1、15G 生態解決方案白皮書白皮書V1.05G 生態解決方案2023 年 5 月25G 生態解決方案白皮書版權所有 飛騰信息技術有限公司 2023。受法律保護。轉載、摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點的,應注明“5G 生態解決方案白皮書 v1.0”。違反上述聲明者,將追究其相關法律責任。商標聲明Phytium 和其他飛騰商標均為飛騰信息技術有限公司的商標。本文檔提及的其他所有商標或注冊商標,由各自的所有人擁有。特別提示本文檔僅作為使用指導,飛騰對本文檔內容不做任何明示或暗示的聲明或保證。本文檔中的所有陳述、信息和建議不構成任何明示或暗示的擔保。由于產品版本升級或其他原因,本文檔內容會不定
2、期進行更新,如有變更,恕不另行通知。發起單位飛騰信息技術有限公司聯合單位(排名不分先后):愛瑞無線科技有限公司四川創智聯恒科技有限公司浪潮通信技術有限公司京信網絡系統股份有限公司深圳震有科技股份有限公司中移(成都)信息通信科技有限公司科東(廣州)軟件科技有限公司成都坦達飛信科技有限公司中電工業互聯網有限公司亞信科技控股有限公司廣州愛浦路網絡技術有限公司深圳同泰怡信息技術有限公司無錫沐創集成電路設計有限公司35G 生態解決方案白皮書序飛騰信息技術有限公司 竇強博士 首席科學家、總經理 黨的二十大報告中指出,要建設數字中國,加快發展數字經濟。5G 網絡是數字中國新型基礎設施的重要組成,是萬物互聯的
3、基石。5G 與大數據、人工智能、物聯網等技術結合,支撐我國行業數字化、智能化轉型升級。我國已經建設了全球最大規模公共 5G網絡,在十四五期間,5G在深度覆蓋和行業專網發展上有巨大的市場需求,需要有靈活、創新、安全的 5G 網絡方案支持。作為國內領先自主核心芯片提供商,飛騰一直貫徹“核心技術自主創新,產業生態開放聯合”的發展理念。近年來,飛騰與運營商和眾多生態伙伴積極進行聯合技術攻關,逐步形成了基于飛騰通用 CPU 處理器的自主安全 5G 全棧解決方案,并構建了開放的軟硬件生態體系,為國家 5G 基礎設施建設提供了嶄新的方案選擇。本次攜手 10 余家5G 生態伙伴共同推出飛騰 5G 生態解決方案
4、白皮書 v1.0,展示基于飛騰平臺的5G 無線網、邊緣計算和核心網、專網等系統級解決方案。此外,飛騰正在通過與運營商和生態合作伙伴的緊密合作,共同推進下一代 5G 專用芯片需求定義、軟硬件系統協同優化等工作,為 5G 的廣泛應用提供更加自主安全先進的解決方案。我們希望通過白皮書的聯合發布為產業界帶來新的思考,為客戶帶來新的選擇,共同推進國產 5G 生態的繁榮和產業發展。45G 生態解決方案白皮書1.5G 發展概述1.1.5G 建設及商用加速,與行業應用進一步融合1.2.5G 標準、技術進一步向 5.5G 演進1.3.5G 移動通信產業鏈安全愈發重要2.基于飛騰 5G 生態的解決方案2.1.飛騰
5、產品及整體方案介紹2.1.1.飛騰產品介紹2.1.2.基于飛騰的 5G 解決方案整體介紹2.1.3.飛騰 XG 實驗室助力 5G 生態發展2.2.面向 5G 無線網的解決方案2.2.1.概述2.2.2.愛瑞:5G 云小站及一體化站解決方案2.2.3.創智:5G 云小站解決方案2.2.4.浪潮:5G 云小站解決方案2.2.5.京信:5G 云小站解決方案2.3.面向 5G 核心網及邊緣的解決方案2.3.1.概述2.3.2.震有:基于飛騰平臺的輕量化 5GC 精選解決方案2.3.3.中移成研院:安全增強輕量 5GC 解決方案2.3.4.科東:5G 邊緣通用控制器解決方案010102020303040
6、4050606070911141717182124目錄55G 生態解決方案白皮書2727283134374242424649535455552.4.面向行業專網的 5G 解決方案2.4.1.概述2.4.2.坦達飛信:安全專網解決方案2.4.3.中電互聯:面向工業互聯網的 5G 專網解決方案2.4.4.亞信:面向園區的 5G 專網運營平臺解決方案2.4.5.愛浦路:面向教育行業的 5G 實訓室解決方案2.5.面向 5G 的硬件解決方案2.5.1.概述2.5.2.同泰怡:定制化服務器解決方案2.5.3.沐創:網卡解決方案2.5.4.沐創:加密卡解決方案3.展望4.飛騰 5G 生態圖譜致謝參考資料1
7、5G 生態解決方案白皮書我國移動通信走過了 2G 跟隨、3G 突破、4G 同步、5G 引領的發展歷程,作為“新基建”之首、數字經濟支柱,5G 正在改變人們的生產與生活方式,打通我國經濟社會發展的信息“大動脈”,推動經濟社會發展煥發出新的生機與活力。我國已經建成了規模最大、用戶數最多的 5G 網絡。根據相關報道,截至 2023 年 3 月份,我國已經建成了超過 234 萬個 5G 基站,中國 5G 建設組網方式遵循“宏基站為主實現全面覆蓋、室分跟進補盲補熱”的策略,目前通過宏基站已覆蓋全國所有地級市、縣城城區和絕大部分的鄉鎮鎮區,實現了“縣縣通 5G”、“村村通寬帶”。隨著宏基站站址建設趨向飽和
8、,未來室分基站將成為市場焦點,室分基站能降低部署成本,解決弱信號和盲區的網絡覆蓋問題,并且在工業互聯網、醫療、教育等行業專網市場極具優勢,相比宏基站市場由大型通信設備公司占據,室分基站將給有能力的中小通信廠商帶來機遇。各大運營商在全國建成云資源池和邊緣計算資源池,實現了 2C 用戶和 2B 用戶的算力使用訴求。5G 移動電話用戶達 5.1 億戶,5G 用戶滲透率達 30.3%,同時 5G 對直播、社交、游戲以及線上會議、學習等應用體驗有很大的改善,撬動流量消費快速增長,基礎運營商、互聯網廠商等積極開拓 5G 新通話、超高清視頻、XR/VR、云游戲等 5G 個人應用,進一步提升用戶體驗。5G 與
9、千行百業進一步融合,進入規?;茝V關鍵期。工業和信息化部等 10 部門聯合出臺的5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023 年)進入收官之年,我國行業應用在項目數量和應用領域上全球領先。行動計劃指出,到 2023 年,我國 5G 應用發展水平顯著提升,綜合實力持續增強,打造 IT(信息技術)、CT(通信技術)、OT(運營技術)深度融合新生態深度融合新生態,實現重點領域 5G應用深度和廣度雙突破,構建技術產業和標準體系雙支柱,網絡、平臺、安全等基礎能力進一步提升,5G 應用“揚帆遠航”的局面逐步形成,其中,面向垂直行業領域,大型工業企業的 5G 應用滲透率超過35%,電力、采礦等領域 5G 應
10、用實現規?;瘡椭仆茝V,5G+車聯網試點范圍進一步擴大,促進農業水5G 建設及商用加速,與行業應用進一步融合1.1015G 發展概述25G 生態解決方案白皮書截至 2022 年,5G 標準形成了 R15、R16、R17 三個演進版本。重點完成了 NSA/SA 組網以及eMBB、URLLC 相關技術標準制定,R16 重點支持了車聯網、工業互聯網等低時延高可靠應用場景。R17 在多天線、動態頻譜共享、終端節能、5G 毫米波、高精定位等關鍵技術領域持續增強演進;R17 提出輕量化(RedCap)技術,以低功耗、低成本終端不斷拓展 5G 應用場景;同時引入了面向 NTN(非地面網絡)的 5G NR 支持
11、,支持終端直連衛星通信。5G 將進一步向 5.5G 演進。將在移動帶寬增強、超高可靠低時延、海量機器類通信能力的基礎上,進一步向垂直行業、智能運維等領域擴展和探索,提供泛在萬兆體驗和千億連接能力。5G Advanced 包括 R18、R19、R20 3 個版本,其中 R18 立項已基本確定,預計于 2023 年底標準凍結,將實現以下隨著內外部形勢的劇烈變化及企業自身發展訴求,國內企業愈發重視關鍵核心技術的自主可控。在國產化發展浪潮下,國家密集出臺了涵蓋芯片、操作系統、整機、集成電路、數據庫、云以及信息安全等領域的相關政策;市場方面,從黨政信創到關鍵行業央企均已加大信創方向投入,以此推動關鍵核心
12、技術攻關不斷實現新突破,實現產業鏈高水平自立自強,推動信創的方案、產品也在從無到有,從能用到好用一步步迭代。移動通信產業鏈具有與其他產品的產業鏈相比不同的特點。一是移動通信產業鏈很長,從芯片、天線、終端、基站、儀表、軟件、網絡到服務的各個環節;二是移動通信產業鏈技術進步快,十年一代,需要產業緊密合作;三是移動通信產品與服務關乎安全,關系到國家基礎設施安全、經濟社會安全、商業秘密、公民隱私。5G 作為新一代移動通信技術,涉及端、邊、網、云等整套信息系統,需加快打造從底層芯片到基礎軟件、數據庫再到上層應用自主安全的移動通信產業鏈、供應鏈。5G 標準、技術進一步向 5.5G 演進5G 移動通信產業鏈
13、安全愈發重要1.21.3 性能提升:一是寬帶持續增強,為 XR 等新業務提供更優用戶體驗;二是垂直行業專有場景增強,更好滿足生產線監控、智慧城市管理等典型大上行物聯網應用需求;三是與人工智能融合,提升網絡智能化水平以及對人工智能應用的支持力度;四是通信感知融合,利用感知算法從信道信息中提取環境信息,提升網絡架構和接入網技術對通感融合的支持能力。利等傳統行業數字化轉型升級。社會民生領域,打造一批 5G+智慧教育、5G+智慧醫療、5G+文化旅游樣板項目,5G+智慧城市建設水平進一步提升。每個重點行業打造 100 個以上 5G 應用標桿。35G 生態解決方案白皮書02基于飛騰 5G 生態的解決方案飛
14、騰 CPU 研發團隊通過 20 余年技術積累,已形成完善的研發體系和產品線,一直有力地服務于國家各行業信息化工程。目前的產品主要包括高性能服務器 CPU、高效能桌面 CPU 和高端嵌入式 CPU三大系列,為從端到云的各型設備提供核心算力支撐。2020 年以來,飛騰對高性能服務器 CPU、高效能桌面 CPU、高端嵌入式 CPU 三條產品線進行了全面的品牌升級,凝聚核心價值、打造全新體驗。高性能服務器 CPU 產品線將統一以飛騰騰云 S 系列進行命名,騰云駕數,乘風破浪,為服務器和數據中心應用提供強算力、高并發的計算能力。高效能桌面CPU 產品線將統一以飛騰騰銳 D 系列進行命名,騰銳披堅,追風逐
15、電,打造高性能、高安全的單用戶極致體驗。高端嵌入式CPU產品線將統一以飛騰騰瓏E系列進行命名,騰瓏靈動,烈風迅雷,提供定制化的、契合各行各業嵌入式應用的解決方案。飛騰將繼續堅持核心技術自主創新,騰云、騰銳、騰瓏并駕齊驅,三線齊飛。圖 2.1 飛騰產品路線圖2.1.1.飛騰產品介紹飛騰產品及整體方案介紹2.1 高性能服務器CPU應用于計算和存儲服務器、數據中心等高效能桌面CPU應用于桌面整機、一體機、便攜機等高端嵌入式CPU應用于嵌入式裝備信息系統、工業控制等2014201520162017201820192020202120222023FT-1500A/16FT-2000+/64S2500TB
16、DE2000FT-2000A/2FT-1500A/4D3000FT-2000/4D2000X100飛騰騰云S系列飛騰騰銳D系列飛騰騰瓏E系列飛騰CPU的配套芯片,與騰云S、騰銳D等CPU搭配構成全國產化方案飛騰X系列套片45G 生態解決方案白皮書飛騰高性能服務器 CPU 最新產品是 2020 年量產的飛騰騰云 S2500,集成 64 個飛騰自研FTC663 核,主頻 2.0-2.2GHz,單芯片典型功耗 150W,支持 2-8 路直連,依托該芯片,可以形成128 核-512 核的計算機系統,在大規模集群計算、高性能數據中心等應用場景下表現優異,適用于 5G邊緣計算、5G NFV 核心網領域。此
17、外,2017 年量產的 FT-2000+/64,集成 64 個飛騰自研 FTC662 核,主頻 2.0-2.3GHz,典型功耗 100W,峰值性能 588.8Gflops,可以勝任科學計算、云數據中心應用,可應用在 5G BBU、輕量 5GC 場景。2020 年上市的桌面端 CPU 騰銳 D2000,集成 8 個飛騰自研 FTC663 核,TDP 功耗 25W,主頻最高可達 2.6GHz,內置密碼加速引擎,集成系統級安全機制,能夠滿足復雜應用場景下的性能需求和安全可信需求,同時支持商業檔和工業檔質量等級。在這一次新基建大潮中,飛騰將堅持“核心技術自主創新,產業生態開放聯合”的發展理念,以更開放
18、的心態與合作伙伴聯合推進國產 CPU 的技術和產品演進,以更開放的心態賦能生態伙伴,共同擁抱新基建紅利,共同啟動經濟發展的新引擎,共贏未來。飛騰聯合生態伙伴基于 FT-2000+/64、飛騰騰云 S2500 平臺打造國產化 5G 云小站、MEC、5G核心網三大系統。云小站部分,基于飛騰 FT-2000+/64 定制化服務器配合加速卡實現 5G RAN 協議棧部署,加速卡通過前傳接擴展單元和射頻單元可支持 4 個 2T2R/4T4R 小區,支持 2.6G、3.5G、4.9G 以及 NR-U頻段,以 2.6G 頻段為例,下行峰值速率可達 750Mbps 以上,上行可達 200Mbps 以上,滿足運
