白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 思科 5G解决方案 白皮书 单用户数据总速率提升 10倍 基于边缘分发，端到端时延减少 20倍 网络中支持 基站数量 增加 7.5倍 10X 20X 7.5X 具体改进数值会有变化，这取决很多因素，来源 : 思科移动业务组 2018年实验室测试。 5G对 运营商 至关重要 5G即将到来，随之而来的是在各垂直领域的无限商机。运营商迫切需要 5G，不仅是因为 4G业务趋于饱和且收入正处于持平或逐年下滑的态势，同时面对互联网公司在语音和数据等传统业务上的冲击， 而且 运营商更需要通过 5G的技术革命和创新应用来切入并占据 B2B以及 B2B2X垂直细分市场的先机，重拾未来业务增长点。同时，5G在 低延时、 大带宽、 高 可靠、 大容量 等技术上的创新也将带来更好的用户体验 ， 并促生新的商业应用，客户普遍愿意为用户 体验 付费 。 5G是 运营 商 为客户端提供 无所不在的优质 云服务 体验 的绝佳 机遇 ， 我们相信这就是移动服务提供商能够 突出自身的核心价值， 并 实现 切实成功的方式。 基于 这一理念 ，思科正在 致力于帮助运营商利用自身 网络 实现 新的 商业 模式 ，并 将客户连接到云中的应用 服务，而不仅仅作为一个单纯的 带宽提供商。 思科 5G解决方案 所带来的好处 是 可以 被衡 量 的 ，从数据速率的提 升 到 端到端（ E2E） 时延 的 降低 ，再到 网络所支持 基站 数量 的增加。正如最精明的公司所认识到的那样，建 设 5G网络 时 ， 具备一定的增长空间以 获得 更多 功能，这 将 是前进的唯一途径。 白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 5G促使 运营商网络进行重构 5G将 为企业和消费者提供大量的新 型 应用，包括随时随地的视频（如视频通话或会议）、实时通信（如触觉互联网）、超可靠通信（如远程医疗）、高密度大带宽接入（如高速互联网）、高速移动接入（如高铁）、增强现实（ AR）、虚拟现实（ VR）、超大规模物联网（如 M2M或传感器网络）等 。 这些在时延、可靠性、接入带宽、容量与覆盖、技术创新等方面 对运营商网络 提出了更高的要求 。 5G网络能实现端到端 1ms时延，每设备高达 10Gbps带宽的基站接入 速率 。同时，按照 5G规范，云原生（ CloudNative）、控制平面与用户平面分离（ CUPS）以 及面向服务 是对 5G网络 架构 的内在要求 ，这些都需要对运营商网络进行重构，以满足 网络发展 演进 和 应用体验需求。 思科 5G策 略： “5G+IBN（基于意图的网络）” 4G关注 的 是 网络连接和 智能手机， 而 5G则更多地关注用户体验和 云 服务 。 正因如此， 思 科 5G的策 略是 “5G+IBN（基于意图的网络）”， 采用云到客户端 （ CloudtoClient） 的方法 重新定义网络 ， 实现云级移动互联网 ，依托数据智能构建 5G业务所需的智能网络 。 思科 5G将多厂商解决方案统一到基于标准的架构中， 同时 保证端到端的安全性 ， 从一开始就能为客户 提供 5G服务 的安全保障 。这种方法适用于商业，消费者 以及 物联网 ，能够 带来具有吸引力的价值链 ，实现 “5G新 财富 ”。 回顾运营商技术发展，如果过去 十年所倡导的是“ 电信网 IP化 ”，那未来十年 的 发展方向将是“ IP网 IT化 ”。 运用 IT和互联网的思维建设 5G，构建简化、 弹性、智能、解耦以及自动化的网络新架构，将是成功的关键。在目前“数字化”大潮中，思科将秉承自身多年在 IT以及互联网行业的成功经验，提供广泛的 5G产品和解决方案， 为客户提供最大的优势，解决方案遍布整个 业务 层 面 ： 业务 赋能 、 应用 服务 、 5G核心 网、 IP承载网 、 云 平台 等 ，助力运营商实现“软件化、虚拟化、云化、数据智能” 的 数字化 转型 。 