鄭航帥（華為技術(shù)有限公司，廣東深圳 518129）

0 前言

隨著5G 時代的全面到來，5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三大特征逐步為大眾所熟知，高帶寬（eMBB）、超低時延高可靠通信（uRLLC）和海量連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC），已成為消費者享受5G 業(yè)務(wù)的基本網(wǎng)絡(luò)能力。相比較4G 業(yè)務(wù)，5G 業(yè)務(wù)更多關(guān)注的是用戶差異化體驗。5G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、AR/VR 等新一代信息技術(shù)，將對用戶數(shù)據(jù)管理提出新的需求和挑戰(zhàn)。建設(shè)統(tǒng)一、高可靠、全融合的用戶數(shù)據(jù)管理庫，正在為人與人、人與物、物與物之間的泛在連接鋪平道路，推動無時不在、無處不在的全球萬物互聯(lián)。

1 5G用戶數(shù)據(jù)管理

1.1 5G用戶數(shù)據(jù)協(xié)議定義

基于3GPP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議定義，5G 用戶數(shù)據(jù)管理功能，主要是為了給5G 用戶提供認證、用戶識別、授權(quán)、注冊/位置管理等功能，支持3GPP 和非3GPP 統(tǒng)一接入認證服務(wù)，包含統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UDM）、鑒權(quán)服務(wù)功能（AUSF）、統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲（UDR）、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲功能（UDSF）網(wǎng)元。

UDM 由4G 網(wǎng)絡(luò)的HSS 演進而來，具有3GPP 標(biāo)準(zhǔn)定義的N8、N10接口定義的業(yè)務(wù)處理功能，主要用于存儲用戶的簽約數(shù)據(jù)、注冊信息，給AMF/SMF 下發(fā)簽約數(shù)據(jù)，存儲用戶當(dāng)前服務(wù)的AMF 地址等，提供用戶簽約數(shù)據(jù)訪問、位置登記等功能。

AUSF 由4G 網(wǎng)絡(luò)HSS 中的AuC 功能演進而來，具有3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的N12接口定義的業(yè)務(wù)處理功能，接收信令消息并進行對應(yīng)的鑒權(quán)處理，并在此基礎(chǔ)上新增了歸屬網(wǎng)絡(luò)對UE認證的要求，增強了網(wǎng)絡(luò)安全性。

5GC 網(wǎng)絡(luò)中可以部署多種UDR，可以為不同的NF（UDM FE、PCF FE、NEF FE）提供統(tǒng)一的存儲數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括用戶靜態(tài)簽約、動態(tài)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和應(yīng)用路由選擇相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過服務(wù)化接口Nudr 實現(xiàn)前端對用戶數(shù)據(jù)的增、刪、改、查、訂閱等通知操作，NEF、PCF、UDM 與5G控制面等其他NF通過SBA實現(xiàn)交互。

a）5GC 采用服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，引入了網(wǎng)絡(luò)存儲庫功能（NRF）網(wǎng)元。支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能，維護可用NF 實例及其支持服務(wù)的NF配置文件。

b）5GC采用C/U分離架構(gòu)，4G網(wǎng)絡(luò)的S-GW-C/PGW-C 演進為會話管理功能（SMF），S-GW-U/P-GWU演進為用戶面功能（UPF）。

c）接入和移動管理功能（AMF）由4G網(wǎng)絡(luò)MME的接入管理和移動性管理功能演進而來。

d）策略控制功能（PCF）由4G 網(wǎng)絡(luò)PCRF 演進而來。

圖1示出的是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

圖1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1.2 5G網(wǎng)絡(luò)要求

UDM 屬于5G Core 解決方案中重要的關(guān)鍵網(wǎng)元，對于5G 核心網(wǎng)整體來說，5GC 承擔(dān)了全局資源的調(diào)度和管理，負責(zé)全局的網(wǎng)絡(luò)拓撲、所有的接入信息、用戶數(shù)據(jù)以及所有的行業(yè)業(yè)務(wù)需求，因而在國家5G 新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，5G 核心網(wǎng)的部署建設(shè)尤為重要，相對于4G網(wǎng)絡(luò)也具有更大困難。