19、營商及行業客戶的功能及性能要求。核心網部分,基于飛騰騰云 S2500 可部署 NFV 網絡云,適配開源或國產操作系統,支持主流廠商圖 2.2 基于飛騰平臺的 5G 解決方案架構圖2.1.2.基于飛騰的 5G 解決方案整體介紹5G云小站框架光纖互聯 Arm v8 指令集64核心 2.2GHzFT2000+/64PCIePCIeLinux RT 操作系統 CU 軟件 BBU網管監控AMFSMF接入/移動/會話管理AUSFUDM/UDR用戶鑒權管理PCF5G核心網(控制面)FT2000+/64、S2500FT2000+/64、S2500遠端單元pRRU遠端單元pRRU加速卡網卡擴展單元EUDU 軟件
20、UPFMEC55G 生態解決方案白皮書云化平臺;軟件層面可以實現控制面與用戶面分離,控制面支持標準微服務(SBA)架構;基于 FT-2000+/64、飛騰騰云 S2500 還可構建輕量化 5GC,支持虛機、容器、裸機等多種部署方式,支持10Gbps/20Gbps/50Gbps 等多種規格。邊緣計算部分,飛騰與業界主流云平臺均已完成適配應用,基于 FT-2000+/64、飛騰騰云 S2500為多種邊緣計算場景及環境提供高算力、高吞吐、低功耗的 MEC 系統 MEC 平臺之上可靈活部署UPF、5G 網元、CDN 行業應用等,提高了資源利用率和部署的靈活度。飛騰 XG 云網開放實驗室(以下簡稱“XG
21、 實驗室”),主要面向 5G、6G、算力網絡等技術領域,聯合眾多伙伴單位推動 5G 等移動通信技術生態發展。各方基于飛騰平臺開展PoC測試、互通測試、工具開發、技術攻關、性能優化、解決方案孵化等活動,并借助飛騰和實驗室伙伴豐富的行業生態體系開展產品與解決方案的宣傳推廣和項目落地,實現飛騰平臺5G、6G、算力網絡等技術生態伙伴的價值共贏。目前為止已有包括服務器、無線設備、核心網絡設備、邊緣設備廠商以及應用軟件廠商等在內的正式會員單位 30 余家。目前實驗室主要提供以下功能及服務:(1)適配認證服務及重點技術攻關。XG 云網實驗室 面向 5G/6G/算力網絡等方向提供開放式的云基礎設施資源、技術支
22、持,支撐用戶開展軟、硬件產品在飛騰技術架構上的適配驗證、互通測試、產品認證推動行業解決方案落地測試,并為伙伴提供解決方案級測評認證服務,支撐用戶業務活動。(2)標準及協會。針對 5G/6G 等場景,面向無線網、核心網、邊緣計算、行業專網、算力網絡等技術方向,在 CCSA、O-RAN、多樣性算力聯盟、5G AIA 等協會組織,聯合合作伙伴進行標準制定、參與協會活動。(3)生態合作。相關行業伙伴及實驗室可與 XG 云網實驗室建立合作,共享技術成果,聚焦典型行業應用場景,共同面向行業用戶開展基于飛騰平臺的技術研究、產品認證、解決方案驗證落地,推進典型行業場景的創新升級。2.1.3.飛騰 XG 實驗室
23、助力 5G 生態發展65G 生態解決方案白皮書無線接入網作為 5G 網絡系統中至關重要的組成部分,具有設備數量多且位置更靠近用戶的特點,5G 基站的實時性、峰值速率、安全性、可靠性等指標將直接影響 B 端行業應用和 C 端大眾應用的最終功能及性能體驗。5G 基站負責與終端、核心網之間的通信功能?;驹O備按功能可劃分為基帶單元、射頻單元、天饋單元等幾個主要模塊,各模塊之間通過外部接口或內部接口互連。5G 基帶單元負責實現 5G 協議物理層、MAC 層、RLC 層等協議基本功能以及接口功能,其中協議基本功能包括用戶面及控制面相關協議功能,接口功能包括基站設備與核心網之間的回傳接口、基帶模塊與射頻模
24、塊之間的前傳接口、同步 接口等。5G 射頻單元主要完成數字信號與射頻模擬信號之間轉換,射頻信號的收發處理功能,還需要支持上移到射頻模塊中的一部分物理層功能等。按照基站設備硬件類型劃分,5G 基站設備可分為專用硬件平臺和通用硬件平臺兩類。5G 基站設備可以基于通用硬件平臺來實現部分協議功能。通用硬件平臺在 5G 行業專網不同特性需求的支持上可以更加靈活的實現,并且隨著未來無線接入網向算力化、虛擬化、智能化等方向的技術演進,通用硬件平臺將利用天然的算力底座優勢及與云原生、AI 等技術的既有融合特點將在 5G基站領域進一步發揮其技術價值。當前,國內基于通用硬件平臺的 5G 基站設備中,主要分為 x8
25、6 平臺和 Arm 平臺兩大路線。飛騰作為國產 Arm 架構芯片公司,提供 5G 基站領域 CPU、實時性、指令優化、網絡加速等系列底座硬軟件技術支撐,已配合包括京信等頭部伙伴在內的多家廠商開發出了基于飛騰 CPU 的商用 5G 基站設備,這些設備滿足運營商集采技術要求并成功通過相關測試,且已在工業等多個市場實現商用落地。同時,飛騰還與運營商及多家業界重要伙伴聯合定制下一代面向無線設備的核心 CPU,不久將面世,進一步助力我國 5G 基站設備的持續演進。2.2.1.概述面向 5G 無線網的解決方案2.275G 生態解決方案白皮書該方案具有如下特點:1.4G/5G 雙模:單卡雙模,集 4G/5G
26、 物理層加速、同步和前傳于一體,集成度高,方案更為簡潔,易于維護;軟件可靈活配置 4G 和 5G 的小區數,在不改變硬件形態情況下,易于實現 4G 和 5G 的彈性擴容。2.部署靈活:場景 1:物理層全卸載到 vDU 卡上,模塊劃分清晰,易于與異廠家協議棧集成;場景 2:vDU 卡實現基站完整功能,核心網或邊緣計算應用運行在飛騰服務器上,實現 5G 與邊緣計算融合。3.易定制化:支持 in-line 加速模式,提升處理效率;可編程,易于擴展和定制化。室內射頻單元BBU(CU+DU)NGeCPRI/CPRIAir擴展單元室內覆蓋用Type 1 4G/5G雙模飛騰服務器vDU-IeCPRICPRI
27、 or CPRICPRI or eCPRI eCPRI室外射頻單元CPRI 或 eCPRI RU室內覆蓋場景1個EU帶多個RU+Type 2 部署靈活Type 3 易定制化 飛騰服務器vDU-II+飛騰服務器FPGA加速卡5G云小站核心網EURUeCPRI/CPRIUE圖 2.4 愛瑞 5G 云小站方案架構圖(1)5G 擴皮云小站解決方案愛瑞 5G 方案包含基帶處理單元(BBU)、擴展單元(EU)和射頻單元(RU),其中 BBU 由國產飛騰服務器搭配愛瑞無線多種 vDU/FPGA 加速卡構建而成,滿足客戶差異化需求?;陲w騰 FT-2000+/64 服務器和愛瑞的物理層加速卡,服務器上運行 L
28、2/L3 協議棧,加速卡上運行物理層軟件,加速卡通過前傳接擴展單元和射頻單元,滿足運營商客戶的功能及性能要求。2.2.2.愛瑞:5G 云小站及一體化站解決方案UECU+DURUEth10Gbps Eth 10GbpsOTA5GCEU Eth 10Gbps基于飛騰CPU的服務器 基于飛騰CPU的服務器 18:33 PMSSS+85 123 1234 1234SSS 07:55圖 2.3 愛瑞 5G 解決方案架構圖85G 生態解決方案白皮書(2)5G 一體化基站解決方案愛瑞一體化小站主要由一體化室外覆蓋系統(含基帶和覆蓋單元)構成,采用扁平化網絡架構,相比傳統宏基站,具有快速建網、維護成本低等優點
29、,可以滿足農村郊區等弱信號覆蓋區域的補盲應用場景?;陲w騰 FT-2000/4 處理器和愛瑞的加速模組及 L1/L2/L3 軟件,實現低成本的室外一體化站,滿足城中村、商鋪、專網等各場景熱點補盲的需求。一體化小站的基帶單元主要具備無線資源管理、移動性管理、物理層處理、收發機功能和設備狀態監控等功能,支持通過皮基站網管進行遠程軟件版本升級,參數配置/查詢,狀態監控/查詢,故障管理,支持將相關信息上報給皮基站網管。覆蓋單元主要完成射頻處理及無線信號的收發。(4)相關產品愛瑞 5G 擴皮云小站、愛瑞 5G 一體化基站。(5)支持的飛騰 CPU 平臺愛 瑞 5G 解 決 方 案 支 持 FT-2000
30、+/64 以及 FT-2000/4 平臺。(6)伙伴信息愛瑞無線專注于大規模商用級別 5G 核心物理層技術、產品、系統的研發,致力于為開放的 5G網絡設備行業賦能,向國內外多個大型無線設備商、系統集成商、運營商提供 5G(sub-6G 和毫米波)、4G LTE、NB-IoT、Cat-M 物理層技術。愛瑞無線業務包括基帶軟件(物理層及 L2/L3 協議棧)、模組(DU、RU 及擴展單元)、4G/5G 基站端到端系統、物理層鏈路級仿真平臺(nr phy sim software)等。愛瑞無線在廈門、成都兩地開展業務。愛瑞無線向客戶提供即插即用的 vDU(PCIe 卡)、DU,并預先集成了 5G 物
31、理層軟件和 L2/L3協議棧軟件。這將大幅縮短從芯片到 5G 應用所需的時間,為客戶節省寶貴的時間和成本。愛瑞無線已與多家國內外 L2/L3 協議棧廠商、核心網廠商、RU 廠商完成了集成,可以根據客戶需求提供多樣化的基站系統方案和產品。愛瑞無線在專網領域有豐富的商用經驗和根據應用場景進行定制化研發的能力,可為業界伙伴提供高可靠性、低時延的 5G 專網解決方案。作為為數不多的擁有大規模商用級別 5G 核心物理層技術及系統解決方案的公司,愛瑞無線業務范圍覆蓋全球多個國家,服務基站超過 50 萬站,覆蓋終端超過 2 億。圖 2.5 愛瑞 5G 一體化站方案架構圖L1L2/L3DriverHigh P
32、HY PCIeDPDK/PCIe Driver EthernetLow PHYPHYTIUM FT-2000/4L1L2L3DFERFIC JESD204BPALNARF95G 生態解決方案白皮書(1)方案詳情基于通用硬件平臺的 5G 小基站產品,很多方案采用 X86 架構,物理層也基于 X86 架構進行架構設計和算法框架搭建,但該架構存在功耗及供應鏈安全等方面的隱患。結合創智聯恒在 5G 小基站核心技術的積累,以及飛騰在 ARM 架構處理器上的完全自主設計能力,創智聯恒聯合飛騰基于飛騰 ARM 服務器進行 5G 小基站的開發。在降低基站成本和功耗的基礎上,實現 5G 基站關鍵硬件和 5G 基
33、帶 BBU核心技術的自主可控?;陲w騰 ARM 服務器+創智自研前傳加速卡,實現 5G NR 小基站 BBU High PHY 的全部功能。結合創智自研加速卡,實現 Low PHY 以及前傳和加速功能,組成完整的 5G NR 小基站基帶 BBU 功能,實現 5G NR 小基站基帶軟硬件全國產目標。產品方案架構框圖如下:(2)產品性能規格2.2.3.創智:5G 云小站解決方案CPU自研前傳加速卡PCIE 3X84X10GE前傳口2X10GE回傳口飛騰 ARM 服務器圖 2.6 創智 5G 解決方案架構圖規格規格詳情小區規格4*2T2R吞吐率兩小區上行:2*140Mbps兩小區下行:2*750Mb
34、ps用戶數接入用戶數:1200穩定性72 小時長保105G 生態解決方案白皮書(3)相關產品創智 5G 云小站。(4)支持的飛騰 CPU 平臺創智 5G 解決方案支持 FT-2000+/64 平臺。(5)伙伴信息四川創智聯恒科技有限公司成立于 2018 年 3 月,注冊資金 5000 萬元。作為創意信息控股子公司、5G戰略的承載者,創智聯恒是國內少數具備5G物理層技術的研發廠家,具有完全自主可控的物理層技術,端到端的產品開發能力,并對特定行業和垂直行業提供定制化解決方案。四川創智聯恒逐漸從地基技術、產品和解決方案,開始向衛星互聯網 5G-Advance 發展,形成天地互聯的解決方案,奠定 B5
35、G 時代的基礎,為 6G 儲備技術。目前創智聯恒成為首批進入衛星互聯網標準組成員之一,5G 衛星通信產品進入我國低軌寬帶衛星互聯網第一梯隊。115G 生態解決方案白皮書隨著數字化轉型的深入,5G 移動通信技術正與人工智能、物聯網、云計算、大數據、邊緣計算等技術深度融合,加速各行各業向數字化、網絡化、智能化轉型,開啟數字經濟的新時代。盡管全國 5G 公網已覆蓋全國所有市縣和絕大部分鄉鎮,但國內 5G 頻段主要在中頻段上,覆蓋距離短穿透性差,而低頻段覆蓋廣但帶寬低容量有限,5G 小站作為一種低成本覆蓋解決方案,可以有效進行室內外熱點覆蓋和補盲。同時,5G 小站也可以在行業專網上大顯身手,促進 5G
36、 與垂直行業的深度融合,賦能千行百業??紤]到國內運營商及大量行業客戶對于芯片平臺的低成本、自主可控等需求,浪潮通信技術推出了云熠國產 5G小站產品。(1)方案詳情浪潮云熠 5G 小站產品包含 5G 基帶單元 iBBU,5G 擴展單元 iEU 和 5G 無線射頻單元 iRRU,其中,5G 無線射頻單元包含室內無線射頻單元和室外無線射頻單元。浪潮國產化 5G 基帶單元,由飛騰 FT-2000+64 核服務器和基帶處理卡組成,配合開源操作系統和自主研發的協議棧軟件,真正實現了低成本自主可控。自主研發的基帶卡采用標準 PCIE 卡設計,基帶芯片采用國產 SoC,前傳接口由 4 個光口組成,并支持與基帶
