用于端到端通信服务的网络功能

文档序号:1048021 发布日期:2020-10-09 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 用于端到端通信服务的网络功能 (Network function for end-to-end communication services ) 是由 朴汶伊 伊尚·瓦什纳维 于 2018-03-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种网络功能(401),用于支持通信网络(400)中使用和/或不使用网络切片的端到端通信服务,其中,该通信网络(400)包括第一管理系统(403)和第二管理系统(405),该第一管理系统(403)用于管理通信网络(400)的3GPP 5G子网,该第二管理系统(405)用于管理通信网络(400)的3GPP传统子网和/或非3GPP子网,其中,网络功能(401)用于在第一管理系统(403)和第二管理系统(405)之间提供接口,其中,第一管理系统(403)和/或第二管理系统(405)包括多个网络管理功能和/或网络管理功能实例,并且其中,网络功能(401)响应于服务请求,基于负载平衡要求、由服务请求定义的最小时延要求、和/或由服务请求定义的服务质量要求,选择多个网络管理功能和/或网络管理功能实例中的一个或多个。(The invention relates to a network function (401) for supporting end-to-end communication services in a communication network (400) with and/or without network slicing, wherein the communication network (400) comprises a first management system (403) for managing a 3GPP5G subnet of the communication network (400) and a second management system (405) for managing a 3GPP legacy subnet and/or a non-3 GPP subnet of the communication network (400), wherein the network function (401) is for providing an interface between the first management system (403) and the second management system (405), wherein the first management system (403) and/or the second management system (405) comprises a plurality of network management function and/or network management function instances, and wherein the network function (401) is responsive to a service request, one or more of the plurality of network management functions and/or network management function instances are selected based on load balancing requirements, minimum latency requirements defined by the service request, and/or quality of service requirements defined by the service request.)

用于端到端通信服务的网络功能

技术领域

本发明总体上涉及通信网络。更具体地,本发明涉及用于通信网络的网络功能,该通信网络包括用于提供端到端通信服务的第一管理系统和第二管理系统。

背景技术

将于2020年部署的网络切片有望成为第五代(5th Generation,5G)移动技术的关键特征之一。网络切片通过提供定制化服务的网络功能配置方案,使5G移动电信系统能够整合垂直行业。

根据3GPP TS 28.530v0.4.0,“移动网络中的网络切片管理:概念、用例、和要求”,通信服务提供商可以将网络切片即服务(network slice as a service,NSaaS)以通信服务的形式提供给通信服务客户。在3GPP SA5中定义的管理功能中,服务化架构(service-based architecture,SBA)的概念与网络切片一起变得越来越重要(参见3GPP TR28.801v15.1.0,“下一代网络中网络切片的管理与编排研究”和3GPP TS 28.530v0.4.0,“移动网络中的网络切片管理:概念、用例、和要求”)。

图1示出了3GPP 5G系统的网络切片管理架构100,该架构由3GPP SA5定义的管理功能组成(参见3GPP TR 28.801v15.1.0)。通信服务管理功能(communication servicemanagement function,CSMF)101负责通信服务,网络切片管理功能(network slicemanagement function,NSMF)103负责网络切片实例(network slice instance,NSI)的管理和编排。网络切片子网管理功能(network slice subnet management function,NSSMF)105负责网络切片子网实例(network slice subnet instance,NSSI)的管理和编排。

另一方面,图2展示了一个传统的(3GPP传统)管理系统200,该系统由网络管理器(network manager,NM)201、域管理器(domain manager,DM)203、和网元管理器(elementmanager,EM)205组成,可以参见3GPP TS 32.101v1.1.0,“通信管理;原理和高级要求”。网络管理器(NM)201提供一组负责网络管理的终端用户功能,主要由网元管理器(EM)205支持,但也可能涉及直接访问由网元管理器(EM)205管理的网络单元。域管理器(DM)203为子网提供网元管理功能和域管理功能,以及多个供应商和多种技术的网络管理功能。网元管理器(EM)205提供一组终端用户功能,用于管理一组类型密切相关的网络单元。