思科 5G采用云到客户端的方法 ，将多个供应商的解决方案统一 在 单一的基于标准的体系架构 中 。 5G的重点正 在转移到云中的应用和服务上，而云恰恰也是 思科 进行重大投资的地方。 与此同时，思科在 “融合核心、网络切片、白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 服务自动化、边缘分发、虚拟化扩展、安全以及服务等方面，进行了大量创新，确保运营商 5G平台技术领先性和业务智能性。 多云 ： 云的未来不是单一的 云，而是 由 私有 云 、公 有 云 和混合云 组成的多云 。思科致力于 多 云管理、云基础设施 NFVI、 OpenStack等技术 的 开发和投资，构建 灵活开放 的云服务生态，连接企业、消费者和服务提供商， 为5G的应用服务提供开放的赋能平台 。 IP核心 ： 毫无疑问 IP网络 将 是 5G网络 的核心 。在 5G的 IP网络中， 思科 将 统一采用 IOS XR操作系统 从数据中心到基站， NCS5500、 NCS500和 ASR9K等全系列产品满足运营商对业务网络的各种需求 。思科 IOSXR所内置的创新 SegmentRouting技术，可帮助运营商实现行业领先的智能路由和灵活的策略配置，构建集中化网络控制，是实现运营商 超大规模 软件定义网络 SDN和 端到端 网络切片的最佳解决方案。另外， IOSXR的 扩展可编程性和为自动化提供实时遥测的能力， 将 简化大规模网络 的部署，从而 优化 传送 成本 ， 提高运营商投资效益 。 5G核心和 边缘 ： Cisco Ultra是 思科 下一代云原生的移动数据核心 平台 ， 为授权的 （ 5G） 、未授权的 （ WIFI等）和物联网 （ IOT M2M） 的接入提供统一的服务赋能 平台。 平台采用了分布式体系架构，可以按需实现功能和服务的扩展，甚至可以一直扩展到网络边缘。 CiscoUltra可以支持 5GNR无线 接入 ， 包括 NSA（ 非独立 组网） 和 SA（ 独立 组网 ） ，并能够实现对 策略和网络切片 的完全 控制。 接入 ： 思科提供 丰富 的 xHaul解决方案， 能够将 将 铜缆 、光纤、 Wi-Fi和 各种 授权 无线 接入 解决方案结合在一起，支持 基于 OpenvRAN的 RAN解耦 方案 ， 并提供在 这 种 异构环境中 的 性能 优化 。 客户端 ： 客户服务 将会 是一个巨大的机会 ，因为这是云服务在 最终用户侧 落地 的地方。 思科通过 移动实现协作 、通过 基于云的 SD-WAN实现 虚拟托管服务 ，并通过 我们在 物联网 行业全面的 解决方案 为运营商 5G带来新行业应用，实现业务增长 。 思科 5G解决方案 ：架构、产品及创新 正如 前面提到 思科 5G策略是 “5G+IBN”， 采用 思科 云到客户端 （ CloudtoClient） 的方法 来重新定义运营商网络，这就需要对现有 的 架构进行重构。思科提供如下 所述 的“ 5G就绪网络架构”，实现运营商向下一代 5G智能网络的转型。我们知道， 随着 x86服务器 在计算 和转发 性能、内存容量及有效利用率的不断提升， 网络功能虚拟化白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 （ NFV）以及软件定义网络 （ SDN）在 4G网络部署以及运营商社区中形成很好的发展态势。而基于云原生的 5G网络 中， NFV以及 SDN将会成为 5G的基本技术功能。 5G绝不可简单理解为“无线接入技术”的革新，其整体解决方案 涉及 端到端系统和生态的变革， 5G中的主要 概念 ，如 控制和用户平面分离（ CUPS）、网络切片、云原生 、微服务以及 基于服务的架构（ SBA） ， 都 是 建立在云、 NFV和 SDN等基础之上的。 