37、間的靈活映射。除此之外,基帶卡還實現了完善的時鐘功能,包括支持 GPS、北斗、1588v2 等多種同步方式、時鐘保持等。浪潮 5G 基帶單元主控平臺采用開源操作系統,并對實時性進行增強設計和實現,以滿足調度對實時性要求。軟件采用浪潮自主研發商用 5G 協議棧,與物理層之間采用標準 FAPI 接口設計。前傳接口采用 Option7-2 切分,物理層 High PHY 功能完全卸載到基帶 SoC 上處理,功耗更低,同時降低對主控CPU 的性能要求浪潮5G基帶單元采用ARM架構CPU,加上基帶采用SoC設計,使其在實現同等處理能力條件下,整機能效比更高,功耗降低 20%以上,幫助客戶降低運營成本。同
38、時,硬件平臺的通用化和軟件平臺的開放架構,使得基站與輕量化核心網5GC、邊緣計算平臺MEC融合部署成為可能,既適合BBU云化演進,2.2.4.浪潮:5G 云小站解決方案iBBU核心網iEUiRRUiRRU圖 2.7 浪潮 5G 云小站產品圖125G 生態解決方案白皮書圖 2.8 浪潮 5G 云小站解決方案架構圖也有利于專網應用的本地化部署,降低業務時延,提升數據安全性。系統架構框圖:(2)功能特點主要功能特點:國產芯片設計方案,自研協議棧,滿足自主安全可控要求 支持多種靈活的幀結構,適應不同運營商和行業用戶應用需求 具備小區合并與小區分裂能力,靈活的組網方案 內置業務智能感知無線控制特性,可實
39、現無線參數自適應、自優化 基于 Arm CPU 和基帶 SoC 芯片,整機集成度高,功耗更低 行業特色增強,為智能工廠、智慧園區、礦區、機場碼頭等行業應用提供低時延、高可靠的高速網絡;對信創、自主安全可控有明確需求的特定行業 提供定制開發能力,可快速響應特定用戶個性化需求(3)產品規格基于飛騰平臺的國產化 5G 基帶單元,規格參數如下:RRC(L3)SDAPPDCP(L2)RLC(L2)MAC(L2)FAPIFT-2000+/64SecurityOAMDataControl國產基帶SoCHighPHY(L1)Memory(DDR,FLASH)ClockingPower SupplyeCPRIF
40、APIOption7-2PCIE回傳指標規格參數制式5G NR TDD帶寬100M小區容量4*2T2R or 2*4T4R用戶容量400 激活用戶/小區幀結構2.5ms 雙周期,5ms 單周期,1D3U回傳接口2*10G前傳接口4*10G/25G 自適應,eCPRI(Option7-2)擴展單元數量4 個同步方案GPS、北斗、1588v2供電AC 220V/DC-48V 可選小區合并,小區分裂支持135G 生態解決方案白皮書(4)支持的飛騰 CPU 平臺浪潮 5G 云小站解決方案支持 FT-2000+/64 平臺。(5)伙伴信息浪潮通信技術有限公司,致力于成為領先的新一代云網融合通信產品和服務
41、提供商,聚焦通信、制造、能源、交通、水利、醫療、文旅、智慧城市等關鍵行業領域,提供開放、多元的新一代云網融合通信產品及服務。圍繞 B5G 戰略,浪潮聚焦行業數字化轉型最后一公里,打造了云網融合全棧產品和服務體系,包括面向行業的 5G 網絡和 5G 邊緣計算兩大類產品及 5G 運營支撐服務。145G 生態解決方案白皮書(1)方案詳情隨著 5G 市場的不斷發展,結合眾多客戶的需求和自身產品的研發進度,京信推出了基于飛騰平臺的國產系列 5G 云化產品,通過統一的云底座實現各功能網元及工業應用的統一管理。該方案硬件采用飛騰FT-2000+/64 芯片作為 5G 基站、5G 核心網和網管設備的主 CPU
42、 平臺。飛騰 FT-2000+/64 芯片集成 64 個飛騰公司自主研發的高能效處理器內核,具有高算力、高擴展、高安全、支持云化、低功耗等特點,是目前國產 5G 網絡市場上眾多業界主流廠商的主要選擇。軟件采用 K8s 進行統一管理,網元以容器方式進行部署并支持已有的 KVM 業務。本方案以 5G 智慧工廠場景為例,采用飛騰 FT-2000+/64 通用計算平臺,云化方式部署 5G 網元及第三方工業應用,來滿足工廠客戶對高帶寬、低時延、廣連接、高可靠、高安全等業務的需求。通過建設 5G 專網,以及智能化工廠融合管控平臺、企業云平臺和大數據處理中心等基礎設施,打造“云邊端”的 5G 智慧工廠系統,
43、促進工廠數字化轉型升級和高質量發展。部署一套 5G 輕量級核心網,在工廠生產車間部署無線接入系統:5G 主機單元(BBU)、5G 擴展單元(HUB)、5G 覆蓋單元(pRRU),用于工廠內 5G 無線信號覆蓋;利用 5G 工業網關把工廠原有生產設備接入5G網絡;5G工業網關及終端使用特制白卡接入5G網絡,自主發卡,無流量費用;同時,部署一套網管對整個專網系統設備進行管理、維護。5G 物理獨立專網高可靠、數據安全,生產數據不出園區。2.2.5.京信:5G 云小站解決方案攝像頭攝像頭自動控制自動控制5G 5G 覆蓋單元覆蓋單元5G 5G 主機單元主機單元5G 5G 核心網核心網(5GC 5GC)工
44、業云平臺工業云平臺5G 5G 擴展單元擴展單元CPECPE定位終端定位終端交換機5G 5G 覆蓋單元覆蓋單元5G 5G 擴展單元擴展單元網網管管系統系統時鐘時鐘服務器服務器圖 2.9 京信 5G+智慧工廠解決方案架構圖155G 生態解決方案白皮書MEPAPPK8S MasterOAMAPP Mgmt5GCIMSIperf/FTPMANOKube-virtCentOS5GC服務器K8S SlaveOAMAPP MgmtUMSIperf/FTP飛騰CPU,MEM,StorageCentOS網管服務器K8S SlaveOAMAPP MgmtCU/DUUPF飛騰CPU,MEM,StorageCentO
45、S(RT)BBU服務器1前傳前傳前傳DP Accelleration and FPGA飛騰CPU,MEM,Storage Accelleration and FPGAK8S SlaveOAMAPP MgmtCU/DUUPF飛騰CPU,MEM,StorageCentOS(RT)BBU服務器N 前傳前傳DP Accelleration and FPGA圖 2.9 京信 5G 端到端系統方案圖5G 業務網元由部署在 5GC 上的主控節點進行統一管理,5GC 和網管服務器上除部署本身業務外,還可部署網優輔助應用,例如 Iperf 和 FTP 等,滿足 5G 專網性能驗證需要。所有服務器節點均支持第三方
46、應用部署。在工廠內部署 5G 專網,將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部連接起來,構建統一的互聯網絡。由于 5G 帶寬大、實時性和可靠性高,將替代原有工廠網絡并結合工業互聯網,打造數字化車間和智能化工廠,實現生產運營的透明化、產供銷的協同及異地工廠的高效協同制造。(2)相關產品1.5G 主機單元(BBU):負責基帶數字信號處理,上層協議棧數據處理。2.5G 擴展單元(HUB):將所接 pRRU 上行 IQ 數據匯聚,同時也支持將級聯的下一級 HUB 的IQ 數據匯聚;支持下行信號廣播。3.5G 覆蓋單元(pRRU):主要將基帶數字信號轉換成模擬信號,然后調制成高頻射頻信號,再通過功放單元放大功
47、率,通過天線發射出去。4.1588 時鐘服務器:通過室外 GPS/北斗獲取同步信號,為廠內基站系統提供時鐘同步源及傳輸接入。5.5G 核心網:主要是提供廠內無線網絡的注冊和控制、業務的鑒權、數據的交換等功能。6.5G 工業網關:將高速 5G 信號轉換成有線工業控制信號,把工廠原有設備接入至 5G 網絡。7.統一網管:實現對 5GC、BBU、HUB、pRRU、5G 工業網關等各種設備的監控管理,提供7*24 小時在線業務能力,給用戶提供簡潔、高效的可視化運維服務。165G 生態解決方案白皮書(3)支持的飛騰 CPU 平臺京信 5G 解決方案支持 FT-2000+/64 平臺。(4)伙伴信息京信網
48、絡系統股份有限公司是京信通信(HKEX:2342)控股子公司,成立于 2003 年,在廣州科學城設有總部研發基地 40000m2,在廣州開發區擁有生產基地 40000m2。公司是集研發、生產、銷售及服務于一體的全球領先的網絡產品解決方案及服務提供商。提供移動通信全場景化大功率基站、微基站、皮基站、飛基站產品及相關延伸覆蓋產品深度覆蓋解決方案,提供有競爭力的 Open RAN 相關產品、終端及數通產品,在 5G 垂直行業方面,提供適配目標行業需求和應用的基礎網絡及平臺解決方案。在直放站及 DAS 產品領域、開放網絡小基站產品領域推出引領行業技術發展的解決方案。在國內各省市設有銷售服務平臺,國際設
49、有 10+分支機構,為全球 100+國家和地區的客戶提供了移動網絡覆蓋及行業應用整體解決方案和服務,其中光纖分布系統及直放站國內市場占有率第一,開放網絡小基站為國內領頭羊,市場占有率亦位列第一。公司始終以技術創新打造產品核心競爭力,現有 1300+人,其中 40%以上為本科及以上學歷研發人員,涵蓋無線通信系統、通信協議棧、小基站產品、無線開放網絡等專業領域人才,在各涉足產品領域均掌握了關鍵核心技術,已獲得國內外授權發明專利 1100 余項,獲得 2018 年國家科學技術發明二等獎、2015 年、2019 年中國通信會科學技術一等獎、第 15 屆中國專利優秀獎,第三屆廣東省專利金獎等 20 余項
50、科技獎,主導及參與制訂國家和行業標準 70 余項。175G 生態解決方案白皮書(1)5G 輕量核心網介紹用于專網場景、可獨享、安全、低成本的輕量核心網:一方面,在面向專網部署時,核心網不同廠家的核心網 CP 和 UP 以及網管系統難以實現互聯互通,且使用 MEC 和 UPF 下沉方案時各行業客戶極易被公網設備廠商綁定。另一方面,公共安全、高端智能制造等不少行業出于對數據安全、終端管理的極高要求更傾向于一張獨立網絡,但專網場景部署公網核心網,其有大量軟件功能冗余且性能太高與實際需求不符,導致較高的技術門檻和成本。故需滿足以下原則進行輕量 5GC 設計。1)網元功能裁剪和定制。一方面行業專網內的網
51、元功能要求相對簡單,商業模式也不局限于流量計費,且多數場景不涉及跨區域切換等,因此針對部分網元的功能可以進行精簡。比如 UPF、AMF 中的 DPI、內容計費、AMF 重定向等功能。另一方面,針對某些特定場景比如工業互聯網,還需定制 5G LAN、TSN 等功能2)網元裁剪和合設。5G 輕量化核心網基于服務化架構,可裁剪掉不必要的網元,簡化部署 AMF、SMF、UPF、AUSF、UDM、UDR、PCF、NSSF 幾大網元。而功能類似、流程聯系緊密的網元則通過合設節省系統內存資源和計算資源的開銷。比如 AUSF 作為生產者為 AMF 提供 UE 鑒權服務,故將 AUSF 與 AMF 合設。UDR
52、 作為 UDM 的后端一起負責用戶統一數據的處理,故將 UDR 和 UDM合設。3)設備規格按需定制,底層軟硬件自主可控。針對不同話務量不同上下行速率需求,靈活配置不同規格的通用服務器或者工控機,對轉發數據量特別大的場景還可增配硬件加速卡,提升系統吞吐率。針對垂直行業用戶對服務器硬件和操作系統/數據庫等基礎軟件的安全可控要求,需配置包含 CPU、內存、OS、數據庫等國產化軟硬件。4)支持多種形式靈活部署。支持裸機、容器、虛擬機部署,匹配不同行業客戶的差異化需求。(2)5G 邊緣計算介紹在 IoT 和 5G 融入千行百業的需求推動下,相比于云計算,通過在網絡邊緣側為用戶 IT 服務和云計算功能的
53、邊緣計算(ETSI 定義 Multi Edeg Computing-MEC,即多接入邊緣計算)應運而生。邊緣計算技術可以接入 5G、WIFI、固網等多種接入方式,同時能夠有效地降低網絡運營和服務交付的時延,并提供更好的用戶體驗。5G 邊緣計算是指與 5G 網絡相結合的邊緣計算系統,設備主要是邊緣服務器,通過電信運營商的無線接入點及 5G UPF 側部署的小型數據中心。結合網絡功能虛擬化(Network Functions Virtualization,NFV)和軟件定義網絡(Software Defined Networks,SDN)等技術,邊緣計算可以在虛擬化平臺上完成部署。除了邊緣服務器之
54、外,邊緣計算還包含面向各個行業的邊緣網關/控制器設備,其特點是算力更小,主要承擔數據卸載、多類工業協議處理等。5G 邊緣計算主要優勢如下:1)更低的時延。邊緣計算技術可以在 RAN 的邊緣側以及 UPF 下沉側為終端設備提供計算服務,業務數據無需跨越網關和骨干網,降低了傳輸時延,提升了響應速度。2.3.1.概述面向 5G 核心網及邊緣的解決方案2.3185G 生態解決方案白皮書對于 5G 行業用戶的生產園區,由于其靈活多樣化的業務場景,使得行業用戶對業務時延、帶寬、設備移動性等有非常高的要求。行業用戶需要建設一套專用高性能、靈活便捷、深度定制的 5G 專網,以解決現有無線公網的問題。(1)方案