从以上参考文献中可以更详细地看出,3GPP管理系统从通信服务客户处接收使用和/或不使用网络切片的通信服务。如果服务为5G服务,则3GPP 5G管理系统接收通信服务的相关需求,并且3GPP 5G管理系统使用适当的管理功能(诸如CSMF、NSMF、或NSSMF)管理网络运营商提供的5G服务。如果服务包括3G/4G服务,则例如CSMF的3GPP 5G管理系统应当将与网络相关的要求转发至传统管理系统,其中传统管理系统使用适当的管理系统(例如NM、DM、EM)管理网络运营商提供的3G/4G服务。特别地,在3GPP 5G管理功能中,应当支持与传统系统的交互,以减少资本支出。

如图3所示,在3GPP TR 28.801v15.1.0“下一代网络的网络切片管理与编排研究”中,用于网络切片管理的多运营商协调成为一种用例,并且因此,可以跨多个运营商创建端到端网络切片实例。

图3示出了网络切片实例(NSI)301,该NSI301包括两个网络切片子网实例NSSI-A1303和NSSI-B1 305,这两个网络切片子网实例分别属于运营商A 307和运营商B 309。每个NSSI表示特定(逻辑)网络功能(network function,NF)311a-f、链路、和资源的集合,以形成逻辑网络。

服务化架构(SBA)的概念在如图1所示的5G管理架构中变得越来越重要。换句话说,管理功能模块化在未来将是关键问题。管理功能模块化的主要概念是独立、可互换、且灵活的管理功能模块,这些模块是虚拟化的并且能够分布和服务于多个地理位置(例如边缘云),以便获得高效率的端到端通信服务管理。可以考虑在特定功能层面、特定功能层面集合、甚至整个管理系统层面进行模块化。

在SBA模块化的每个层面中,都存在多个实例和模块。例如,模块化的NSMF可以由具有特定功能(例如,性能管理(performance management,PM)和故障管理(faultmanagement,FM))的不同模块组成。另一个示例是模块化5G管理系统的多个实例。这样的多个模块化实例可以或可以不由多个模块组成,可以分布和服务于多个位置。

然而,5G模块化管理功能和/或系统的不同实例及模块之间需要协调。此外,一个重要的方面是需要与3GPP传统系统进行交互或通信,以减少升级到新一代移动技术(例如5G系统)的投资成本。3GPP传统系统包括但不限于2G/3G/4G管理系统。

另外,模块化5G管理系统要求与非3GPP管理系统进行交互或通信,以提供端到端的通信服务或网络切片。

鉴于以上情况,需要一种用于包括3GPP 5G子网和3GPP传统子网和/或非3GPP子网的通信网络的网络功能,以允许支持通信网络中的端到端通信服务。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于包括3GPP 5G子网和3GPP传统子网和/或非3GPP子网的通信网络的网络功能,允许支持通信网络中使用和/或不使用网络切片的端到端通信服务。

通过独立权利要求的主题达到上述目的和其他目的。进一步的实施方式在从属权利要求、说明书、和附图中是显而易见的。

总体上,本发明的实施例涉及3GPP 5G管理系统中的服务化架构(service-basedarchitecture,SBA)模块化。更具体地,本发明的实施例可以使用网络功能支持通信网络中使用和/或不使用网络切片的端到端通信服务,其中,该通信网络包括用于管理3GPP 5G子网的第一管理系统和用于管理3GPP传统子网和/或非3GPP子网的第二管理系统。

因此,本发明的实施例可以使模块化的3GPP 5G管理系统能够与3GPP传统系统以及非3GPP管理系统进行交互和协调。特别地,根据实施例的网络功能可以是任何5G模块化管理功能和/或系统实例的一部分,并且向传统系统或非3GPP系统提供抽象和转发功能,同时支持在3GPP 5G模块化管理功能和/或系统实例之间的选择和转发功能。

更具体地,根据第一方面,本发明涉及一种网络功能(在此称为抽象和转发功能(abstraction and forwarding function,AFF)),该网络功能用于支持通信网络中使用和/或不使用网络切片的端到端通信服务,其中,该通信网络包括第一管理系统和第二管理系统,该第一管理系统用于管理通信网络的3GPP 5G子网,该第二管理系统用于管理通信网络的3GPP传统子网和/或非3GPP子网,其中,网络功能用于在第一管理系统和第二管理系统之间提供接口,其中,第一管理系统和/或第二管理系统包括多个网络管理功能和/或网络管理功能实例,并且其中,网络功能用于响应于服务请求,基于负载平衡要求、由服务请求定义的最小时延要求、和/或由服务请求定义的服务质量要求,选择多个网络管理功能和/或网络管理功能实例中的一个或多个。