思科“ 5G 就绪”的网络架构 遵循 3GPP的规范，结合分布式云服务、 NFV以及 SDN的技术实现，思科 对 5G端到端网络架构进行重新建模，形成如下图所示的“ 5G就绪”的网络架构，这也很好诠释了思科 云到客户端 （ CloudtoClient）实现理念。通过 思科业内领先的 IP网络技术 统一构建 OpenvRAN、 xHaul（如前传、中传和回传） 以及 5G承载 网络 ， 所内置 的SegmentRouting技术实现 了 分布式 智能和 全局优化 的完美结合，可实现 更切合 运营商 5G需 求 的 SDN部署，进而形成 网络即服务（ NaaS） 的能力开放平台 ， 灵活 方便 地 实现网络切片功能 。思科 5G网 络 所 汇接 的将是 分布式云数据中心 和互联网 ， 分布式云 数据中心运行 NFVI以及 NFV功能， 并 运行 5G业务功能单元 ，无论 DU CU，还是EPC IMS等，均可以作为虚拟 实例 运行在 云 数据中心之中，通过思科网络服务编排器 NSO可以实现跨厂商、跨域 的业务调度和编排，灵活构建服务链（ ServiceChain），开放的接口可实现与运营商 OSS系统轻松集成，助力运营商实现自动化运营。不仅如此，秉承思科在网络安全的 多年 经验 和全球成功部署 ， 所 提供 5G端到端的安全解决方案， 也是 业界 的一大特色。 思科 中国 “5G 全景图 ” 按照前面的描述，思科所倡导的 云到客户端 （ CloudtoClient） 的 5G网络解决方案，将 助力 运营商构建基于意图网络 的开放网络平台 。 思科将在中国市场提供如下图所示的 5G云到客户端 （ CloudtoClient）的整体解决方案。 白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 图中的 上部 所示五个 模块，在前面思科 云到客户端 （ CloudtoClient） 5G网络解决方案中介绍过，这里不再赘述。从业务层次上简单描述一下各层次和单元模块如下： o 5G承载网：包括 IP承载网（实现 DCI以及核心网络）、 xHaul网络（实现中回传网络以及前传网络）以及 OpenvRAN（与合作伙伴共同提供） 。思科相应的产品和解决方案包括：统一运行 IOSXR网络 操作系统的 ASR9K、 NCS5500以及 NCS500等系列路由平台，内置业内领先的 SDN技术 Segment Routing实现网络即服务的能力开放 ； 并可通过思科 Viptela轻松部署 SD-WAN，实现客户远程网络灵活 组网并 接入云服务平台 。 o 通信云 DC：采用分布式云数据中心架构， 以统一的技术构建标准、开放的云数据中心，包括运营商集团的区域数据中心、省内的本地数据中心、地市分布的边缘数据中心以及端局的边缘数据 中心 。 云数据中心是构建 NFVI的基础，不同的数据中心所承载业务功能可以不同，但可采用相同网络技术和架构实现，同时纳入 上层编排器 的 统一调度和管理。 集团区域和省内本地云 DC承载 5G核心业务网元功能，包括核心 网 控制平面、策略管理、 vEPC、 vIMS、 Gi服务等，除此之外，集团的区域云 DC还 可以提供 托管 、公有云混合云等服务。 边缘云 DC可以用来承载 时延敏感型 边缘计算和雾计算应用（如 IOT、游戏、 V2X等），也可以承载用户平面功能、 CDN、 vRAN等功能 。 云 DC均支持 SDN和虚拟化部署 。 思科在通信云DC层面上不仅提供 ACI和 SPDC数据中心网络解决方案，也能够提供实现 NFVI所需要的计算 和 存储平台，以及业内领先 HyperFlex超融合解决方案 ，以更高的性能以及更优化的配置承载上层虚拟化网元业务 。思科 Tetration实现 实时数据中心分析，结合网络和服务器传感器 提供基于行为的深入应用洞察，从而 简化 可编程基础设施 部署 、 云 迁移 ，并支持 白名单安全 。 o 虚拟化网元和平台， 支持核心网元的虚拟化部署，支持 虚拟化网元的承载，支持对虚拟化资源调度和管理。