55、詳情飛騰與震有科技 5G 專網通信解決方案的核心組件,是基于飛騰 CPU FT-2000+/64 或飛騰騰云S2500 的服務器的 5G 核心網(5GC,5G Core)。震有科技 5GC 按功能劃分為控制面和用戶面,其中控制面負責接入移動性管理、會話管理,用戶面負責用戶數據轉發。作為專網移動網絡系統的通信管理和控制中樞,其控制面網元 UDM(Unified Data Management,統一數據管理)、AMF(Access and Mobility Management Function,接入及移動性管理功能)、SMF(Session Management Function,會話管理功能)
56、等,主要完成認證服務、接入和移動性管理、會話管理等功能;用戶面網元 UPF(User Plane Function),主要負責用戶數據包的路由和轉發相關功能。核心網整體采用虛擬化部署架構,各個網元之間支持開放的 OpenAPI 接口,可以滿足核心網的彈性部署以及定制化功能快速開發的需求。5G 核心網軟硬件配置,如下表:2.3.2.震有:輕量化 5GC 精選解決方案2)用戶數據更安全。企業專有部署的邊緣服務器中,可以實現用戶數據不出廠區,并由行業客戶進行數據管理授權、訪問控制并且分類不同級別的服務請求,可以有效降低了隱私數據的泄露。3)更高的效能。終端設備可以將計算密集型業務協調至邊緣服務器上進
57、行處理,比如 5G 云游戲、5G 遠程駕駛等,在減輕本地計算負載的同時,顯著降低網絡空口上的數據傳輸能耗。UERANDNPCFAUSFNSSFNEFNRF虛擬化/網絡編排(可選功能)5G接入網層5G核心網-用戶面層5G核心網-控制面層AMFSMF用戶鑒權管理UPF接入/移動/會話/策略與計費管理網絡切片&管理系統 NSMFAPI GWPortal網絡能力開放系統 API GWUDM/UDRP-CSCFS-CSCF MGWSBC DNS/ENUMI-CSCF MRFPMRFC MGCF MMTel ASTASEMS/OSS 固話移動網IP-SM-GWIMS 核心網飛騰CPU飛騰CPU圖 2.10
58、 震有 5GC 系統方案圖195G 生態解決方案白皮書產品名型號服務器NF2180M3 或 TE327 或 EF860 等等CPU飛騰 FT-2000+/64 或 S2500硬盤480GB*2、2TB*2內存2668MT/s DDR4 32GB*4UPF 用戶面網卡沐創 N10*25GC 硬件典型配置5GC 軟件典型配置(實驗室)5GC 功能項(2)功能、性能該方案在飛騰開放實驗室完成測試。測試例中的重點功能項如下表:測試例中的重點性能項,如下:UPF 網元性能,決定 5GC 性能,經飛騰開放實驗室調優驗證該方案 UPF 基礎轉發性能(TE327服務器配置雙 N10 網卡),達到 40Gbps
59、,對齊業界領先水平;終端用戶數(用戶數測試例,獨立于上述吞吐量測試例):使用單節點標準服務器配置,支持 2 萬產品名型號版本操作系統麒麟V10數據庫達夢數據庫8.05GC 的 AMF 網元AMFV1.00 B02D015GC 的 SMF 網元SMFV1.00 B02D015GC 的 UDM 網元UDMTS7.0_UDM_DMREL_00015GC 的 UPF 網元UPFV1.0.0.4測試大類具體功能測試結果及效果移動性管理終端附著通過,實體 UE 上成功顯示 5G 和流量標識注冊流程通過,消息跟蹤流程正確會話管理PDU 會話建立通過,UE 建立 PDU 會話并成功訪問業務PDU 會話釋放通過
60、,UE 的 PDU 會話釋放成功基本業務號碼查詢通過,接通后實現本機號碼播報VoNR 通話通過,UE 語音通話清晰視頻通話通過,UE VoNR 通話聲音清晰、視頻不卡頓短信業務通過,短信發送、接收成功瀏覽網頁及視頻通過,HTTP 業務正常訪問205G 生態解決方案白皮書激活用戶;單用戶場景,用戶面時延(含空口時延)小于 30ms。(3)相關產品震有科技 5G 核心網:主要網元組件是 v1.00 版本,包括:NFV 云平臺及 AMF、SMF、UPF、PCF、AUSF、NSSF、UDM、NEF、NRF 等 5G 虛擬化網絡應用。震有科技 IMS 核心網產品:包括:企業級 IMS,輕量級 IMS-5
61、2H。(4)支持的飛騰 CPU 平臺震有 5GC 及 IMS 系統支持飛騰 S2500 和 FT-2000+/64 平臺。(5)伙伴信息深圳震有科技股份有限公司(688418.SS)成立于 2005 年,注冊資本 1.936 億元,是一家專注于提供通信設備和解決方案的國家級高新技術企業,國家規劃布局內的重點軟件企業。經過多年的產品研發及技術創新,公司形成了包括 5G 核心網、IMS、RCS、UPF、XG(S)-PON、OTN-CPE、MSAN等覆蓋核心層、匯聚層和接入層的全網絡產品體系,以及智慧城市、應急管理、智慧礦山、智慧園區等專網解決方案。目前公司擁有覆蓋全球的市場運營體系和技術服務網絡,
62、產品已進入亞太、歐洲、南美、中東等 40 多個國家和地區,為電信運營商、政企事業單位、礦山、電力等客戶的通信及數字化建設賦能。公司名稱:深圳震有科技股份有限公司企業官網:http:/215G 生態解決方案白皮書(1)方案詳情5G 保密專網總體解決方案基于傳統 5G 專網實現“內生安全”增強功能,并疊加 5G 安全新技術,實現 5G 安全增值功能,包括數據面和語音面的安全增強,以及 5G 專網的可靠性等。以 5G 推進政企類、工業類、教育類等用戶數字化轉型,滿足各行各業安全、自主、靈活的需求。5G 輕量化核心網方案采用 SBA 架構,基于通用硬件計算資源來設計,具有良好的硬件兼容性,高可伸縮的系
63、統容量支持,以便系統可方便部署于各種硬件平臺,比如:虛擬化部署、云化部署、本地服務器部署或工控 SBC 部署。5G 核心網系統架構圖如下所示,基于飛騰服務器平臺的大算力及安全特性,支持構建內生安全的5GC 系統。主要包含 AMF(接入和移動性管理功能網元)、SMF(會話管理功能網元)、UPF(用戶面功能網元)、UDM(統一數據管理網元)、AUSF(用戶數據鑒權的處理網元)、PCF(用戶策略控制功能網元),以及安全增強模塊,并設計專用網元和接口進行適配。系統架構如下圖所示:5G 輕量化核心網方案可針對有特定行業隔離管控要求的高價值客戶,在局域/封閉場景下,配合專用無線網絡,提供定制的小型化核心網
64、下沉解決方案,根據下沉網元的不同可以分為部分信令面下沉和全量下沉。產品支持專用接入、業務質量保證和業務數據不出園區等基本能力,并且可以根據垂直行業的具體需求加載諸如認證鑒權、5G LAN、邊緣計算等能力。通過提供 5G 輕量化核心網、用戶面數據安全增強、控制面信令安全增強,構建 5G 安全專網。2.3.3.中移成研院:安全增強輕量 5GC 解決方案UPFAMFSMFAUSFUDM無人機接入認證設備PCF安全管理平臺N1/N2N3DN安全加密認證模塊N12N13N11N4N6N15N7N8N10圖 2.11 安全增強 5GC 系統框圖225G 生態解決方案白皮書5G 專網總體解決方案聚焦 5G
65、產業前沿應用需求,與產業鏈的上下游企業創新合作,推動 5G 專網在教育、醫療、工業、農業、黨政等各領域的應用示范??蔀檎畽C關和企事業單位等行業打造 5G 專網高安全服務產品,提供增強的自主化接入認證、防定位防跟蹤、語音號碼動態變換、端到端加密、多媒體集群調度和網絡雙活熱備的能力等;也可滿足垂直行業對網絡高安全、高可靠的需求,為目標建設 5G 網絡,為行業客戶提供專屬的網絡覆蓋、專用的網絡資源、專有的網絡服務、專網的安全保障。本解決方案,可用于保障教育、制造、醫療等垂直行業的業務要求,也可根據不同應用場景需要靈活增加不同的安全特性,賦能較多的垂直行業應用場景。(2)相關產品1)高容量輕量型核心
66、網 系統用戶數不少于 20000;接入 SA 基站數不少于 20;安全增強接口處理能力不少于 400 次請求/秒;網絡管理接口處理能力不少于 200 次請求/秒 PFCP 會話數 4000;UPF 數據吞吐量 8Gbps;消息響應時間小于 5ms。2)低容量輕量型核心網 系統用戶數不少于 2000;接入 SA 基站數不少于 10;安全增強接口處理能力不少于 400 次請求/秒;網絡管理接口處理能力不少于 200 次請求/秒;PFCP 會話數 400;UPF 數據吞吐量 8Gbps;消息響應時間小于 5ms。圖 2.12 安全 5G 專網解決方案5G 基站3、5G輕量型核心網6、安全網關4、專網
67、管理平臺MEC/應用服務器5、加密安全組件1、安全SIM卡5G CPE5、加密安全組件2、安全增強服務器235G 生態解決方案白皮書(3)支持的飛騰 CPU 平臺中移成研院 5GC 及 IMS 系統支持飛騰 S2500 和 FT-2000+/64 平臺。(4)公司介紹中移(成都)信息通信科技有限公司是中國移動出資 20 億組建的全資子公司,是全國首家面向5G、AI 和下一代網絡,引領教育、醫療、農商、文旅、無人機、保密專網等領域的專業研發機構。聚焦智慧教育、智慧醫療、5G安全等領域,打造5G+行業標準,引領5G產業集群,擁有國家工程實驗室4個,省部級實驗室 2 個,聯合實驗室 47 個,在全國
68、 31 省落地了 135 個教育、醫療、農商、文旅、無人機、保密專網等產品和解決方案。形成應用、網絡、終端完整的端到端 5G 產業體系,可支撐先進技術與應用快速在產業中落地并形成示范效應。中移(成都)信息通信科技有限公司共擁有員工 1000 余人,全部為本科以上學歷,其中碩士及以上占比 53%,其中國務院津貼專家 1 人,四川省級專家 1 人,四川省級學科帶頭人 3 人。擁有互聯網教育智能技術及應用國家工程實驗室、互聯網醫療系統與應用國家工程實驗室、醫療大數據應用技術國家工程實驗室、5G 企業聯合實驗室、5G+AI 聯合創新實驗室、四川省博士后創新實踐基地、5G 泛在學習研發中心、5G應用產業
69、方陣成員單、3GPP SA6工作組參與單位、四川省第一批數字化轉型促進中心等平臺。245G 生態解決方案白皮書科東(廣州)軟件科技有限公司聯合飛騰,充分借助飛騰處理器高性能、低功耗的優勢,聯合打造以 5G+視覺檢測+云化 PLC 控制的工業一體化解決方案,方案引入邊緣計算的系統部署架構,實現本地流量卸載,并提供超低時延的實時控制應用,為大型制造企業的層級化云化控制系統+機器視覺提供完整解決方案。(1)方案詳情邊緣通用控制器以飛騰 CPU 芯片 FT-2000/4 和科東 Intewell 工業級網絡操作系統為核心,基于軟件定義控制將 PLC 實時控制、視覺算法和 SCADA 等功能整合于同一平
70、臺??茤|領先的虛擬化技術,實現非實時系統 Linux 與實時系統 Intewell-C 在飛騰處理器 FT-2000/4 上融合運行,非實時系統運行視覺算法和 SCADA 軟件,實時系統運行軟 PLC 實現邏輯控制程序和運動控制。Linux 與 Intewell-C間通過共享內存進行數據通信,可有效確保系統間的數據通訊實時性和穩定性,滿足自動化控制與圖像處理高實時性的需求。以鋼鐵行業智能皮帶糾偏場景為例,原料從料倉至生產車間,往往有幾百米或者幾公里的距離,目前多采用皮帶式傳輸。隨著工業互聯網技術和 5G 技術的推廣和應用,為皮帶傳輸自動糾偏提供可能。隨著工業互聯網技術和 5G 技術的推廣和應用
71、,為皮帶傳輸自動糾偏提供可能。最終實現物料識別和皮帶自動糾偏控制。2.3.4.科東:5G 邊緣通用控制器解決方案分布式I/O伺服電機糾編結構工業相機1工業相機2交換機交換機5G網關5G基站機房側現場側MEC服務器邊緣通用控制器SCADA畫面視覺算法PLC實時控制機器視覺SCADAPLC控制器應用IEC61131-3 RTELinuxIntewell-cIntewell-HypervisorFT-2000/4云化PLC5G網關分布式I/O圖 2.13 5G 邊緣控制器系統架構255G 生態解決方案白皮書根據現場運輸皮帶的傳輸狀態,邊緣通用控制器實時系統執行控制指令;現場工業相機進行圖片拍攝,將檢
72、測圖片通過 5G 網絡,傳輸到工業服務器視覺檢測軟件進行物料識別。視覺軟件檢測結果反饋給PLC 控制部分進行實時聯動,調整糾偏參數,控制現場伺服電機動作,實現皮帶自動糾偏。(2)成功案例該方案已成功應用于山西某鋼鐵集團,并取得了如下效果:1)視覺檢測代替人工識別物料,實時調整糾偏參數,精確度高、實時性好、響應快,人工成本減少50%。2)基于 5G 網絡的數據傳輸,布線及維護更方便簡單,施工工作量減少 40%。3)一機多用,融合視覺、控制、通訊技術,綜合成本更優,控制系統硬件成本節約 30%。(3)相關產品邊緣通用控制器 NewPre5200、5G 網關 NewPre2100、自主研發操作系統