在向5G 演進的過程中，核心網(wǎng)仍然面臨很多挑戰(zhàn)。

a）5G 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)需求：5G 網(wǎng)絡(luò)面向千行百業(yè)，構(gòu)建高帶寬、超低時延和海量連接能力，全球不同運營商、設(shè)備提供商，需要保持業(yè)務(wù)統(tǒng)一，滿足3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議架構(gòu)要求，支持微服務(wù)網(wǎng)元架構(gòu)。

b）5G 網(wǎng)絡(luò)的更高可靠性要求：5G 流量爆炸性增長和豐富場景的應(yīng)用將給5G 網(wǎng)絡(luò)帶來更高可靠性要求，以及緊急復(fù)雜場景下應(yīng)對信令沖擊的難度進一步加大。基于云化演進的5G 架構(gòu)，為實現(xiàn)5 個9 的電信級可靠性，對上層軟件架構(gòu)也提出了更高要求。

c）5G 網(wǎng)絡(luò)的多制式接入要求：5G 網(wǎng)絡(luò)中需要考慮支持現(xiàn)網(wǎng)中2G/3G/4G終端接入和業(yè)務(wù)應(yīng)用，5G核心網(wǎng)必須是能夠支持所有不同接入制式的全融合網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)核心網(wǎng)產(chǎn)品交付以單產(chǎn)品軟件大包為粒度，存在開發(fā)、測試周期長、對外交付慢、升級對現(xiàn)網(wǎng)影響大等缺點，無法滿足5G 業(yè)務(wù)多樣、靈活、多變等特點。5G業(yè)務(wù)需要一個能夠滿足業(yè)務(wù)快速上下線、智能隨需的網(wǎng)絡(luò)。

d）5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的平滑投資要求：運營商目前網(wǎng)絡(luò)中存在大量傳統(tǒng)設(shè)備，2G/3G/4G/5G 多網(wǎng)并存，網(wǎng)絡(luò)演進困難等因素導(dǎo)致運維難度增加，運營成本上升。5G初期投資巨大，運營商需謹(jǐn)慎安排5G 網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)劃，以匹配5G 業(yè)務(wù)高速發(fā)展需求。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運營管理模式已經(jīng)無法應(yīng)對5G 業(yè)務(wù)的發(fā)展。5G 業(yè)務(wù)需要一個高度自治的全新網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，5G 網(wǎng)絡(luò)的演進趨勢需要建設(shè)一個以用戶為中心，應(yīng)用驅(qū)動、高度自治的5G 核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，要求網(wǎng)絡(luò)中的用戶數(shù)據(jù)管理必須具備敏捷、可靠、彈性和健壯等特征。

2 5G UDM價值功能

5G 核心網(wǎng)相比4G 核心網(wǎng)，變化是顛覆性的。從硬件平臺到軟件架構(gòu)，全部都發(fā)生了根本性的變化。5G 核心網(wǎng)就是模塊化、軟件化。5G 采用SBA 架構(gòu)，基于云原生構(gòu)架設(shè)計，借鑒了IT 領(lǐng)域的“微服務(wù)”理念。把原來具有多個功能的整體，分拆為多個具有獨自功能的個體。每個個體，都可以實現(xiàn)自己的微服務(wù)。

面對5G 核心網(wǎng)建設(shè)的挑戰(zhàn)，各廠商積極研究和發(fā)展，在技術(shù)上不斷獲得突破。5G UDM 產(chǎn)品定位于5G SA 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理，遵循3GPP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。5G UDM 的軟件架構(gòu)需要支持Cloud Native、電信級可靠性、全融合、平滑演進的價值功能。

圖2示出的是UDM軟件架構(gòu)。

圖2 UDM軟件架構(gòu)