包括： 集团区域通信云 5G核心网控制平面，省通信云 5G核心网数据面， 5G（地市、端局）核心网数据面边缘计算。思科提供虚拟基础设施管理系统（ CVIM）以及 ULTRA虚拟化服务平台 （如虚拟分白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 组网关等） 。 CVIM是 高性能 的 NFVI软件解决方案，用于创建通信云 DC的云操作环境。 CVIM基于 开放式架构和开源技术， 支持完全自动化的安装配置功能和支持 CI/CD的生命周期管理功能，并进行 了大量的 安全加固和 性能增强 调优， 包括增加了 对无线信号 实时 处理的 加速 功能 。 ULTRA则是完全 基于 NFV、云原生的智能移动核心网 服务交付平台，允许运营商 通过 服务链 灵活 扩展服务，在不影响现有服务链的情况下 生成 新的服务链 ， 以及向服务链添加服务或从服务链中删除服务。 o 自动化运维： 统一调度和编排 核心网 / I P 承载网 / 城域网 / RAN / 网络切片 / 数据中心 等资源，实现资源按业务需要的弹性调度和灵活扩展。思科所提供的自动化运维解决方案包括网络服务编排器 NSO以及Crosswork，二者均具备支持多厂商设备管理的能力 。 思科 Crosswork定义了一个完整的自动化服务框架， 使得 运营商 的运营 和服务交付 变 得 更快、更敏捷、更 简单 、 成本 更 高效 。 思科 NSO则 是行业领先的模型驱动 编排器， 为 众多的 物理设备和虚拟网络功能提供非常强大 网络业务编排功能 。 o 安全防护： 包括：云安全、 Gi-LAN、数据中心安全、企业安全防护 。 思科 5G安全方案不只是在设备、网络、系统、虚拟化、应用服务以及安全管理等各层次的安全策略与部署，更是构建一个完整的安全生态 ，为 5G提供完整端到端安全解决方案 。所涉及的安全产品和解决方案包括： Firepower、 ISE、 AMP、Stealthwatch以及 Umbrella等。 如需进一步了解思科产品和解决方案，请与思科 当 地业务代表取得联系或访问我们的官方网站 来 获取进一步信息。 思科 在 5G 领域 的技术创新 让我们来看看思科在 5G关键领域 的技术创新 ： 1 融合的分组核心 ： 思科已经 将授权的、非授权的以及物联网 IOT无线接入 服务融合到单一的下一代分组核心平台之上。这一 统一云原生平台 支持 控制 /用户平面分离（ CUPS）， 支持 分布式架构和 网络切片 ，能够 全 自动 地进行 服务 的 创建 ， 减少 业务投产 的时间， 从而使得 运营商可以快速实现 增加收入机会。 白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 2 网络切片 ： 我们认为，网络切片应能够 按需 精细地 为每个客户 的 每个服务级别 提供资源 ， 提供差异化服务 ，而不是将所有物联网 的 服务捆绑到一个切片 内 ， 同时 将 商业 服务捆绑到另一个切片 内 。 思科 使用 Segment Routing以及 IPv6实现应用驱动的切片 ，并能实现 按每一应用进行连接以及路径优化 。思科 提出了SegmentRouting的 Flex-algo（灵活算法） 、按需下一跳、基于流自动引流等创新功能 ， 提供了非常灵活的 技术 手段， 使得 能够以 大规模可扩展、 端到端自动化的 方式 来实现 网络切片 。 3 服务自动化 ： 思科 拥有广泛的跨域自动化解决方案 。 思科 Crosswork 在思科网络服务编排器 NSO和广域网自动化引擎 WAE的基础上，结合了高级数据整合、机器学习、事件关联和变更自动化功能， 实现 业界 第一 个 支持多 厂 商 设备 的 跨域 大规模网络 全生命周期 自动化解决方案。 思科 SON及 SONFlex套件 提供了最佳性能、与厂商无关、高度灵活和开放的无线网络自优化解决方案。 