73、Intewell、自主研發控制軟件 Maview。(4)支持的飛騰 CPU 平臺云化PLC機柜(含科東邊緣控制器)電氣機柜(含科東遠程IO模塊)機器視覺檢測 SACDA軟件皮帶糾偏機構圖 2.14 5G+視覺檢測+云化 PLC 控制的皮帶糾偏系統265G 生態解決方案白皮書邊緣通用控制器支持飛騰 FT-2000+/4 平臺。(5)伙伴信息科東(廣州)軟件科技有限公司,由科學城(廣州)投資集團有限公司和北京東土科技股份有限公司共同出資組建??茤|軟件全球領先的工業互聯網操作系統 Intewell,歷經 20 余年沉淀,擁有 60 多項專利、30 多項軟件著作權儲備,構建廣泛的、統一的工業互聯網業務
74、協同基礎平臺。先后獲首屆全球工業智能領域“湛盧獎”技術創新獎、首屆中國工業互聯網大賽一等獎、廣東省優秀軟件產品和服務“基礎軟件與工業軟件 TOP 10”等諸多獎項。Intewell 操作系統是國內唯一一款在工業控制器、工業機器人、飛機、汽車等領域均有應用的工業級網絡操作系統??茤|軟件致力于工業互聯網產業的發展,共建開放的行業生態,共謀產業大局。通過 Intewell 工業互聯網操作系統、軟件定義控制的NewPre邊緣通用控制器、MaVIEW 控制軟件等國產產品及解決方案,推動中國工業互聯網發展進程。275G 生態解決方案白皮書行業專網是根據企業生產場景進行專門設計,對企業有更強的本地化能力以及
75、更好的適用性和可控性的一張網絡。傳統專網的通信系統主要包括 LTE、WI-FI、有線、窄帶物聯網(LoRA、NB-IoT 等),分別存在網絡性能(帶寬、時延等)受限、移動性受限、成本高和靈活性差等問題。5G 公網在網絡性能、云網融合等具備天然優勢,并且具備切片、邊緣計算等能力支持 2B 業務,但 5G 要更好地滿足網場景,需要滿足以下垂直行業需求:(1)能力定制化。各行業以及同行業內不同用戶對專網的需求都不盡相同。比如配電網需要一張覆蓋全國的 5G 網絡,且需要數據隔離、超低時延滿足三遙等生產業務;而智能制造工廠需要一張數據可控的局域網絡,且要求大帶寬滿足 AI 機器視覺業務需求;地下礦山、電
76、廠除了網絡能力有較高要求外,還要求設備滿足防爆、防電磁輻射相關要求。從網絡性能到設備定制、AI/定位/邊緣計算等能力融合,定制化要求是 5G 行業專網最大的特點。(2)靈活部署。一方面行業客戶希望整個專網系統的部署周期更短,更匹配其信息化改造計劃。另一方面行業客戶希望廠商可以提供“交鑰匙”服務,包含一體化交付、部署和配置快速、運維及運營簡單,以便更好地幫助行業客戶將專網融合到生產系統中。(3)網元按需下沉。多數園區客戶希望生產數據與公網隔離,因此 UPF 網元下沉實現數據不出廠是 5G 專網應用的關鍵能力之一;部分對網絡安全、用戶管理有較高要求的行業客戶,還希望 5G 核心網的控制面也具備下沉
77、到園區的能力。(4)安全穩定。一方面要求整個網絡系統具備滿足電網、能源、礦山、制造等重點行業的穩定性和可靠性;另一方面,軟硬件的自主可控、供應鏈安全等關系著行業和企業安全?;谕ㄓ?CPU 硬件的 5G 專網(云小站+MEC+5GC),依托容器/虛機等云化架構以及軟件定義思想,將 5G 與 AI、大數據、云計算等能力融合,使得 5G 網絡具備接口開放、靈活部署、能力定制、智能化等優勢向行業部署基于飛騰平臺的通用服務器平臺,承載 5G 專網、AI、云計算等技術,提供端邊網云業一體化解決方案,可以更好地支持行業業務的發展,并提供本質安全保障,更好的助力企業數字化轉型。2.4.1.概述面向行業專網的
78、 5G 解決方案2.4285G 生態解決方案白皮書飛騰聯合成都坦達飛信科技有限公司(下文簡稱,坦達飛信)基于搭載飛騰 CPU 的服務器,開發、驗證并試點落地了 5G 安全專網 5G 云小站+輕量 5GC 解決方案,實現制造基地、室內園區等場景的各類終端設備(如手機、AR/VR 終端、AGV、工業 pad、安防系統等)提供專網服務。(1)方案詳情坦達飛信 5G 專網解決方案核心組件主要包含 5G 云小站及 5G 輕量核心網,采用飛騰 FT-2000+/64 芯片作為 5G 基站和 5G 核心網設備的主力 CPU 平臺,集成 64 個飛騰公司自主研發的高能效處理器內核,具有高算力、高擴展、高安全、
79、支持云化、低功耗、下一代持續演進等特點。2.4.2.坦達飛信:安全專網解決方案5G云小站框架光纖互聯 Arm v8 指令集64核心 2.2GHzFT2000+/64PCIePCIeLinux RT 操作系統 CU 軟件 BBU網管監控AMFSMF接入/移動/會話管理AUSFUDM/UDR用戶鑒權管理PCF5G核心網(控制面)FT2000+/64FT2000+/64遠端單元pRRU遠端單元pRRU加速卡網卡擴展單元EUDU 軟件UPF工業云圖 2.15 坦達-飛騰 5G 專網產品架構圖云小站部分,坦達飛信基于國產飛騰 FT-2000+/64 芯片開發出適合 5G 場景的 450mm 深 BBU設
80、備,并在飛騰 CPU 平臺上成功實現 3GPP R15 版本協議棧的自主開發和商用運行,支持 4 個 2T2R或 2 個 4T4R 小區,2.5ms 雙周期幀結構下上行可達 300Mbps,下行可達 700Mbps,時延約10ms,滿足大帶寬、低時延要求。輕量5GC相比大網核心網,在網元功能上做了刪減與合并,其控制面網元包括UDM(統一數據管理)、AMF(接入及移動性管理功能)、SMF(會話管理功能)等,主要完成認證服務、接入和移動性管理、會話管理等功能;用戶面網元 UPF 主要負責用戶數據包的路由和轉發相關功能。輕量 5GC 可靈活部署,支持虛機、容器、裸機等部署架構,具備靈活部署、接口開放
81、等特點。(2)專網安全方案描述高端制造、能源、應急通信等行業領域除了對 5G 的網絡性能、按需定制、靈活部署等訴求較高外,對數據的安全性、隔離度、系統自主可控等有更高要求。295G 生態解決方案白皮書(3)方案特點性能優:帶寬、時延等性能指標達到業界主流標準可靠性:具備電信級產品可靠性和高吞吐量。靈活易部署:輕量級專網,可不斷迭代升級及定制化開發,適用場景廣,可快速部署到園區。自主安全:核心部件國產化,具備主動防護、數據監控等能力(4)5G 專網配置清單云小站及 5GC 硬件典型配置 5G BBU 軟件典型配置產品名型號服務器TE327(450mm 深)等CPU飛騰 FT-2000+/64硬盤
82、480GB*2 SSD內存2668MT/s DDR4 32GB*4UPF 用戶面網卡網迅 RP1000P2SFP產品名型號版本操作系統CentOS8.1BBU基帶單元 TDCR-I-3302v1.0圖 2.16 坦達 5G 安全方案圖用戶管理統計分析核心網終端可信啟動可信環境BBU監測模塊安全網關數據監控業務應用飛騰與坦達飛信 5G 專網安全方案主要包括“自主”與“主動防護”兩部分。其中自主是指從軟硬件上實現國產,CPU 采用國產飛騰 FT-2000+/64 芯片外,5G BBU 及核心網設備的其他核心零部件如網卡等也基本實現國產,滿足底層基礎硬件安全。主動防護方面,針對端-網-應用,需在業務
83、層面以及 5G 網絡的信令層和數據層進行了相關加固,比如端側的可信方案、基站側的信令流監測、專用核心網用戶認證、應用層數據監控等。305G 生態解決方案白皮書5GC 軟件典型配置(實驗室)產品名稱型號版本操作系統CenteOS7.65GC AMF 網元AMF1.05GC SMF 網元SMF1.05GC UDM 網元UDM1.05GC UPF 網元UPF1.0(5)方案實施效果性能達到業界主流標準,兼顧安全特性該方案基站部分在飛騰開放實驗室進行專業測試,云小站支持4個2T2R或2個4T4R小區,2.5ms雙周期幀結構下上行可達 300Mbps,下行可達 700Mbps,時延約 10ms,多用戶并
84、發方面支持 200激活用戶數,1200 接入用戶數,達到行業主流標準。該方案核心網部分,UPF 基礎轉發性能達到 10Gbps,達到業界標準水平,滿足園區流量需求。該方案安全主動防護部分,經過國內專業機構測試,并得到相關認證(6)支持的飛騰 CPU 平臺 坦達安全專網支持飛騰 FT-2000+/64 平臺。(7)伙伴信息成都坦達飛信科技有限公司是一家致力于打造安全自主可控工業互聯專網的高科技公司,基于國產芯片、自主協議、專頻專網等基礎資源與技術,構建完全國產化的云一網一邊一端綜合服務體系。面向關鍵行業高端生產制造領域的典型應用場景,提供 5G 工業互聯安全專網、資源虛擬化、云桌面、工業軟件Sa
85、aS服務平臺等系列產品與解決方案,充分發揮工業互聯網全生產要素、全價值鏈和全產業鏈三全賦能,促進國家高端生產制造業的數字化與智能化轉型。315G 生態解決方案白皮書目前各大電信運營商所使用的核心網主機,均為標準機箱規格,體積大、噪音大、價格高,在特殊工程場景中應用困難。中電互聯在市場調研過程中發現,通信網絡的設備系統中,部分節點設備存在明顯設計冗余,靈活性欠佳。中電互聯基于飛騰 D2000、麒麟操作系統,打造一款高性價比、高安全性的 PK-5GC 核心網主機,填補該板塊的市場空白,替代國外進口產品,提供安全、可靠的 5G 專網基礎設施服務。(1)面向工業互聯網的輕量化 5GC 方案1)完全國產
86、自主可控的硬件平臺(基于飛騰 D2000,紫光國芯內存等)打造超輕量 5GC 主機,搭配國產微基站等外設,提供國產化 5G 專網替代方案;2)單機實現 2Gbps 吞吐量,接入用戶數達 200 個,接入基站數可達 100 套,最多支持 5 設備組成集群實現吞吐量 8Gbps;3)具備模塊化擴展能力,可動態實現容量熱擴容,保證擴容中服務不中斷;4)具備集群化靈活配置,具備容災熱備能力,核心網集群中某臺設備退服后,能夠繼續提供工作,并保證容量不損失;5)支持用戶標識 SUCI 加密方案;6)具備幀路由和終端靜態 IP 功能,實現服務端和 CPE 下掛終端的雙向路由訪問能力;7)具備 QoS 能力,
87、實現網絡資源預留和安全隔離;8)支持計算資源池化和彈性伸縮,實現網絡和應用混合部署;9)持運維遠程托管服務;10)可滿足數字化工廠建設的信息安全要求,采礦業現場高速、穩定通信需求;11)整機采用小型化結構設計,搭配一體式微基站,系統結構達到最小化,可在任何場景中快速部署;2.4.3.中電互聯:面向工業互聯網的 5G 專網解決方案5G基站管理終端5G核心網服務器UDM(UDR)容器運維管控飛騰騰銳D2000內存-DDR4系統外設終端可信安全軟件架構銀河麒麟-桌面操作系統V10云底座容器信令控制容器數據轉發AUSFAMFSMFUPF國產硬件硬盤-SSD網卡-10GE圖 2.17 中電互聯 5G 輕
88、量工控機方案圖325G 生態解決方案白皮書圖 2.16 中電互聯 5G 專網方案圖自帶遠程運維功能,后期維護更便捷。(2)5G+工業互聯網方案該方案面向智慧工廠場景,可支持車間 MES 數據采集、移動視頻監控回傳、AGV 和立體倉庫控制、工業 PLC 控制等行業應用。面向智慧工地可支持電梯、塔吊運行監測、盲區可視化和不安全行為識別、智能煙感監控、鄰邊防護缺失監控等行業應用。該方案也可支持面向教育、應急等行業,建設 5G 實驗網絡系統,滿足教學、演習等活動使用。(3)產品介紹本產品適用于 5GC 核心網系統應用場景,作為核心網主機應用。該產品具有高性能、小體積、低功耗的優勢,在飛騰八核處理器平臺
89、上,搭配 128GB 固態硬盤、16GB 高速內存,并提供萬兆光纖通訊端口,專門應對高并發數據處理、高速通訊場景。豐富的外設接口豐富可滿足各種應用需求,支持桌面、壁掛兩種安裝方式。(3)支持的飛騰 CPU 平臺中電互聯 5GC 產品支持飛騰 D2000 平臺。(4)公司信息中電工業互聯網有限公司(簡稱中電互聯)成立于 2018 年 7 月,由中國電子(世界五百強)與長沙業務流程設備側邊緣側核心網平臺側應用側場景描述PLC工業總線以太網支持OPCUA、Modbus等主流以太網或現場工業總線通訊協議工業網關5G云專網工業互聯網云平臺標準化產品+服務工業網關產品&服務5G專網鏈路設備管理云平臺設備組
90、態應用設備聯動運維管理335G 生態解決方案白皮書市政府央地共建,注冊資本 10 億元,總部位于湖南長沙。中電互聯是中國電子發展工業互聯網產業的重要平臺,也是湖南省打造國家重要先進制造業高地的數字產業平臺,建成了湖南唯一、央企第二家國家級跨行業跨領域工業互聯網平臺。公司聚焦工業互聯網平臺及解決方案、工業控制產品及系統主責主業,致力于成為基于 PK 體系、國內領先、國際先進的國家級工業互聯網平臺和智能制造系統解決方案服務商。公司下設多家子公司、分公司等,形成“1 個本部、14 家控股子公司、3 家分公司、2 家戰略參股公司”的管控架構,旗下員工 1000 余人,總資產達 21 億元。中電互聯堅持