2.1 Cloud Native架構(gòu)

5G核心網(wǎng)采用了基于服務(wù)化架構(gòu)的SBI串行總線接口協(xié)議，傳輸層統(tǒng)一采用了HTTP/2協(xié)議。為了適應(yīng)5G Core 網(wǎng)絡(luò)的擴展性、靈活性，UDM 產(chǎn)品采用了SBA微服務(wù)架構(gòu)，將業(yè)務(wù)進一步細化，部署起來更加靈活、敏捷。微服務(wù)是指通過模塊化實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能間的解耦和整合，將系統(tǒng)劃分為多個功能獨立且互不影響的服務(wù)，每個微服務(wù)獨立開發(fā)、獨立部署、獨立測試、獨立升級、獨立運維、按需部署。微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以支持業(yè)務(wù)策略敏捷開發(fā)，灰度升級，實現(xiàn)業(yè)務(wù)策略靈活編排和組合，使業(yè)務(wù)創(chuàng)新更敏捷。參考標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)邏輯分開。降低各網(wǎng)絡(luò)功能組件之間的狀態(tài)及功能依賴。各網(wǎng)元間彼此隔離，功能獨立。通過標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)化接口來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

UDM、AUSF 等NF 基于NRF 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自管理、自發(fā)現(xiàn)、自均衡，實現(xiàn)5G核心網(wǎng)的高度自治，助力運營商打造極簡核心網(wǎng)，降低運維成本。所有NF之間的交互采用服務(wù)化接口，同一種服務(wù)可以被多種NF 調(diào)用，降低NF之間接口定義的耦合度，最終實現(xiàn)整網(wǎng)功能的按需定制，靈活支持不同的業(yè)務(wù)場景和需求。

a）網(wǎng)絡(luò)自管理：UDM、AUSF 等NF 上線可以自動向NRF 注冊、自動更新自身狀態(tài)，NRF 為UDM、AUSF等NF 提供全面自動化的生命周期管理，實現(xiàn)NF 的即插即用。

b）網(wǎng)絡(luò)自發(fā)現(xiàn)：UDM、AUSF 等NF 通過NRF 來尋找合適的服務(wù)提供方，而不依賴于本地配置方式固化通信對端。

c）網(wǎng)絡(luò)自均衡：NRF 對UDM、AUSF 等NF 進行實時故障檢測，并對故障的NF做隔離，避免故障的NF影響系統(tǒng)整體可用性。

圖3示出的是UDM微服務(wù)架構(gòu)。

圖3 UDM微服務(wù)架構(gòu)

通過各設(shè)備廠家的持續(xù)投入，構(gòu)建起“真云化”的軟件架構(gòu)。同時，5GC網(wǎng)絡(luò)支持切片功能，網(wǎng)絡(luò)切片通過靈活的網(wǎng)絡(luò)資源組合，為不同行業(yè)的5G用例提供不同的QoS保障，滿足不同用戶場景的需求。

2.2 電信級可靠性

縱觀數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史，數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用最關(guān)鍵，也是最基本的功能。數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)管理的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)庫的核心任務(wù)，內(nèi)容包括對數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的萌芽出現(xiàn)于20 世紀(jì)60 年代。傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需要，能夠統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dBmS）應(yīng)運而生。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種dBmS 軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。所以通常也按照數(shù)據(jù)模型的特點將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫3類。

為了適應(yīng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用多元化的要求，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，結(jié)合電信運營商領(lǐng)域的特點，選用適合該應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，例如KV 型數(shù)據(jù)庫、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、寬列型數(shù)據(jù)庫等。隨著電信用戶數(shù)據(jù)的發(fā)展，5G數(shù)據(jù)庫需要支持不間斷運行、全業(yè)務(wù)、大容量、高穩(wěn)定性、高可靠性。

