N4接口開放獲突破

什么是N4接口？它是5G核心網控制面與轉發面的接口。與4G核心網實現了控制面與用戶面的分離相比，在5G核心網的關鍵技術中，首要的就是實現核心網控制功能與轉發功能的進一步分離，由此，給5G網絡帶來更大的靈活性和更高的效率。因此N4接口的開放就是實現控制面與轉發面分離的關鍵一步。

實現N4接口開放，對5G賦能行業應用會帶來很多好處：一方面，用戶可以向運營商定制自己需要的網絡能力，這對垂直行業應用非常重要;另一方面，可以支撐5G走向分布式網絡，與云計算、邊緣計算的架構進一步契合，使5G+云+AI的設計得到網絡底層技術的支持。

此次中國電信研究院所做的開放性測試驗證，測試涉及PFCP（報文轉發控制協議）節點與會話管理、UE IP地址分配、數據檢測與轉發、路由協議支持、CN隧道信息管理、QoS控制、計費、End Marker構造等多項用例。

據了解，此次N4接口對接的成功，從技術上證明了N4接口開放的可行性，驗證了5G SA面向垂直行業應用的典型分流架構。

中國電信集團有限公司副總經理劉桂清表示，N4接口開放取得了突破性進展，將有力助推SA產業向成熟化發展，迅速提升5G SA賦能垂直行業的能力，進而顯現5G SA生態賦能作用。

N4接口開放取得突破性進展，N4接口開放的標準化工作也在同步推進。

3GPP CT4工作組副主席、5G UPF N4接口開放和增強標準項目報告人、中國移動研究院網絡與IT技術研究所宋月表示，目前3GPP對于N4接口的定義存在兩大突出問題。一是功能方案冗余，即為實現同一功能特性有多種實現方案，由廠家自行選擇;二是常用技術方案缺失，一些在現網中常用功能特性由廠家私有技術實現完成，缺乏標準化支撐。上述問題直接導致了N4接口缺乏互操作性。UPF是5G核心網與客戶側的契合點，是發展5G行業應用、邊緣計算業務的關鍵網元，而N4接口缺乏互操作性會直接影響5G行業應用的開展。

N4開放將為UPF松綁

與N4開放相伴的，是UPF的開放。N4在核心網絡“承上”連接SMP（會話控制功能），“啟下”連接UPF（用戶面功能）。

UPF是5G用戶面網元，5G網絡為用戶提供的高速可靠數據傳輸在核心網層面均需通過UPF實現。UPF通過N4接口與SMF（Session Management Function，即會話控制功能）相連，SMF通過N4接口向UPF下發各種數據轉發控制命令和數據轉發策略規則，UPF依次進行不同業務等級的數據轉發。

中國移動研究院網絡所所長段曉東此前在接受記者采訪時表示，UPF是開啟5G垂直行業的金鑰匙，是5G賦能垂直行業的連接點、發力點和控制點。

提供5G網絡的電信運營商，要想進入垂直行業中，首先碰到的難點就是隔行如隔山，很難掌握各行各業里的“Know How”，而從“Know How”出發，才能確定什么樣的網絡適應某一行業。5G從設計之初，就希望能夠靈活地滿足不同行業的需求，“Know How”與5G靈活性的結合點，落地到具體的網元，就是5G網絡中的UPF。

中國電信在此次N4接口開放測試中，引入了中國電信自主研發的輕量級UPF產品，測試證明該UPF具有高效的5GC（5G核心網）對接能力，不僅加快了測試雙方系統的對接速度，也為后續異廠商N4接口互通測試提供了最佳范例。

中國移動于今年1月3日啟動了Open UPF計劃，3月11日線上發布5G OpenUPF白皮書和N4接口解耦規范（Phase1），5月份還舉辦線上研討答疑，目前已經有39家合作伙伴加入。

此次在3GPP成立的5G UPF N4接口開放和增強標準項目將與中國移動正在推進的OpenUPF項目協同，解決國際標準化層面SMF與UPF的解耦問題。該項目針對N4接口互操作、功能方案冗余、常用方案缺失等問題，結合運營商與廠商的最佳實踐，提升N4接口標準化程度，為電信運營商推進開放、可靠、靈活、可管的UPF提供標準支持。

UPF是5G服務垂直行業橋頭堡

據統計，去年中國移動開展了基于5G網絡的“百大”龍頭示范項目，其中有接近60%的項目與邊緣計算密切相關，而開放UPF定義的正是面向2B，部署在邊緣側的UPF，主要面向科技園區、醫院、辦公、校園等生活園區類場景，以及工廠、物流港口、電網、煤礦等生產制造類場景，這些應用場景一般都需要將UPF下沉到邊緣業務側甚至園區，對UPF的靈活和開放有更加強烈的需求。

“和傳統的UPF相比，OpenUPF的重點在于開放。”段曉東說，“我們從開放接口、開放設備、開放服務和開放智能四個方面重點發力。開放接口，是實現標準的、控制面和用戶面可解耦的N4接口，解決核心網控制面（SMF）與UPF廠商綁定的問題;開放設備，是設計面向不同典型場景的硬件規格，共同定義UPF功能基線要求，兼顧系統的靈活度和可擴展性;開放服務，是為運營商、合作伙伴逐步提供可調用的API、可編程的環境，成為網絡價值的創造點;開放智能，是發揮UPF計算處理的能力，為行業提供智能的網絡及服務，作為服務行業的抓手。基于以上四個開放，提升5G進入垂直行業的能力和行業競爭力，促進產業融合。”

UPF作為5G數據處理和轉發的核心功能，已經逐步成為運營商服務垂直行業的橋頭堡。雖然UPF正逐步從“核心”走到行業用戶的園區，但其主要作用沒有變化，作為電信設備仍需要滿足5個9的可靠性要求，并具備自主可控的能力等。

為了使UPF更好地滿足邊緣2B業務更加靈活的發展需求，中國移動針對以下幾個方面展開了研究：在功能方面，相對于部署在網絡核心的通用UPF，對邊緣UPF的功能可按需進行簡化和分級，截止到4月份，中國移動已經梳理出了14類必須支持的必選功能，此外還有12類推薦支持的功能，可以按需支持，實現場景驅動的“按單點菜”;在性能方面，會降低對邊緣UPF的業務配置數量支持要求，并提出四類不同的容量規格建議，滿足各種規模的行業需求。而且OpenUPF目前正對功能模塊化、接口開放化、規格階梯化的三個方面展開探索，目標是打造可靠、可管、靈活、開放的UPF。

互聯網的飛速發展讓電信網絡的業務創新面臨新的挑戰，而網絡能力開放一直是熱門話題。從開放平臺到開放架構，將有助于5G行業專網和邊緣計算領域的行業拓展，助力5G+行業融合融通發展。