李京輝（中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048）

1 背景

近年來(lái)，全球信息通信產(chǎn)業(yè)移動(dòng)化、寬帶化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)日益明顯。隨著傳統(tǒng)工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合、物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)流量快速增長(zhǎng)，信息消費(fèi)將成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新引擎。移動(dòng)通信的發(fā)展不僅深刻地改變了人們的生活方式，并且已經(jīng)成為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升社會(huì)信息化水平的重要驅(qū)動(dòng)力。目前，全球已進(jìn)入4G系統(tǒng)規(guī)模商用階段。國(guó)內(nèi)4G用戶數(shù)已經(jīng)超過(guò)10億，標(biāo)志著我國(guó)全面進(jìn)入4G時(shí)代。與此同時(shí)，面向2020年及未來(lái)的第5代移動(dòng)通信（5G）系統(tǒng)正在穩(wěn)步推進(jìn)中，2018年在深圳召開(kāi)的IMT-2020（5G）峰會(huì)上，工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)陳肇雄表示，要緊緊抓住5G發(fā)展的歷史機(jī)遇，加快推進(jìn)5G技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全面推動(dòng)5G與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。一是促進(jìn)5G技術(shù)加快成熟。繼續(xù)推進(jìn)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，確保2018年底前推出符合第1版本5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的商用系統(tǒng)設(shè)備，按時(shí)完成第3階段系統(tǒng)組網(wǎng)測(cè)試。二是出臺(tái)5G商用政策。強(qiáng)化統(tǒng)籌指導(dǎo)和規(guī)劃引領(lǐng)，適時(shí)發(fā)布頻譜規(guī)劃和商用牌照，滿足5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用拓展需求。三是加快5G應(yīng)用拓展。鼓勵(lì)支持企業(yè)推進(jìn)5G在工業(yè)、能源、交通、醫(yī)療、環(huán)保、智慧城市等經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展5G發(fā)展空間。

隨著5G的快速發(fā)展，4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用廣泛使用的XDR數(shù)據(jù)采集技術(shù)需要適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新需求。與XDR數(shù)據(jù)采集相關(guān)的5G技術(shù)主要包括NSA/SA組網(wǎng)方式、NFV虛擬化及NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)，本文針對(duì)上述3種技術(shù)闡述XDR數(shù)據(jù)采集技術(shù)如何適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用技術(shù)，為XDR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部署在5G網(wǎng)絡(luò)上提供技術(shù)參考。

2 基于NSA/SA技術(shù)的XDR數(shù)據(jù)采集方案

2.1 組網(wǎng)方式

目前3GPP發(fā)布的典型組網(wǎng)方案有4種：Option3、Option7、Option4、Option2（見(jiàn)圖1～圖4）。

圖1 Option3組網(wǎng)方式

圖2 Option7組網(wǎng)方式

圖3 Option4組網(wǎng)方式

圖4 Option2組網(wǎng)方式

其中Option3是非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）架構(gòu)，Option7、Option4、Option2是獨(dú)立組網(wǎng)（SA）架構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)初期選擇Option3x的組網(wǎng)方式，最終的目標(biāo)是Option2組網(wǎng)方式。其中Option3x是所有的控制面信令都經(jīng)由eNB轉(zhuǎn)發(fā)，gNB可將數(shù)據(jù)分流至eNB。下面主要介紹Option3x和Option2組網(wǎng)方式下XDR采集建設(shè)方案。

2.2 Option3x組網(wǎng)方式XDR采集建設(shè)方案

圖5示出的是Option3x組網(wǎng)方式。Option3x為eNB與EPC建立連接，gNB與EPC建立了用戶面連接，EPC與gNB間的信令面消息通過(guò)eNB轉(zhuǎn)發(fā)，EPC與UE間的部分5G流量可以通過(guò)gNB分流給eNB。

這種部署方式對(duì)于eNB影響較小，綜合利用了5G初期LTE的廣度覆蓋和5G新技術(shù)提供的大帶寬。探針可以采集到eNB與EPC間的S1MME和S1U流量、gNB與EPC間的流量，可以通過(guò)gNB IP識(shí)別5G用戶面流量。

圖5 Option3x組網(wǎng)方式

2.3 Option2組網(wǎng)方式XDR采集建設(shè)方案

圖6 示出的是Option2組網(wǎng)方式。

圖6 Option2組網(wǎng)方式（全接口）

針對(duì)上面SA的組網(wǎng)方式，如果按照目前對(duì)用戶的移動(dòng)會(huì)話管理和用戶面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的話，只需要采集N1、N2、N3和N4接口。