91、科技創新,發布科技創新成果 60 項,17 項自主創新成果獲評國際先進水平、24 項成果獲評國內領先水平,成功通過國家高新技術企業認定。累計申報知識產權 1103 項,授權 803 項。獲批中部地區首個國家級工業互聯網區域平臺、基于工業互聯網平臺的工業模型管理引擎、面向區塊鏈創新應用的工業互聯網公共服務平臺、國際質量認證和市場準入信息公共服務平臺等 50 余項國家級、省部級重大科研項目,承擔中國電子工業互聯網技術創新中心等 2 個集團核心科研項目。公司官網:https:/345G 生態解決方案白皮書亞信客戶 5G 專網運營平臺提供垂直專網所需要的智能化網絡運維及業務運營支撐能力,旨在幫助行業用
92、戶面對網絡云化和軟件化趨勢下的業務快速上線、網絡規劃優化、網絡穩定運行等挑戰。專網運營支撐系統完成各類專網的全維度管理,為客戶提供專網質量的監控與運維對接,保障客戶網絡質量。(1)方案詳情基于飛騰平臺,亞信科技 5G 專網運營網絡解決方案在專網網絡能力的基礎上,提供行業專網運營平臺,供各類場景的專網集中運維、運營,構建一體化專網集約管理平臺提供云網邊端業融合業務的集中開通,管控和監控。提供網絡自服務能力,以場景化的形式端到端支撐垂直行業一體化運維運營。整體方案包含以下幾個層次:業務視圖層:基于運營和運維兩個維度提供資產線上管理、業務安全監控和網絡運維監控;提供 5G專網業務自運營、網絡智運營統
93、一視圖和業務概覽,為場景提供差異化、精細化 5G 網絡視圖能力;運營能力中心:統一業務能力運營,可自由組合、下沉部署,支撐專網客戶獨立部署,通過服務匯聚管理預集成三網融合標準和 MML 等規則配置快速完成和運營商系統、主流設備廠家、各類終端的快速對接,有效支撐專網網絡和業務統一運營;網絡服務層:提供專網的編排開通和網絡監控服務,支持多種形態 5G 專網的開通,切片網絡的開通和云網的開通;能夠集中的監控專網網絡,監視和分析網絡運行情況,集中管理全網故障和異常,統一完成排障分析.(2)行業專網場景應用2.4.4.亞信:面向園區的 5G 專網運營平臺解決方案智慧電力智慧港口智慧制造智慧園區網絡資源中
94、心專網運營業務層行業視圖可視化大屏業務地圖時態感知拓撲管理高級視圖專網運營能力中心運維管理中心業務工單中心專網業務中心業務感知中心故障管理中心切片類型庫網絡服務中心故障分析告警專網監控預警DNN地址庫數據共享庫飛騰騰云CPU計算機接入層國產服務器國產操作系統圖 2.18 亞信專網運營平臺架構圖355G 生態解決方案白皮書1)智慧電力加快電網數字化創新,打造智慧電廠 5G 網絡運營平臺,通過廠前區、生產區差異化組網能力提供網內、網外業務協同;在此基礎上實現邊緣云、私有云業務協同;充分利用 5G 切片、邊緣計算、獨立組網等技術,形成辦公區域、生產區域 5G 信號全覆蓋、數據不出園區,為智慧電廠建設
95、提供高速、可靠、穩定、優質的網絡和 5G 應用深度融合運營平臺。組網方式:混合組網、獨立組網主要技術:5G 網絡切片、融合語音網關、MEC 部署業務形態:號卡激活、設備管理、業務入云2)智慧核電為了響應節能、環保、減排,世界各國都在大力加速發展核電能源。中國也將大力發展清潔電源;核電企業已經規劃智慧核電建設,采用 5G+物聯網技術建立核電廠系統與設備數據采集網絡系統,提升對核電廠狀態的數字化監控水平;建立電廠無線網絡覆蓋,為運行維修過程數字化、移動化及全過程跟蹤提供基礎。5G 專網的技術和產業能力較強,是核電企業的優先選擇。組網方式:獨立組網主要技術:5G 網絡切片、自動開通、指令直對業務形態
96、:號卡激活、設備管理、網絡監控號卡自營統一調度設備自營網絡自運維設備管理語音調度網絡監控網絡告警號卡管理5G專網手機5G專用手環集群調度一體機分發柜圖 2.19 亞信專網運營平臺-智慧電力365G 生態解決方案白皮書(3)支持的飛騰 CPU 平臺亞信科技專網系統支持飛騰 S2500 和 FT-2000+/64 平臺。(4)伙伴信息亞信科技控股有限公司(股票代碼:01675.HK)亞信科技是中國領先的軟件產品及服務提供商,擁有豐富的軟件產品開發和大型軟件工程實施經驗。公司深耕市場 30 年,在 5G、云計算、大數據、人工智能、物聯網、數智運營、業務及網絡支撐系統等領域具有先進的技術能力和眾多成功
97、案例,客戶遍及通信、廣電、能源、政務、交通、金融、郵政等行業。2022 年,亞信科技完成收購商業決策服務領域的領先企業艾瑞市場咨詢股份有限公司(艾瑞咨詢),并整合形成新的“艾瑞數智”品牌。通過此次收購,亞信科技的核心能力從產品研發、交付服務、數據運營、系統集成延伸至咨詢規劃、智能決策,成為領先的數智化全棧能力提供商。亞信科技始終致力于將 5G、AI、大數據等數智技術賦能至百行千業,與客戶共創數智價值。公司以“產品與服務雙領先”為目標,產品研發圍繞數智、云網、IT 及中臺產品體系持續聚焦,實現行業引領,其中云網產品保持國際引領,數智產品實現國內領先,部分國際先進,IT 領域產品處于國內第一陣營。
98、面向未來,亞信科技將努力成為最可信賴的數智價值創造者,并依托數智化全棧能力,創新客戶價值,助推數字中國。圖 2.20 亞信專網運營平臺-智慧核電號卡自營成員簽約號卡策略配置切片模板設計切片實例管理切片SLA監控切片拓撲管理切片應用關聯對接廠家網元,完成獨立組網下業務運營數據采集開通指令配置無線OMC廠家MEC廠家設備平臺廠家網元375G 生態解決方案白皮書隨著信創“2+8+N”的持續推進,信創產品已經開始大量進入關鍵行業,行業對人才的知識技能需求也呈現出新的特點。對信創產品有認識、理解、實操能力的畢業生,將受到包括運營商、設備商以及工業、能源、醫療等垂直行業深度青睞。據此,愛浦路推出基于飛騰平
99、臺的 5G 實訓室,助力通信專業新工科改造,促進電信行業信創人才培養。(1)方案詳情 5G 實訓室方案主要面向移動通信相關專業信創化改造升級,該專業學生主要學習通信系統和通信網方面的基礎理論、組成原理和設計方法,接受通信工程實踐的基礎訓練,伴隨產學研合作的深入開展,以項目為載體搭建與課程結合的綜合教學平臺,提升信創+5G 專業的應用技能型人才的實踐教學水平。學生畢業后具備從事基于信創的現代通信系統和網絡的設計、開發、調測和工程應用的基本能力。學生就業面向通信運營商、通信設備商的以及行業專網構建企業,從事移動通信標準制定、產品研發、通信設計規劃、網絡維護、無線優化、通信項目管理及監理、招投標管理
100、、工程設計造價以及從事通信設備、無線設備、移動通信室內/室外覆蓋的調試、安裝、維護、優化等工作。1.5G 實驗/實訓室組成5G 實驗/實訓室由 5G 核心網、邊緣計算、5G 基站、5G 終端、5G 傳輸系統、5G+行業應用、網管等模塊組成??砷_展 5G 網絡規劃、部署、維護、優化、5G 關鍵技術驗證、5G 協議分析、5G+應用等實驗/實訓項目??芍С朱`活組網(SA/NSA)、靈活傳輸、應用場景根據教學需求可選等特點。主要教學設備和軟件組成如下:2.4.5.愛浦路:面向教育行業的 5G 實訓室解決方案飛騰5G實驗室拓撲圖學生實驗室5GC控制面UDMAUSFPCFNRF5GC用戶面5G網管RRUC
101、UDU5G基站教學實訓實驗終端接入UPFAMFSMF圖 2.21 愛浦路 5G 實訓室方案框圖385G 生態解決方案白皮書2.教學科研課程資源配備飛騰原廠專家課程資源:配備飛騰原廠專家 基于國產化平臺5G通信系統介紹(暨5G產業鏈分析和前沿應用概述)(2課時)。從飛騰視角對 5G 產業鏈進行頂層剖析,并介紹前沿應用情況,讓學生在學習 5G 技術時“知全局”,明白當前學習的內容在全鏈條中的位置,更有方向感和路徑感。IPLook 實驗課程資源:實訓室主要模塊軟硬件信息用途硬件平臺飛騰雙路通用服務器(2 個 S2500 64 核處理器)飛騰單路通用服務器(1 個 FT-2000+/64 64 核處理
102、器)飛騰桌面PC機(1個D2000 8核處理器)用于承載 5G 云小站 BBU、5GC 控制面網元、UPF、MEC 等 5G 網絡系統、應用系統、5G 網管等5G 系統核心網:集成 5G 核心網網元,AMF、SMF、UDM、AUSF、PCF、UPF、NSSF 等網元基站:包含 BBU、EU、RRU用于組建 5G 網絡,提供大帶寬、低延遲的無線通信服務實訓平臺5G 網絡仿真實訓平臺完成 5G 手機、終端、基站、核心網等網元設備,能夠讓其組建完整的 5G 基礎網絡,仿真 5G 網絡技術原理配套設備5G 手機、5G CPE、5G 行業終端、5G網管系統等用于組建端到端通信系統及應用系統課程名稱序號實
103、驗內容學時5G 無線基礎15G 基站配置實驗共 3264 課時2基站與核心網互通實驗3信號強度路測實驗4廣播及同步信號處理實驗5基于不同信號強度的自適應 MCS 實驗6隨機接入及 RRC 連接實驗7尋呼實驗395G 生態解決方案白皮書5G 無線基礎8速率及容量測試驗證共 3264 課時95G 低時延性能驗證105G 核心網基礎11AMF、SMF、UDM、UPF 網元基礎配置實驗12AUSF、NSSF 等網元基礎配置實驗13UDM 開戶實驗14AN Release 流程15UE 觸發的服務請求實驗16網絡觸發的服務請求實驗17移動注冊更新流程實驗18周期注冊更新流程實驗19UE 與服務器數據可達
104、實驗20注冊區域管理功能流程實驗21VoNR 對接實驗22Registration 流程實驗23Deregistration 流程實驗245G 用戶鑒權與分析253.聯合院校建設綜合型信創 5G 創新人才培養基地飛騰信創 5G 融合創新實驗基地可為應用電子技術、移動通信技術、電子信息工程技術、軟件技術、計算機技術、物聯網技術等專業學生提供創新實驗環境,為學校實驗教學環節提供開發型、設計型實驗課題,為學生課題設計和教師教學科研提供實驗環境,實現從基礎實驗向綜合實驗的轉變,通過以賽促教的方式,鼓勵和培養學生參與行業相關的比賽,培養學生創新和實際應用的綜合能力。從而提升實驗層次,完善實踐教學體系,提
105、高應用型人才培養質量,提高學科建設水平,打造資源共享平臺,為地方經濟社會服務。4.聯合院校提高學科建設水平,建設高水平師資隊伍通過飛騰信創 5G 創新中心的建設,以學校為核心牽頭成立學科建設平臺,形成以中青年教師為主體的師資隊伍,導入企業師資培訓力量,培養校級學術帶頭人和骨干教師,提高教師教學水平,為學校培養405G 生態解決方案白皮書電子信息類人才提供示范作用,為行業培養一批信創 5G 相關專業技能的人才,進一步提升本學科在同類院校中的綜合競爭力。5.聯合院校開展信創 5G+行業應用創新研究伴隨著 5G 移動通信的發展,5G 的應用將迅速地覆蓋到我們生活中的每個角落,基于 5G 的各垂直行業
106、的應用研究逐步成為科學研究的重點領域,如:智能制造、工業互聯網、車聯網、智慧能源、智慧城市、VR/AR 等場景的研究和應用開發。6.飛騰 5G 生態完善全面加強產學合作當前飛騰 5G 生態已較為成熟,業界主流生態伙伴超過 30 家,涵蓋 5G 基站、核心網、邊緣計算、終端等方向設備商、集成商、方案廠商,產品能力已具備商用能力,可滿足行業應用場景包含智能制造、教育、能源的標桿領域。(2)相關產品IPLOOK 5GC 核心網IPLOOK 5G 核心網,網元包括:UPF,AUSF,UDM,AMF,SMF,PCF,NSSF,NRF,NEF。IPLOOK 5GC 將數據面和控制面分離,控制面采用 SBA
107、 服務化架構,針對每個網絡功能 NF 定義服務,用戶面歸一為 UPF。IPLOOK 5GC 支持百萬用戶接入,時延低于 1ms,滿足用戶對大寬帶、大連接、低時延等應用場景的接入。支持 3G、4G 和 5G 用戶同時接入,支持 Non-3GPP 用戶(如 WIFI 等)接入,可以同時提供 3G、4G 和 5G 服務。IPLOOK IMS 核心網IPLOOK IMS 多媒體軟件為移動運營商、虛擬運營商、寬帶接入運營商、行業專網用戶提供安全流暢的語音視頻業務。IMS 基于 3GPP 協議,采用 SaaS 和虛擬化技術,支持通用服務器和云化部署,產品滿足運營商 LTE/5G 網絡下的 VoLTE/Vo