目前運營商使用的用戶數(shù)據(jù)管理設(shè)備，都是按照電信級可靠性來要求的，而電信級是現(xiàn)代電信中常見的名詞。所謂的電信級，是指在以IP 技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)中，要求網(wǎng)絡(luò)支持所有傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)，特別是要保證電話業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求，并且要能滿足電信運營和管理的基本要求。即需要支持如下能力。

a）運行穩(wěn)定，可靠性高，全年故障時間不超過X分鐘，比如程控交換機等。

b）準(zhǔn)確性高，不能經(jīng)常出錯，比如計費軟件不能經(jīng)常出現(xiàn)錯誤話單。

c）適應(yīng)長年不間斷運行。

d）處理能力強，能夠大規(guī)模組網(wǎng)。

e）有雙機熱備份功能，即主機出現(xiàn)故障能立即自動切換到備用系統(tǒng)，并且切換時不會影響設(shè)備運行，也不會丟失數(shù)據(jù)。

f）更改數(shù)據(jù)設(shè)置立即生效，不需要重新啟動機器。

因此，電信級網(wǎng)絡(luò)是指具有電信業(yè)務(wù)質(zhì)量保證、通信安全和運營管理功能要求的網(wǎng)絡(luò)。

目前對于電信級高可靠性，比較容易理解的參考標(biāo)準(zhǔn)是“5個9”。

UDM 作為存儲用戶數(shù)據(jù)的核心網(wǎng)元，一旦出現(xiàn)重大事故時，如人為操作失誤、設(shè)備故障、自然災(zāi)害等，會導(dǎo)致大范圍的業(yè)務(wù)中斷，影響巨大。為了實現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)運行的安全可靠性，UDM 需要采用分布式架構(gòu)，具備最少“5個9”的電信級可靠性，同時也可以提供反親和部署、防腦裂集群、多級數(shù)據(jù)備份及無縫地理容災(zāi)等可靠性增強功能，從架構(gòu)、部署、資源、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等多層面端到端構(gòu)筑系統(tǒng)可靠性。

2.3 全融合

5G 核心網(wǎng)基于微服務(wù)架構(gòu)，實現(xiàn)2G/3G/4G/5G 深度全融合，全制式接入，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)需要全繼承；簡化網(wǎng)絡(luò)運維，同時也兼顧存量網(wǎng)絡(luò)的平滑演進，最大程度保護運營商投資。

5G UDM 作為統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理庫，能夠為運營商提供2G/3G/4G/5G 多種組網(wǎng)場景下融合的數(shù)據(jù)管理，具備高效的用戶數(shù)據(jù)處理能力，簡化組網(wǎng)，既能兼容原有業(yè)務(wù)，又可拓展5G 業(yè)務(wù)，節(jié)省運營商的OPEX和CAPEX。

UDM 產(chǎn)品支持2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)融合的特點如下。

a）管理融合。融合的用戶數(shù)據(jù)管理模式可以實現(xiàn)統(tǒng)一業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)，2G/3G/4G/5G/IMS 業(yè)務(wù)一次性發(fā)放，快速開通全融合用戶。

b）存儲融合。將HLR、HSS、UDM、AUSF 中的2G/3G/4G/5G 用戶數(shù)據(jù)進行整合并統(tǒng)一存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集約化管理，減少設(shè)備間的數(shù)據(jù)遷移損耗。

c）業(yè)務(wù)融合。支持2G/3G/4G/5G/IMS業(yè)務(wù)動態(tài)資源共享，提升用戶在網(wǎng)絡(luò)間切換的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

全融合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計能夠為運營商提供如下價值。

a）融合網(wǎng)絡(luò)部署，有效節(jié)約2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)共存期間需要使用的網(wǎng)絡(luò)資源。

b）融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，保證4G 業(yè)務(wù)向5G 業(yè)務(wù)演進過程中用戶的業(yè)務(wù)連續(xù)。

c）統(tǒng)一運維，節(jié)省運維成本。

4G 網(wǎng)絡(luò)的HSS 和5G 網(wǎng)絡(luò)的UDM 需要進行融合，支持4G 和5G 互操作功能，如圖4 所示，用于保證用戶數(shù)據(jù)一致性，方便運營商進行用戶數(shù)據(jù)遷移，同時保證4G用戶不換卡不換號可以支持5G業(yè)務(wù)。