因此,提供了一种用于支持端到端通信服务的改进的网络实体,允许在模块化3GPP 5G管理系统与3GPP传统系统以及非3GPP系统之间进行通信。

在第一方面的另一可能的实施方式中,该网络功能还用于在第一管理系统的多个网络管理功能和/或网络管理功能实例之间提供接口,和/或在第二管理系统的多个网络管理功能和/或网络管理功能实例之间提供接口。

在第一方面的另一可能的实施方式中,网络功能用于将服务要求和/或服务请求转发至所选择的网络管理功能和/或网络管理功能实例。例如,在NSI创建时,通过使用网络功能的转发功能,NSMF实例可以将与网络切片子网相关的要求转发至所选择的NSSMF实例。另一个例子是,在NSI终止时,通过使用网络功能,CSMF实例可以将与网络切片相关的请求转发至所选择的NSMF实例。

在第一方面的另一可能的实施方式中,网络功能用于为一个网络管理功能和/或网络管理功能实例生成本地标识符,以及为所选择的网络管理功能和/或网络管理功能实例生成本地标识符,并且本地标识符用于将管理功能实例的映射(例如,NSMF到NSSMF的映射,其分别具有被管理实体NSI和NSSI的相应标识符)存储到本地映射数据库中。网络功能还用于更新本地映射数据库,例如,在从NSI的NSSI的选择的NSSMF示例接收到对NSI终止的成功响应时,与NSMF实例共址的网络功能将删除特定NSI到NSSI的相应映射信息以及NSMF实例和NSSMF实例的信息。

在第一方面的另一可能的实施方式中,该网络功能还用于维护关于多个网络管理功能和/或网络管理功能实例的信息的库,并在接收到来自其他网络管理功能和或网络管理功能实例的请求时更新库。

根据第二方面,本发明涉及一种用于提供端到端通信服务的通信网络,该端到端通信服务包括使用网络切片的通信服务和不使用网络切片的通信服务,其中,该通信网络包括第一管理系统、第二管理系统、和根据在先权利要求中任一项的至少一个网络功能,该第一管理系统用于管理通信网络的3GPP 5G子网,该第二管理系统用于管理通信网络的3GPP传统子网和/或非3GPP子网。

因此,提供了一种用于支持端到端通信服务的改进的通信网络,允许在模块化3GPP 5G管理系统与3GPP传统系统以及非3GPP系统之间进行通信。

在第二方面的另一可能的实施方式中,第一管理系统包括多个网络管理功能和/或网络管理功能实例,包括通信服务管理功能(CSMF)的一个或多个实例、网络切片管理功能(NSMF)的一个或多个实例、和/或网络切片子网管理功能(NSSMF)的一个或多个实例。

在第二方面的另一可能的实施方式中,该网络功能实现为第一管理系统的多个网络管理功能和/或网络管理功能实例中的一个网络管理功能和/或网络管理功能实例的一部分。

在第二方面的另一可能的实施方式中,该一个网络管理功能和/或网络管理功能实例包括本地映射数据库,该本地映射数据库用于存储本地标识符和被管理实体的标识符,该本地标识符由网络功能为一个网络管理功能和/或网络管理功能实例以及所选择的网络管理功能和/或网络管理功能实例生成。

在第二方面的另一可能的实施方式中,该一个网络管理功能和/或网络管理功能实例包括关于多个网络管理功能和/或网络管理功能实例的信息的库。

在第二方面的另一可能的实施方式中,通信网络包括第一管理系统的多个实例。

在第二方面的另一可能的实施方式中,该第二管理系统用于管理通信网络的3GPP传统子网,并且其中,该第二管理系统包括网络管理器(NM)、域管理器(DM)、和/或网元管理器(EM)。