3 基于虛擬化設(shè)備的XDR采集建設(shè)方案

圖7示出的是虛擬化采集。

圖7 虛擬化采集

目前設(shè)備廠家基本已經(jīng)達(dá)成一致意見(jiàn)，針對(duì)虛擬化設(shè)備將信令數(shù)據(jù)統(tǒng)一放置在核心交換機(jī)側(cè)。集成廠家可在核心交換機(jī)側(cè)對(duì)XDR信令數(shù)據(jù)進(jìn)行采集合成。如果數(shù)據(jù)量過(guò)大，匯聚的信令數(shù)據(jù)可分布式地放在多個(gè)交換機(jī)側(cè)，起到負(fù)荷分擔(dān)的作用。

一般是通過(guò)對(duì)核心網(wǎng)交換機(jī)的信令鏈路進(jìn)行分光彩集，目前沒(méi)有通過(guò)核心網(wǎng)交換機(jī)復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)的方式采集數(shù)據(jù)，其主要限制是這種方式會(huì)額外增加核心網(wǎng)交換機(jī)的負(fù)荷，需核心網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備支持。

4 NB-IoT的XDR采集建設(shè)方案

4.1 總體要求

整個(gè)NB-IoT的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖8所示，其中SCEF網(wǎng)元現(xiàn)網(wǎng)暫不支持。

圖8 NB-IoT采集

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)沿用LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，信令面各接口協(xié)議不變，只是增加了一些信令流程及字段；用戶面不再使用S1-U接口，而新引入了S11-U接口，但是S11-U接口所使用的傳輸協(xié)議與原S1-U接口是一樣的。

在實(shí)際組網(wǎng)中，對(duì)于NB接入網(wǎng)，NB-IoT基站與LTE基站都是合設(shè)的，采用多?；镜姆绞剑⑹褂猛粋€(gè)SCA設(shè)備進(jìn)行軟采數(shù)據(jù)輸出，通過(guò)在軟采數(shù)據(jù)包頭中增加一個(gè)標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分LTE及NB-IoT的軟采數(shù)據(jù)。對(duì)于NB-IoT核心網(wǎng)，部分省份復(fù)用LTE EPC，部分省份新建基于NFV的NB-IoT核心網(wǎng)。

總體評(píng)估，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于LTE網(wǎng)絡(luò)的變化較小，可重用LTE的統(tǒng)一DPI系統(tǒng)進(jìn)行NB-IoT網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集，可通過(guò)對(duì)統(tǒng)一DPI技術(shù)規(guī)范和現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)一DPI系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的支持。

4.2 NB-IoT的采集接口及采集方式

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)采集接口可參照LTE的采集接口，信令面包括Uu/S1-MME/S6a/SGs/S11-C接口，用戶面包括S11-U接口。

Uu接口數(shù)據(jù)采集通過(guò)軟采方式實(shí)現(xiàn)，由基站輸出原始碼流至SCA，SCA匯總之后輸出給統(tǒng)一DPI系統(tǒng)的軟采采集解析服務(wù)器。

S1-MME/S6a/SGs/S11-C接口數(shù)據(jù)采集通過(guò)硬采方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在MME處部署分光器，將原始碼流復(fù)制出來(lái)給統(tǒng)一DPI系統(tǒng)的硬采采集解析服務(wù)器。

S11-U接口數(shù)據(jù)采集通過(guò)硬采方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在SGW處部署分光器，將原始碼流復(fù)制出來(lái)給統(tǒng)一DPI系統(tǒng)的用戶面采集解析服務(wù)器（統(tǒng)一DPI設(shè)備）。需要說(shuō)明的是，NB-IoT的用戶面數(shù)據(jù)大多采取加密方式，傳統(tǒng)用戶面的解析設(shè)備可能無(wú)法解析。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了XDR采集技術(shù)如何應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)中，主要包括NSA/SA的不同組網(wǎng)方式中如何制定XDR采集方案，虛擬化設(shè)備NFV環(huán)境下如何制定XDR采集方案以及NB-IoT業(yè)務(wù)如何采用XDR采集方案等。從廣義上講NB-IoT雖然是一種應(yīng)用，在4G網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)中都可以實(shí)現(xiàn)，但是也可把NB-IoT技術(shù)作為5G的一個(gè)新技術(shù)。