圖4 4G和5G互操作

2.4 平滑演進

針對運營商現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)中已有的大量傳統(tǒng)設(shè)備進行數(shù)據(jù)管理需求，UDM 作為5G Core 的網(wǎng)元，在向5G 演進的部署過程中，需考慮如何實現(xiàn)2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)向5G 網(wǎng)絡(luò)平滑演進，需要從設(shè)備本身、用戶業(yè)務(wù)類型、多網(wǎng)絡(luò)共存等實際情況來討論5G 用戶數(shù)據(jù)管理發(fā)展的需求，降低對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響，保護運營商現(xiàn)有的投資。結(jié)合目前主流運營商及設(shè)備提供商給出的解決方案，UDM 產(chǎn)品可以通過提供混合組網(wǎng)平滑演進方案，幫助運營商平滑過渡到5G。同時，網(wǎng)絡(luò)的平滑演進，也需要實現(xiàn)用戶不換卡不換號平滑遷移至5G UDM。

UDM 產(chǎn)品需要支持云化5G 設(shè)備與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)設(shè)備混合組網(wǎng)，平滑過渡到云化Cloud Native 平臺，保護運營商已有投資。新部署的云化UDM 設(shè)備與原傳統(tǒng)設(shè)備混合組網(wǎng)?；旌辖M網(wǎng)方案能夠為運營商提供以下功能。

a）業(yè)務(wù)統(tǒng)一從云化5G 設(shè)備下發(fā)，通過部署遠端業(yè)務(wù)發(fā)放站點，根據(jù)用戶號碼獲取對應(yīng)路由數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的BE處理。通過反向生成機制、校驗機制保證5G設(shè)備和4G設(shè)備之間路由數(shù)據(jù)的一致性。

b）支持混合組網(wǎng)信令在FE 之間轉(zhuǎn)發(fā)，F(xiàn)E 接收信令后查詢，如用戶存在本分區(qū)則在本地處理；如用戶在其他分區(qū)，則轉(zhuǎn)發(fā)向其他分區(qū)的FE 處理用戶數(shù)據(jù)，保證用戶業(yè)務(wù)不中斷。

c）支持5G 新開戶用戶數(shù)據(jù)自動遷移和按號段批量遷移2 種用戶遷移方式，方便運營商根據(jù)自身情況規(guī)劃2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)到5G網(wǎng)絡(luò)的升級。

3 5G UDM業(yè)務(wù)創(chuàng)新

5G 從設(shè)計理念上就和4G 有天壤之別。4G 是一種盡力而為的無線網(wǎng)絡(luò)，但是5G要真正為垂直行業(yè)提供確定性、差異化的體驗。5G 網(wǎng)絡(luò)是一個端到端的概念，涉及無線網(wǎng)絡(luò)的基站、傳輸、核心網(wǎng)，在這當(dāng)中，最為核心且對5G 確定性能力負責(zé)的是5G 核心網(wǎng)。因為在5G 端到端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障當(dāng)中，5G 核心網(wǎng)主要承擔(dān)了全局資源的調(diào)度和管理，負責(zé)管理全局的網(wǎng)絡(luò)拓撲、所有的接入信息、所有的用戶數(shù)據(jù)以及所有的行業(yè)業(yè)務(wù)需求。

5G 核心網(wǎng)就是5G 確定性網(wǎng)絡(luò)強有力的大腦，確保每個行業(yè)的用戶都能在公眾網(wǎng)上享有自己的專有通道，享受最好的5G 2C/2B 業(yè)務(wù)，享受到確定性體驗保障的網(wǎng)絡(luò)能力。

3.1 2C業(yè)務(wù)

目前國內(nèi)運營商均在大力宣傳“不換卡不換號享受5G”業(yè)務(wù)，即消費者可以不換手機號碼、不換手機卡，僅更換手機就能享受5G新業(yè)務(wù)。

所謂的“不換卡、不換號”就可以享受5G 服務(wù)，這個本來就是很正常的事情，平緩實現(xiàn)用戶從2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)向5G 新網(wǎng)的轉(zhuǎn)移，只是一個基本業(yè)務(wù)需求，運營商都應(yīng)該滿足。