根据第三方面,本发明涉及一种用于支持通信网络中的端到端通信服务的方法,该端到端通信服务包括使用网络切片的通信服务和不使用网络切片的通信服务,其中,该通信网络包括第一管理系统和第二管理系统,该第一管理系统用于管理通信网络的3GPP5G子网,该第二管理系统用于管理通信网络的3GPP传统子网和/或非3GPP子网。

该方法包括以下步骤:提供网络功能,其中,该网络功能用于在第一管理系统和第二管理系统之间提供接口,其中第一管理系统和/或第二管理系统包括多个网络管理功能和/或网络管理功能实例;以及,网络功能响应于服务请求,基于负载平衡要求、由服务请求定义的最小时延要求、和/或由服务请求定义的服务质量要求,选择多个网络管理功能和/或网络管理功能实例中的一个或多个。

因此,提供了一种改进的方法,允许在模块化3GPP 5G管理系统与3GPP传统系统以及非3GPP系统之间进行通信。

根据第四方面,本发明涉及一种计算机程序,其包括在计算机上运行时用于执行第三方面的方法的程序代码。

本发明可以在硬件和/或软件中实现。

附图说明

本发明的进一步实施例将结合以下附图进行描述,其中:

图1是示出3GPP 5G网络切片管理架构的示意图;

图2是示出3GPP传统管理系统架构的示意图;

图3是示出具有跨多个运营商网络部署的网络切片实例的通信网络架构的示意图;

图4是示出包括根据实施例的网络功能以及根据实施例的第一管理系统和第二管理系统的通信网络的示意图;

图5是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统、另一3GPP 5G管理系统、和3GPP传统管理系统的通信网络的示意图;

图6是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统、3GPP传统管理系统、以及非3GPP管理系统的通信网络的示意图;

图7是示出根据实施例的包括网络管理功能、另一网络管理功能、和3GPP传统管理系统的通信网络的示意图;

图8是示出根据实施例的包括网络管理功能、另一网络管理功能、和3GPP传统管理系统的通信网络以及用于在通信网络中协调的示例性程序的示意图;

图9是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统和3GPP传统管理系统的通信网络的示意图,3GPP 5G管理系统的模块化在管理功能层面设计;

图10是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统和3GPP传统管理系统的通信网络的示意图,3GPP 5G管理系统的模块化在管理系统层面设计;

图11是示出包括3GPP 5G管理系统和非3GPP管理系统的通信网络的示意图;

图12是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统和非3GPP管理系统的通信网络的示意图,3GPP 5G管理系统的模块化在管理功能层面设计;

图13是示出根据实施例的包括3GPP 5G管理系统和非3GPP管理系统的通信网络的示意图,3GPP 5G管理系统的模块化在管理系统层面设计;以及

图14是示出包括根据实施例的在通信网络中操作网络实体的方法的示意图。

在不同附图中,相同的附图标记用于相同或至少功能上等同的特征。

具体实施方式

在以下描述中,参考附图,这些附图形成本公开的一部分,并且其中通过示例的方式示出了本发明的特定方面。应该理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以利用其他方面并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义,因为本发明的范围由所附权利要求限定。

例如,应该理解,结合所描述的方法的公开也适用于用于执行该方法的相应设备或系统,反之亦然。例如,如果描述了特定的方法步骤,则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元,即使这些单元未在附图中明确描述或示出。

此外,在以下具体实施方式以及在权利要求中,描述了具有不同功能块或处理单元的实施例,这些功能块或处理单元彼此连接或交换信号。应该理解,本发明也覆盖了实施例,其包括设置在下面描述的实施例的功能块或处理单元之间的附加功能块或处理单元。