108、NR 業務功能,也能夠滿足專網下多媒體業務功能。(3)支持的飛騰 CPU 平臺愛鋪路 5GC 系統支持飛騰 S2500 和 FT-2000+/64 平臺。(4)伙伴信息 廣州愛浦路網絡技術有限公司(簡稱:IPLOOK)成立于 2012 年,總部位于廣州科學城。IPLOOK 擁有核心網軟件靈活開發定制能力,并提供端到端的移動通信解決方案。經過多年的發展,415G 生態解決方案白皮書IPLOOK 在無線通信行業積累豐富的 3G/4G/5G 商用網絡部署經驗,公司注重研發投入,70%為研發人員。公司目前擁有 3G 核心網、4G 核心網、5G 核心網、IMS 多媒體語音系統等產品,采用高標準、高要求的
109、產品研發和測試,其重要技術指標都優于國內外同行企業。EPC/5GC/IMS 產品均已獲得中華人民共和國工信部頒發的核心網入網認證證書。IPLOOK 具備國家高新技術企業、國家鼓勵軟件企業、CMMI-3 等資質。通過高標準、高水平研發,現擁有發明專利超過 160 項,隨著研發加倍投入,預計每年發明專利提交數量將會持續增長。IPLOOK 是國內少數能提供電信級核心網的供應商之一,目前其 5G NSA/SA 組網模式均已實現商業部署。IPLOOK 的核心網產品廣泛應用于保密通信、煤礦通信、電網通信,鐵路通信等專網領域,能為客戶提供各種規模、可定制化的 4G/5G 行業專網,既能為小型專網需求的行業客
110、戶提供低成本專網(例如:5GC實驗室、5G科研合作、VoNR、物聯網(NB-IoT)實驗室、5G高校實驗室教學系統),也能為工廠、園區等提供性能高度確定、超可靠,高可用專網。425G 生態解決方案白皮書當前,國內 5G 核心網和 5G 基站都已經有了基于通用硬件平臺的產品和解決方案。5G 核心網已采用了 NFV 技術,核心網網元支持虛擬化技術方案,從而實現軟件與硬件解耦。5G 基站設備,也在向硬件平臺通用化、硬件資源云化、基站功能虛擬化等方向演進。5G 網絡的通用硬件平臺方案和傳統 IT 領域的通用服務器方案雖有相似之處,但考慮到 5G 各類客戶業務需求和機房條件的不同將會有些區別于普通 IT
111、 服務器的定制化硬件需求。如運營商的機房分集團級、省級、地市、區縣、接入(包括匯聚機房、綜合接入機房、基站等)等眾多層次,每個層次承載不同的網絡及邊緣業務。例如核心網用戶面網元多部署在地市機房,無線接入網 RAN-CU 功能優先選擇在區縣邊緣機房,MEC 業務覆蓋區縣、接入等各類機房。邊緣機房與核心數據中心相比條件較為特殊,在機架空間限制、環境溫度穩定性、機房承重限制等很多方面無法滿足常規通用服務器的部署及運行要求。針對上述情況,飛騰聯合硬件生態伙伴共同研發推出具有較小深度、更廣的溫度適應性、前維護和統一管理接口等技術特點的邊緣服務器解決方案,可將 5G 基站軟件、5G 核心網軟件及邊緣計算軟
112、件共平臺部署至同一物理設備上,既滿足了不同邊緣條件的業務需求又解決了多級邊緣機房的條件問題,此外還可進行軟硬件的靈活組合與部署,較適合運營商各級邊緣機房和行業客戶機房方便落地。同時,該硬件解決方案中還可內嵌國產網卡等關鍵部件,進一步促進 5G 網絡設備中的國產生態繁榮。當前,數字通信及計算機產業正在發生巨大變革,我國通信技術高速發展,5G通信技術關系國家安全,關系基礎民生,其自主可控的重要性不言而喻,是新時代國家安全的重要組成部分。同泰怡(深圳市同泰怡信息技術有限公司)基于飛騰處理器,開發了一套全自主可控的 5G BBU 硬件平臺,通過自主開發設計,基于全國產硬件零部件,與自主可控固件,集成帶
113、外管理軟件,實現了全平臺的軟硬件自主可控,全方位地保證了 5G 基礎設施的信息與供應安全。(1)方案詳情此款(同泰怡產品型號:TE327)5G BBU 解決方案基于飛騰 FT-2000+/64 核處理器,結合同泰怡基于通信運營商帶外管理需求設計,依托于同泰怡多年對飛騰芯片的研究和技術積累,以全自主,全新架構進行設計,向上兼容各類 5G 數據加速卡(通信加速模塊),兼容各類外聯交換機,虛擬設備,包括CPU 之外的其他標準化模塊(電源/內存/網絡通信模塊)全部采用國產自主可控供應,構建一套完整的自主可控方案:基于飛騰 FT-2000+/64 處理器的 5G BBU 云基站、MEC、核心網服務器平臺
114、。該方案高度采用國產部件,構建了一款基于全國產核心部件的 5G-BBU 基礎設備,其設計采用符合高寒,高濕熱環境,整機采用全功能接口前維護,符合OTII規范,具備全自主,和全功能的BMC 管理模塊,支持 IPMI/Redfish 等協議,并支持 iKVM,以及批量管理等功能,整機高度智能化,高性能,高可靠,高安全等特性,支持虛擬化,云化,切片等最新云網一體融合技術。TE327 產品架構邏輯如下圖:2.5.1.概述2.5.2.同泰怡:定制化服務器解決方案面向 5G 的硬件解決方案2.5435G 生態解決方案白皮書擴展模塊5G加速卡網絡擴展NIC1/10/25/100GbE存儲2.5 HDDSSD
115、/M.2 NVMEAI 計算人工智能加速卡TE327(飛騰FT-2000+/64)邊緣計算平臺(2U Rack mount 450mm form factor)飛騰平臺圖 2.22 同泰怡定制化服務器產品圖產品落地以來,經過了中國移動 5G 云基站設備集采測試,在 5G 商業應用以及 5G 專網領域有大量的試點部署和產業落地正在逐步展開,結合了行業技術需求、運營維護要求和性能要求等,產品不斷優化升級,生態與技術優勢明顯,在 5G 通信運營商領域,得到了廣泛的認可和應用。產品特性、優勢如下:基于飛騰芯片打造的國產邊緣計算服務器平臺;在 BMC 管理特性上,是業界首款可以達到運營商級別要求的國產服
116、務器平臺;與 CT 行業生態伙伴全面合作,實現對各類 5G 加速卡全面兼容;對麒麟等國產 OS 全面支持與認證,同時支持 CentOS/Ubuntu 等開源 OS;整機硬件、固件實現高國產化率替代;所有 IO/存儲等采用前維護設計,機箱深度 450mm,符合運營商 CT 機房部署環境;高可靠性設計,可滿足各種部署環境要求。TE327 在 5G 通信行業的主要應用場景:5G BBU 邊緣 MEC 邊緣通信+邊緣計算融合設施 核心網服務器445G 生態解決方案白皮書圖 2.23 同泰怡定制化服務器 5G 應用場景本產品通過與各種類型的5G加速模塊適配,并配合支持運營商的BMC管理要求,進行了全面測
117、試。在運營商招標測試中已完全通過技術指標,其國產特性,性能數據,高可靠性,均達到運營商布局國產通信設備要求。同泰怡擁有此產品全部的知識產權,并繼續秉承自主創新的理念,為構建全國產安全可靠網絡基礎設施不斷開拓,未來同泰怡將會通過不斷的迭代,在飛騰芯片的基礎上開發下一代 BBU 基站平臺,進一步提升國產通信設備的普及率,為國家信息安全,為基礎民生提供堅實的、可持續的平臺型解決方案。(2)產品規格TE327(飛騰FT-2000+/64)邊緣計算平臺(2U Rack mount 450mm form factor)5G 加速卡網絡擴展NIC 1/10/25/100GbE存儲2.5 HDD SSD/M.
118、2 NVMEAI 計算人工智能加速卡擴展模塊飛騰平臺RRU/AAUBBUCU/DUMEC核心網TE327 國產飛騰邊緣計算服務平臺針對5G 主要應用場景:5G BBU邊緣MEC邊緣通信+邊緣計算融合設施核心網服務器規格規格詳情產品型號TE327處理器飛騰 FT-2000+/64 核 Arm v8 架構內存8 通道/DIMM DDR4-2666,最高支持 1TB 內存容量存儲前置 6 個 2.5 寸 SAS/SATA 硬盤/SSD,內置 2 個 M.2 NVMEPCIE支持 3 個橫插全高 PCIE 插槽(X16*1+X8*2),或者 7 個豎插半高 PCIe 插槽(X16*1+X8*6)其中一
119、個為專用插槽,支持各類 5G 加速,AI 加速模塊,支持 X16 5G 加速卡,支持 X8+X8 5G 加速卡網絡支持板載 4 個千兆數據網口,1 個千兆 BMC 管理網口,支持各類國產千兆/萬兆網絡傳輸模塊電源雙 CRPS 電源,支持冗余,支持 220V AC/-48V DC 輸入,支持均衡與 Active-standby 設計BIOS全國產 BIOS 固件BMC同泰怡自研 BMC 解決方案,支持運營商級別 BMC 管理功能特性,支持 Redfish、IPMI、SNMP、Web 管理、KVM 等結構2U 機架式 450mm 深度,符合 OTII 規范,符通信運營商 O-RAN 設計理念455
120、G 生態解決方案白皮書(3)相關產品同泰怡 5G BBU 云基站、MEC、核心網服務器平臺 TE327。(4)支持的飛騰 CPU 平臺同泰怡定制化服務器支持飛騰 FT-2000+/64 平臺。(5)伙伴信息深圳市同泰怡信息技術有限公司(以下簡稱TTY),成立于2016年12月,“國家高新技術企業”、“國家級專精特新小巨人企業”、“國家級科技型中小企業”、“深圳市專精特新企業”。通過 ISO9001 質量管理體系認證,ISO14001 環境管理體系認證,ISO45001 職業健康安全管理體系認證和 ISO27001信息安全管理體系認證,被廣東省市場監督管理局認定為“守合同重信用”企業。TTY 是
121、一家專注于服務器和存儲等數據中心產品的研發、生產、銷售、服務于一體的軟硬件廠商,產品線涵蓋數據中心云計算、大數據、人工智能、國產信息安全四大領域。TTY 擁有超過 200 人的專業技術和生產團隊,其中研發團隊占公司總人數的 70%以上,平均從事服務器研發工作經驗 10 年以上,是中國首屈一指的企業級產品研發中心。公司高度重視自主研發和創新,擁有超過 290 篇的發明、實用新型、外觀設計、軟件著作權等多項專利成果,多項核心技術處于業界領先地位。TTY 產品包括全國產和 X86 服務器、存儲及各類 RAID/SAS/網絡板卡等。產品在運營商、金融、電力、政府等領域都有著廣泛應用成功的項目案例。46
122、5G 生態解決方案白皮書在 5G 核心網中,中小數據塊的報文占據較大比重,因此如何實現中小數據塊 40Gbps 線速的處理,是 5G 核心網的網絡處理核心需求之一。然而業內現有的解決方案多為國外服務器+國外網卡產品組合,全國產方案還沒有達到此規格的設備,市場亟待一款高性能低成本國產 4*10G 網絡數據處理能力解決方案。沐創與飛騰共同推出聯合解決方案,在 5G 核心網場景下為典型包長提供了 40G 的處理能力。(1)方案詳情UPF 網元是 3GPP 5G 網絡架構中的重要組成部分,在 5G 核心網中起來 5G 接入網和外網之間重要數據連接節點的作用。UPF 在 5G 的 MEC 邊緣計算和網絡
123、切片功能中發揮著低延遲和高帶寬的重要作用。UPF 是 5G 接入網和 MEC 之間的錨點,5G 終端訪問 Internet 的數據必須通過 UPF 的轉發才能連接Internet。同時Internet的數據需要發送到5G終端,也需要UPF完成相應的數據分發才能實現。UPF+MEC 可以有效地降低業務傳輸時延,實現數據流的本地卸載,數據安全,緩解核心網的數據傳輸壓力。提高網絡數據處理效率,滿足垂直行業部分移動網絡業務對網絡超低時延、超高帶寬和安全性的需求。飛騰聯合沐創基于飛騰 FT-2000+/64 高性能服務器 CPU 高性能、低功耗的特點,充分發揮沐創N10 10G 網卡在處理能力方面的優勢
124、,聯合打造全新國產的 5G 核心網 4*10G 網絡數據處理能力硬件平臺解決方案,實現核心網 UPF 網元的國產解決方案,此外飛騰 FT-2000+/64 高性能服務器 CPU 與沐創萬兆網卡組合更是可以實現 1+12 的效果。2.5.3.沐創:網卡解決方案5G核心網中基于沐創RSP S20高性能密碼卡處理能力方案IMS核心網UPFNSSFNEFNRFUDM/AUSFUDRAMFSMFPCF控制面用戶面5G核心網云平臺NFVI虛擬計算 虛擬存儲 虛擬網絡虛擬化層通用硬件資源計算存儲網絡運營支撐系統集中統一網管EMS計費系統VNF MangerNFV/Cloud編排VIM圖 2.24 5GC 系
125、統框圖475G 生態解決方案白皮書FT-2000+/64高性能服務器芯片FT-2000+/64高性能服務器芯片MEC4合1光纖FT-2000+/64高性能服務器芯片UPF1FT-2000+/64高性能服務器芯片 5GC-AMF SMF.公網10G光纖光模塊核心交換機FT-2000+/64基站FT-2000+/64基站FT-2000+/64高性能服務器芯片UPF2圖 2.25 沐創 N10 網卡應用于 5G 方案圖圖 2.26 沐創 N10 網卡測試組網圖飛騰 FT-2000+/64 服務器配合沐創 N10 網卡,可以在 512 字節以上達到 40Gbps 的處理能力,滿足了 5G 輕量化核心網