3.1.1 5G自動開戶

5G 自動開戶功能是指原4G 用戶在5G 信號覆蓋區(qū)域，使用5G 終端接入到5G 核心網(wǎng)，UDM 識別到該用戶已簽約4G業(yè)務(wù)，則允許其鑒權(quán)，保證用戶合法性，并在AMF 注冊流程中，通過MML 自動開通5G 業(yè)務(wù)，或向業(yè)務(wù)發(fā)放系統(tǒng)發(fā)送訂閱通知為用戶自動開通5G業(yè)務(wù)。

運營商為快速發(fā)展5G 用戶，可以部署該特性，通過簡單的規(guī)劃和設(shè)計，即可高效快速地發(fā)展5G 用戶，滿足5G終端用戶享受更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求。

通過5G自動開戶，運營商可以在不換卡、不換號、無需人工操作的場景下，更方便快捷地讓終端用戶體驗5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，開通5G業(yè)務(wù)時實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)遷移，用戶從4G切換5G零感知，實現(xiàn)平滑遷移到5G。

表1示出的是5G自動開戶受益描述。

表1 5G自動開戶受益描述

根據(jù)全球各國家、各地區(qū)、不同運營商的不同要求，5G 自動開戶也需要分為表2所示的3個方式實現(xiàn)，各運營商結(jié)合自身實際情況來選擇具體的實現(xiàn)方式。

表2 5G自動開戶實現(xiàn)方式

3.1.2 數(shù)據(jù)遷移

伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，用戶數(shù)據(jù)管理有了新的挑戰(zhàn)，UDM 需要將2G/3G/4G/5G 用戶數(shù)據(jù)進行整合并統(tǒng)一管理。并且需要保證4G 向5G 演進過程中用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性，使用戶無感知；另一方面也要兼顧存量網(wǎng)絡(luò)的平滑演進，減少對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響，保護運營商投資。

表3示出的是數(shù)據(jù)遷移受益描述。

表3 數(shù)據(jù)遷移受益描述

因此，UDM 提供幾種平滑演進方案，運營商可以通過選擇適合自身現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景的方案平滑過渡到5G。

表4示出的是數(shù)據(jù)平滑演進實現(xiàn)方案。

通過如上5G 2C 業(yè)務(wù)創(chuàng)新，可以看出5G 業(yè)務(wù)出現(xiàn)后，消費者只需要購買支持5G 的手機終端，把4G USIM 卡插入到5G 手機中，移動到5G 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，就可以使用5G業(yè)務(wù)。基于5G自動開戶功能，運營商再也不用擔(dān)心需要在營業(yè)廳，耗時耗力幫消費者更換手機卡，也不用擔(dān)心存量用戶數(shù)據(jù)一次性割接的問題。與此同時，這些業(yè)務(wù)也給消費者免去了很多不必要的麻煩，只需要發(fā)送短信即可以開通5G業(yè)務(wù)。

3.2 2B業(yè)務(wù)

目前5G發(fā)展已經(jīng)進入到了一個新的階段，全球已經(jīng)有數(shù)十個5G 網(wǎng)絡(luò)商用，如何利用5G 網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造更多業(yè)務(wù)價值是目前各行各業(yè)普遍關(guān)心的話題。當(dāng)前5G 2B 更多地停留在業(yè)務(wù)測試階段，需要進一步做真做實。

構(gòu)建5G 2B 商業(yè)正循環(huán)需從技術(shù)、生態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)、商業(yè)模式4個維度展開。

a）技術(shù)可用：針對行業(yè)痛點，不斷創(chuàng)新5G 技術(shù)和產(chǎn)品。如5G超級上行解決方案，保障不同行業(yè)隨時隨地的上行體驗需求。

b）生態(tài)成熟：5G 工業(yè)模組目前已經(jīng)廣泛商用，各類終端如5G攝像頭，5G工業(yè)CPE，5G工業(yè)路由器已經(jīng)被逐步推向市場。未來需要更多面向不同行業(yè)內(nèi)置5G 的終端商用，進一步繁榮5G 生態(tài)，降低各行業(yè)部署5G成本。

