放的认证鉴权计费等功能;另一方面,可针对部分API和场景提供AF能力调用的统一入口,方便AF使用并屏蔽网络内部拓扑。能力开放功能实体在实现能力解耦的同时实现API Exposing Function、API Publishing Funciton及API Management Function功能,实现API的发布及在低时延等场景下的能力直接开放调用。

中兴通讯提供的Cloud APIGW产品基于微服务架构,在覆盖CAPIF CoreFunction+API Exposing Function能力基础上,同时支持对原子能力的二次开发编排,针对具体行业的场景化服务能力开发,快速接入新增能力引擎及协议适配转换,为5G能力开放提供一站式服务平台。在能力层,中兴通讯NCEE产品遵循CAPIF架构设计,支持同时接入适配5GC/EPC能力网元,实现NEF和SCEF融合功能。针对不同AF应用场景,可直接提供能力API调用或接入APIGW实现能力调用的统一入口。在部署模式上,面向不同场景和规模APIGW及NCEE均支持集中部署、分布式分级部署。

5G能力开放建设建议

能力开放覆盖的范围非常广泛,单从电信领域来看,就包括网络层能力、B域侧能力、O域侧能力等。纵观能力开放平台运营情况,可以看到相对比较成功的项目均是聚焦于其擅长的核心能力,面向明确的应用场景和商务模式,提供运营支撑和生态服务。针对5G能力开放,建议建设之初可结合行业应用需求对能力进行筛选,分阶段规划建设,而避免大规模的全面能力API开放建设。

☆ 首先从能力的独有性、需求的迫切性等因素考虑,上线5G网络独有且需求量大的基础能力,快速聚集用户、提升平台活跃度及影响力;

☆ 其次与行业深度融合,开发行业类定制能力及场景化能力,提升平台竞争力。在商业模式上可不同能力采用不同的商用模式,如受众广泛的非独有基础能力采用免费或低价策略作为吸引用户的重要手段,而对定制类高的行业类能力作为行业门槛及主要的盈利点;

☆ 最后,完善的运营支撑是保持客户粘性及自身持续经营的重要一环,以服务客户为中心,不断完善系统服务能力并通过闭环的运营分析完善能力API及商务策略,最终实现双赢。


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