126、 UPF 的需求。兩張 2*10G 的 N10 網卡測試組網圖如下圖所示:主機服務器思博倫Testcenter C50-100G以太網測試儀DPDK框架DPDK應用飛騰FT-2000+/64 高性能服務器芯片內存N10 numa0PORT1PORT1PORT2PORT2PORT3PORT4N10 numa6PORT1PORT2485G 生態解決方案白皮書圖 2.27 不同形態的沐創 N10 網卡(2)相關產品智能網絡控制器芯片 RNP N10:RNP N10 系列智能網絡控制器芯片基于清華大學可重構技術,擁有完全自主知識產權,支持雙口 10G、四口 10G、八口 10G、雙口 25G、雙口 4
127、0G 以太網接口,內置可重構處理器內核,支持網絡協議可編程卸載處理,通過可重構技術實現 IPSec/TLS 協議卸載,支持國內相關標準算法。RNP N10 智能網絡控制器芯片具有高安全,高性能,可編程的特點。N10 系列芯片可以作為國產通用網絡控制器芯片實現通用網卡功能,也可以作為智能網絡控制器芯片實現智能網卡功能,同時作為網絡安全芯片實現安全網卡功能。該產品可用于服務器、網絡安全設備、嵌入式應用等多種應用領域。N10 具備的豐富功能,保證了其廣闊的應用方向,其中最典型的應用方向包括服務器業務卸載、服務器網絡攻擊防護、端到端安全傳輸等。(3)支持的飛騰 CPU 平臺沐創 N10 網卡支持飛騰
128、S2500 和 FT-2000+/64 平臺。495G 生態解決方案白皮書隨著 5G 網絡基礎設施的不斷完善,5G 網絡數據傳輸的安全問題也日益突出。如何保障網絡數據通訊的完整性和安全性已成為人們關注的焦點問題,而業內現有的解決方案多為國外服務器+國外網卡的產品組合。針對該問題,沐創與飛騰共同推出聯合解決方案,基于沐創 N10C 安全網卡,在 5G 核心網場景下為數據傳輸提供 40Gbps 加解密的處理能力,助力國產化密碼安全體系的完善。(1)方案詳情飛騰聯合沐創,基于飛騰 FT-2000+/64 服務器高性能、低功耗的特點,充分發揮沐創 N10C 安全網卡在密碼算法處理上的高性能,以及對網絡
129、數據單芯片全通量加密實現上的優勢,聯合打造全新國產基于高性能密碼卡實現的 5G 基站、核心網的硬件平臺解決方案,實現 5G 核心網數據傳輸完整性和安全性保障的國產解決方案。此外,由于 N10C 安全網卡可以實現算法可重構,能夠實現單次接口調用完成完保和加解密操作。2.5.4.沐創:加密卡解決方案5G核心網中基于沐創N10C安全網卡處理方案IMS核心網UPFNSSFNEFNRFUDM/AUSFUDRAMFSMFPCF控制面用戶面沐創加密卡5G核心網云平臺NFVI虛擬計算 虛擬存儲 虛擬網絡虛擬化層通用硬件資源計算存儲網絡運營支撐系統集中統一網管EMS計費系統VNF MangerNFV/Cloud
130、編排VIM圖 2.28 沐創 N10C 網卡應用于 5GC505G 生態解決方案白皮書飛騰 FT-2000+/64 服務器配置沐創 N10C 安全網卡,基于 5G 網絡示意圖如下:沐創 N10C 安全網卡能夠支持對 10G 網絡通量數據的解析加密功能,能夠在芯片內部完成 IPSec功能加密解密卸載。具體實現,如下圖所示:圖 2.29 沐創 N10C 網卡應用于 5G 基站圖 2.30 飛騰服務器配置沐創 N10C 安全網卡UE/NG-RANNG-RAN/UE發送PDCP實體接收PDCP實體發送緩存:序列編號頭壓縮完整性保護加密添加PDCP頭路由/復制數據分組與PDCPSDU關聯無線接口(Uu)
131、頭解壓縮接收緩存:重排序、復制丟棄完整性校驗解密移除PDCP頭數據分組與PDCPSDU關聯數據分組與PDCPSDU非關聯沐創加密卡FT2000+/64芯片PDCP協議棧數據分組與PDCPSDU非關聯FT-2000+/64高性能服務器芯片FT-2000+/64高性能服務器芯片MEC4合1光纖FT-2000+/64高性能服務器芯片UPF1FT-2000+/64高性能服務器芯片 5GC-AMF SMF.公網10G光纖光模塊核心交換機FT-2000+/64基站FT-2000+/64基站FT-2000+/64高性能服務器芯片UPF2515G 生態解決方案白皮書eth header(14 bytes)et
132、h header(14 bytes)ip header(20 bytes)esp header(8 bytes)esp header(8 bytes)ciphertext (m bytes)esp header(8 bytes)hashtext (32 bytes)ciphertext(m bytes)old ip header(20 bytes)ip pkt payload(n bytes)esp padding (015 bytes)pad lentnext header(2 bytes)ICV(32 bytes)eth trailer(4 bytes)eth header(14 byte
133、s)ip header(20 bytes)hashtext (32 bytes)eth trailer(4 bytes)ip header(20 bytes)ip pkt payload(n bytes)eth trailer(4 bytes)N10C 芯片內部加密處理ESP封裝包普通IP包ESP加密包圖 2.31 沐創 N10C 安全網卡加密處理圖 2.32 沐創 N10C 安全網卡解密處理圖 2.33 沐創 N10C 安全網卡對數據加密解密處理提速實現方案eth header(14 bytes)eth header(14 bytes)ip header(20 bytes)esp heade
134、r(8 bytes)esp header(8 bytes)ciphertext (m bytes)esp header(8 bytes)hashtext (32 bytes)ciphertext(m bytes)old ip header(20 bytes)ip pkt payload(n bytes)esp padding (015 bytes)pad lentnext header(2 bytes)ICV(32 bytes)eth trailer(4 bytes)eth header(14 bytes)ip header(20 bytes)hashtext (32 bytes)eth tr
135、ailer(4 bytes)ip header(20 bytes)ip pkt payload(n bytes)eth trailer(4 bytes)N10C 芯片內部加密處理ESP封裝包普通IP包ESP加密包沐創 N10C 安全網卡內部集成密碼安全算法,通過 PCIe 接口調用可以完成 AES,SNOW3G,ZUC 等密碼算法操作;并且,N10C 芯片內部集成算法可重構模塊,能夠實現對算法接口的單詞調用,即可完成加解密和完保操作。沐創 N10C 安全網卡對數據加密解密處理提速實現方案,如下圖所示:操作描述PACKETPACKETPACKETPACKET.N10C 安全網卡密碼加速器一次En
136、queue多包數據進入加速卡一次從加速卡中Dequeue多包數據PACKETPACKETPACKET多包數據放進一個操作描述中.操作描述PACKETPACKETPACKETPACKETPACKETPACKETPACKET.多包數據從操作描述符中取出.525G 生態解決方案白皮書(3)支持的飛騰 CPU 平臺沐創加密卡支持飛騰 S2500 和 FT-2000+/64 平臺。(4)伙伴信息無錫沐創集成電路設計有限公司(以下簡稱“沐創”)是一家集成電路設計科技企業,公司成立于2018 年 12 月,依托清華大學微電子所,與清華大學無錫應用技術研究院微納電子與系統芯片實驗室展開緊密合作,專注于可重構可
137、編程系統芯片的研發和銷售,主要產品包括信息安全芯片和智能網絡控制器芯片。旨在成為面向云、網、端的可重構安全加速和智能網絡芯片優質提供商。圖 2.33 沐創 N10C 安全網卡產品圖飛騰 FT-2000+/64 服務器配合沐創 N10C 安全網卡,可以在 8Kbytes 數據以上達到 40Gbps 加解密的處理能力,滿足了 5G 輕量化核心網 UPF 的需求。(2)相關產品產品:N10C 安全網卡RNP N10C可重構安全芯片是擁有高處理能力、高安全性、高性價比、多功能的SoC密碼安全芯片,是基于清華大學可重構計算技術開發的面向國密安全、網絡安全、互聯網云端安全、5G 安全市場的芯片,能夠為各類
138、安全平臺提供多線程和多卡并行處理的高速密碼運算服務,滿足其對數字簽名/驗證、非對稱/對稱加解密、數據完整性校驗、真隨機數生成、密鑰生成和管理等功能的要求,保證敏感數據的安全性、真實性、完整性和抗抵賴性??蓱糜诟咚贁祿咏饷?、大容量數據安全存儲、數據完整性保護、高速簽名驗簽、IPSEC/SSL 硬件加速等應用領域等等。產品圖片:535G 生態解決方案白皮書5G 的標準、建設、技術演進方興未艾,6G、算力網絡的研發也開始提速,5G 與工業互聯網、衛星互聯網、AI、云計算等技術的融合也在不斷深入,基于國產化軟硬件的 5G 解決方案生態圈也在逐步壯大。針對 5G 及其演進,做如下兩方面展望:飛騰 C
139、PU 產品將進一步演進,更加符合 5G 移動通信應用場景。在與各伙伴基于現有飛騰 CPU 進行 5G 網絡產品聯合研發的過程中,我們發現現有 CPU 大體能滿足通用技術需求,但在面向 5G 場景的專業領域仍有進一步提升的空間。為此,飛騰聯合移動及業內頭部廠商進行了 5G 定制 CPU 技術需求的多輪梳理、討論、測試驗證和聯合評審,定義了下一代的專門面向 5G 的飛騰 CPU 關鍵規格。下一代芯片不僅在單核性能、核間通信、接口帶寬等方面相比現有飛騰 CPU 有較大幅度提升,還有為 5G 量身定制的諸多設計。例如針對 5G 基站技術規格需求和軟件架構定制出更合適的核數,減少核間通信時延及減少跨 N
140、UMA 通信更好地提升 5G 數據通信效率,還有諸如無線加解密專用硬件、適用于 5G 軟件的指令擴充等要素加持。隨著 5G 技術和業界生態的不斷發展,CPU 將承擔系統中更加復雜的工作,飛騰將持續關注業界技術演進,迭代 5G CPU 產品,助力國產 5G 產業發展。云網、算網在邊緣側、無線側進一步融合,基于通用服務器實現網云業等共平臺部署,更匹配5G-A、6G 的開放和云化架構。垂直行業用戶需求偏向于一體化交付,端-網-邊-云-應用全覆蓋來升級生產業務系統,并且能與現有的信息系統融合。一方面基于通用硬件平臺,依托云原生架構及軟件定義技術的 5G 解決方案,通過將 CPU、存儲、網絡、異構計算等
141、多樣性算力池化,底層硬件更加多樣化與靈活化,從而適應不同能力的需求。另一方面在一體化平臺之上,承載多種軟件,包含 MEC、5G小站、輕量 5GC 等 5G 網絡系統可按需部署,組建資源池之后更多的 CPU 算力和 AI 算力還可以部署進一步工業互聯網等垂直行業應用,一次性對外提供低成本的云、網、業、算、智一體化服務。03展望545G 生態解決方案白皮書04飛騰 5G 生態圖譜運營商5G核心網及邊緣計算5G基站整機及部件555G 生態解決方案白皮書致 謝參考資料15G 應用創新白皮書,中國信通院25G-Advanced 場景需求與關鍵技術,IMT-2020(5G)推進組3 工業互聯網邊緣計算節點
142、白皮書 1.0,邊緣計算產業聯盟(ECC)4 中國移動 6G 網絡架構技術白皮書,中國移動研究院衷心感謝以下單位及專家對本白皮書撰寫的寶貴貢獻:飛騰信息技術有限公司:楊威、王亞松、王彥寧、王東、王海龍、申為科愛瑞無線科技有限公司:羅安駿 四川創智聯恒科技有限公司:趙海鵬、羅翼、宋安 浪潮通信技術有限公司:趙國詳 京信網絡系統股份有限公司:黃勇、區洋、康冬 深圳震有科技股份有限公司:徐華 中移(成都)信息通信科技有限公司:何明、宋琪、張才普 科東(廣州)軟件科技有限公司:關俊榮 成都坦達飛信科技有限公司:吳彤 中電工業互聯網有限公司:田煒、萬里云、吳善 亞信科技控股有限公司:彭秦進、李一峰 深圳
143、同泰怡信息技術有限公司:唐斌、邢偉偉、黨德華 無錫沐創集成電路設計有限公司:李檜、孫遜、浦嬌華 廣州愛浦路網絡技術有限公司575G 生態解決方案白皮書天津總部地址:天津市濱海新區海緣中路 1 號信安創業廣場 5 號樓郵編:300459電話:022-59080100傳真:(+86)022 59080199郵箱:北京子公司地址:北京市海淀區知春路 27 號量子芯座 7-8 層郵編:100191電話:010-62001812長沙子公司地址:湖南省長沙市開福區芙蓉中路一段富興世界金融中心 T2 棟 16-19 層、22 層郵編:410028廣州子公司地址:廣東省廣州市黃埔區聯和街道開泰大道 26 號歸谷科技園 C3 棟 19-21 層郵編:510720成都子公司地址:四川省成都市高新區天府大道 1199 號銀泰中心 2 號寫字樓 26 層郵編:聯系我們飛騰公眾號二維碼飛騰解決方案公眾號二維碼