c）標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一：5G 2B從0到1需要創(chuàng)新，而從1到N需要有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。各行業(yè)均有相對應(yīng)的行業(yè)協(xié)會，由協(xié)會組織牽頭，進行5G 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，實現(xiàn)5G在行業(yè)里的快速復(fù)制拷貝。

d）商業(yè)共贏：不斷探索5G 2B 的商業(yè)模式，打造互利共贏商業(yè)模式，讓行業(yè)里面各方伙伴都能獲益，幫助行業(yè)伙伴共同成長。

5G為行業(yè)數(shù)字化打開新空間，帶來更多契機。5G時代，公眾用戶有機會享受更高、更快、更豐富的體驗，越來越多的垂直行業(yè)對5G技術(shù)也報以特別多的關(guān)注，比如無人機巡航、無人機物流、遠程醫(yī)療、移動過程中的救護車自動救助、自動駕駛、輔助駕駛、工業(yè)控制等場景。5G 網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬和低時延能力，能夠為這些垂直行業(yè)帶來行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機會，特別是移動網(wǎng)絡(luò)本身易部署、隨時隨地接入等特點，使得5G 技術(shù)成為行業(yè)數(shù)字化的優(yōu)選。

和4G 主要服務(wù)于消費互聯(lián)網(wǎng)不同，5G 網(wǎng)絡(luò)80%的應(yīng)用場景在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上。5G 高速率、低時延、高可靠性、海量連接的特點，將為各個行業(yè)提供多樣化的業(yè)務(wù)用例。例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、智慧物流、智慧銀行、智慧安防等領(lǐng)域，可以利用5G帶來的連接能力，配合云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，加速實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從而開拓巨大的價值增長空間。行業(yè)用戶帶來的大容量存儲能力，需要5G UDM 提前構(gòu)筑軟件能力，在不需要增加太多的硬件基礎(chǔ)上，滿足2B業(yè)務(wù)的用戶發(fā)展訴求。

經(jīng)過分析多種行業(yè)場景后，發(fā)現(xiàn)目前5G UDM 在2B 行業(yè)可行的一個應(yīng)用是，運營商基于SIM 卡動態(tài)鑒權(quán)能力向行業(yè)開放。主要可以分為如下2個行業(yè)。

a）基于SIM的GBA鑒權(quán)證書機制用于V2X行業(yè)。安全是IoT 部署的三大挑戰(zhàn)之一，63%的企業(yè)認為安全是IoT 解決方案的關(guān)鍵。安全認證從靜態(tài)、一次性認證，向動態(tài)、實時性認證發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對安全鑒權(quán)能力要求提升，運營商可以SIM 卡動態(tài)鑒權(quán)能力向V2X行業(yè)開放。

運營商基于SIM 的GBA 鑒權(quán)證書機制用于V2X行業(yè)，可將基于3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的GBA 能力開放給車企，實現(xiàn)V2X 應(yīng)用證書發(fā)放，降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的定制，簡化密鑰分發(fā)和管理。

表4 數(shù)據(jù)平滑演進實現(xiàn)方案

b）基于SIM 的金融應(yīng)用移動數(shù)字簽名。參考3GPP 定義的GBA 機制可以運用于運營商的業(yè)務(wù)和企業(yè)業(yè)務(wù)的鑒權(quán)認證，通過3GPP GBA 機制可以增強金融行業(yè)鑒權(quán)的安全性。利用移動終端和SIM 卡實現(xiàn)金融類應(yīng)用的用戶數(shù)字簽名認證，替代傳統(tǒng)的基于USB key用戶認證方式?？梢蕴峁┤缦鹿δ堋?/p>