4 边缘分布： 思科 融合分组核心 的分布式架构支持更智能的多接入 边缘计算（ MEC）解决方案， 将部分核心网功能（如转发和服务）从中央核心扩展到边缘，一方面可以提高认证和策略控制、广告投放的精准度，另一方面可以使得时间敏感型业务和内容缓冲资源更接近用户，从而提升用户体验、 提高用户满意度，扩大无线投资的价值。 思科 在 MEC中 应用 了 VPP/FD.IO技术 ，从而 实现更好的服务质量和低时延体验。 思科 还 积极推动 Open vRAN生态， 推动从无线接入网到核心网的端到端虚拟化演进。 5 虚拟 化扩展 ： 虚拟化涉及资源弹性， 要求 实现随时随地访问所需的资源 ， 思科 采用 云原生应用 和微服务来实现这一点 ，容器化使得能够以更容易也更稳定的方式生成虚拟服务。 思科 通过 云原生 实现虚拟化的 扩展和容器负载的放置，还通过 VPP实现 虚拟化环境中的转发 优化 。 6 安全性 ： 安全 必须是 5G网络的内在功能 ， 它 固化在完 整服务 之 中 ，而 不局限 在个别 外围设备（如防火墙） 上 ，能够在攻击发生之前、期间和之后保护网络 。 思科 从 整体上考虑安全需求， 并 确保覆盖所有基础 设施 ， 实现端到到的网络安全，使 客户 得网络运营 更 加 轻松 。 思科 还有云集全球安全专家的 Talos， 通过分析恶意软件、漏洞、入侵行为以及最新趋势，提供业内最全面和主动的安全与威胁情报解决方案 。 最后 非常 重要的是， 实现 5G云原生、全解耦的技术环境时，不仅 涉及 南北向的开放接口互联，还涉及东西向的软件集成，这 对 运营商在技能、部署和运营方面提出了极大的挑战，思科 通过提供专业服务和 分步演进 计划使部署变得 更 加 容易，我们的专业知识和资源 能够 帮助 运营商 更快 、更成功地 进 入 5G新时代 。 思科 5G领域的 总体 技术创新 如下图 所示 。 白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 思科全球 5G部署成功案例 思科 5G解决方案，在全球已经开始部署，越来越多的客户（如下图） 正 在其 5G网络 项目 中 部署 思科的移动核心网 、 IP承载网络、 SON以及 SPWIFI等解决方案。 您也可以点击以下的链接，来进一步了解部分公开的客户案例。 Rakuten: 思科助力日本乐天构建云化开放 5G平台 Verizon: 三星及思科团队与 Verizon一起部署第一个多厂商互联的 5G试点 Orange: 欧洲第一个多厂商 5G固定无线接入实验 三星与思科合作在罗马尼亚为 Orange演示 5G增强的家庭娱乐以及智慧城市新应用 5G Rural First: 思科和 29家合作伙伴在 英国 不列颠群岛推出 “大规模 ”农村 5G试验 Spark:Spark与思科达成开发协议推动 5G发展 T-Mobile: T-Mobile选 择思科 实现全国的 虚拟分组核心 SFR: SFR 5G广播试验 Department of Telecommunications (DoT): 思科与 BSNL团队一起推广 5G 白皮书 © 2019 思科及其附属公司 .版权所有。 总结 思科 5G解决方案的宗旨是 IT化和互联网化，这正是 5G所需要的。 思科多年在云、 IP路由、 分组 核心、服务边缘、接入网络、物联网和安全方面多年经验，对 IT系统开源和运营商客户需求的深入理解，可助力运营 商重分发挥 5G潜力，切入垂直行业。 思科的融合架构、自动化方面的解决方案，可帮助运营商 缩短业务提供时间和 节省运营成本。 思科一直是可信赖的 创新 合作伙伴，思科在 5G 领域拥有多项关键技术发明（如承载网的SegmentRouting等），具有世界领先的 IT产品、占据全球领先的市场份额和与时俱进的创新文化 思科 5G解决方案在全球拥有众多客户成功案例， 积累了大量的全球最佳实践 。 现在就 与思科 取得 联系，了解 思科 5G解决方案如何让您在 5G网络的演进中赢得先机。