（a）用戶：用手機登錄網(wǎng)上銀行只需要輸入密碼，安全方便。

（b）銀行：簡化了和用戶的交互，增強了安全性。可以和用戶關(guān)聯(lián)，不用關(guān)心用戶的手機號碼。

（c）運營商：向銀行提供身份驗證能力，可以增加業(yè)務(wù)收入，向用戶提供了安全的網(wǎng)上銀行，增強用戶的忠誠度。

但是這個方案也存在一定的不確定性，因為運營商的鑒權(quán)能力開放不一定被業(yè)務(wù)提供商接受?；贕BA 頒發(fā)注冊證書同時依賴運營商、證書認證機構(gòu)服務(wù)商、終端制造廠商，生態(tài)關(guān)聯(lián)利益體多。有些行業(yè)應(yīng)用有自己完備的鑒權(quán)能力，例如：金融銀行有自己的“U 盾”提供安全解決方案。當(dāng)然，這個功能和應(yīng)用場景還需要運營商和行業(yè)客戶一起探討和溝通，制定適用于行業(yè)場景的解決方案。

4 5G UDM部署近況

根據(jù)C114 發(fā)布的最新消息，2020 年4 月，中國三大運營商已啟動5G SA 核心網(wǎng)新建設(shè)備集中采購項目，以滿足相關(guān)5G業(yè)務(wù)需求，均包含UDM產(chǎn)品。

a）中國移動集采：全國八大區(qū)，31 個省公司新建5G SA 核心網(wǎng)網(wǎng)元（NRF、NSSF、UDM/UDR、PCF/UDR、SMSF、CHF、AMF、SMF、UPF）、NFV 虛擬化平臺設(shè)備。該項目建成后，將成為全球最大的5G SA 核心網(wǎng)商用網(wǎng)絡(luò)。

b）中國電信集采：對全國31 個?。ㄊ校┑?G 核心網(wǎng)主設(shè)備進行集中招標(biāo)，滿足相關(guān)5G業(yè)務(wù)需求。

c）中國聯(lián)通集采：31 個省5GC 同類設(shè)備集采，產(chǎn)品包含AMF、UDM、SMF、UPF、PCF、NRF、NSSF、NEF、BSF、SMSF、4G/5G 互操作相關(guān)網(wǎng)元升級以及其他現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)元改造等，支持用戶規(guī)模約7 000萬。

根據(jù)已經(jīng)出爐的三大項目招標(biāo)結(jié)果顯示，華為和中興通訊獲得大部分集采份額。

5G 牌照發(fā)放一年來，我國5G 取得積極進展，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度和規(guī)模超出預(yù)期。工信部最新統(tǒng)計顯示，我國5G 基站以每周新增1 萬多個的數(shù)量在增長。5G 終端連接數(shù)已超過3 600 萬。僅2020 年4 月，5G 用戶就增加了700多萬。

據(jù)了解，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，目前基礎(chǔ)電信企業(yè)建設(shè)5G 基站超過25 萬個，預(yù)計2020 年底，我國將建設(shè)5G基站超過60 萬個，覆蓋全國地級以上城市；應(yīng)用創(chuàng)新方面，全國累計開展5G 創(chuàng)新應(yīng)用400 余項，在建的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項目超600個。

預(yù)計到2020 年下半年，國內(nèi)5G 將實現(xiàn)真正的端到端全業(yè)務(wù)部署，迎來5G SA組網(wǎng)的商用時代。

5 結(jié)束語

5GC 是核心網(wǎng)的目標(biāo)方案，5G UDM 是5GC 網(wǎng)絡(luò)中最重要的網(wǎng)元，本文闡述了5G UDM 用戶數(shù)據(jù)管理的標(biāo)準(zhǔn)定義，作為5GC 服務(wù)化架構(gòu)的重要一環(huán)，5G UDM 用戶數(shù)據(jù)管理，需要支持Cloud Native、電信級可靠性、全融合、平滑演進的價值功能。整體需要考慮現(xiàn)網(wǎng)已有設(shè)備投資保護，新版本廠商設(shè)備支持情況，相關(guān)方案技術(shù)上明顯的優(yōu)缺點以及對周邊網(wǎng)元的改造要求（如BOSS、信令網(wǎng)等），要實現(xiàn)5G 融合用戶數(shù)據(jù)部署的多種方案選擇。2C/2B 業(yè)務(wù)如何規(guī)劃，用戶數(shù)據(jù)如何平滑遷移，還需要運營商在實際部署時因地制宜，多角度全方面實事求是地思考。