最后,应该理解,除非另外特别指出,否则本文描述的各种示例性方面的特征可以彼此结合。

以下公开内容使用了多个术语,这些术语在实施例中具有以下含义:NSI–网络切片实例,是提供了完整网络切片特征的具体网络切片的实例。NSSI–NSI的子网实例,提供了不完整网络切片特征。NF–具有物理或逻辑属性的网络功能。CSMF–通信服务管理功能,负责将通信服务的相关要求转换为网络切片的相关要求,并与NSMF通信。NSMF–网络切片管理功能,负责NSI的管理和编排,从网络切片的相关要求中导出网络切片子网的相关要求,并与NSSMF和CSMF通信。NSSMF–网络切片子网管理功能,负责NSSI的管理和编排,并与NSMF通信。NSaaS–网络切片即服务,可以由通信服务提供商(communication service provider,CSP)提供给通信服务客户(communication service customer,CSC),其中的CSP和CSC都可以是网络运营商(network operator,NOP)。传统系统–传统的系统,给与先前若干代3GPP移动通信系统相关的任何旧方法、技术、或管理系统分配的通用名称。非3GPP系统–不是由3GPP规定的技术和系统,包括WiFi、TN、ETSIMANO等技术。

如将在下面更详细描述的,本发明实施例通过使用特别是抽象和转发功能的网络功能,实现由第三代合作伙伴计划(the 3rd generation partnership project,3GPP)定义的用于端到端通信服务(包括网络切片)的5G管理系统的模块化。

本发明的实施例可以在通信网络400中实现,其具有如图4所示的通用架构。根据实施例,图4示出了用于提供端到端通信服务的通信网络400的示意图,该端到端通信服务包括使用网络切片的通信服务和不使用网络切片的通信服务,其中该通信网络400包括网络功能401、第一管理系统403、和第二管理系统405,该第一管理系统403用于管理通信网络400的3GPP 5G子网,该第二管理系统405用于管理通信网络400的3GPP传统子网和/或非3GPP子网。

模块化管理功能或系统的多个实例需要转发功能,以与其他管理功能的不同实例或模块进行通信。另外,如果需要与3GPP传统系统进行通信,则需要抽象功能。考虑了满足端到端通信服务/切片的要求,在管理5G通信服务/切片时,该抽象特征使5G管理系统可以重用3GPP传统系统。另外,这种转发和抽象功能也可以应用于与非3GPP系统的通信。

因此,如图4所示,实施例可以将网络功能401用于5G模块化管理系统,以与第一管理系统403和第二管理系统403协调支持端到端通信服务(包括网络切片),该网络功能401具体为模块化的抽象和转发功能(abstraction and forwarding function,AFF),以下也称为AFF,该第一管理系统403用于管理3GPP 5G子网,该第二管理系统403用于管理3GPP传统子网。

更具体地,网络功能401用于在第一管理系统403和第二管理系统405之间提供接口。

此外,第一管理系统403和/或第二管理系统405包括多个网络管理功能和/或网络管理功能实例,这将参考图5更详细地讨论。并且网络功能401用于响应于服务请求,基于负载平衡要求、由服务请求定义的最小时延要求、和/或由服务请求定义的服务质量要求,选择多个网络管理功能和/或网络管理功能实例中的一个或多个。作出选择后,网络功能401随后用于将服务请求转发至所选择的网络管理功能和/或网络管理功能实例。

图5是示出根据实施例的通信网络500的示意图,该通信网络500包括3GPP 5G管理系统403、另一3GPP 5G管理系统403′、和3GPP传统管理系统405,该3GPP 5G管理系统403用于管理通信网络500的3GPP 5G子网,该另一3GPP 5G管理系统403′用于管理通信网络500的另一3GPP 5G子网,该3GPP传统管理系统405用于管理通信网络500的3GPP传统子网。

如图5所示,对于服务化架构(SBA)模块化,可以针对不同场景设计3GPP 5G管理系统:第一场景的模块化5G管理功能或第二场景的模块化5G管理系统。

如图5所示,在第一场景中,3GPP 5G管理系统403包括多个网络管理功能(501a-c),其包括通信服务管理功能(CSMF)的一个或多个实例501a、网络切片管理功能(NSMF)的一个或多个实例501b、和/或网络切片子网管理功能(NSSMF)的一个或多个实例501c。

在第二场景中,另一3GPP 5G管理系统403′包括多个网络管理系统实例(503a-c),其包括模块化的通信服务管理功能(CSMF)的一个或多个实例503a、模块化的网络切片管理功能(NSMF)的一个或多个实例503b、和/或模块化的网络切片子网管理功能(NSSMF)的一个或多个实例503c。

3GPP传统管理系统405用于管理通信网络500的3GPP传统子网,并且包括网络管理器(NM)505a、域管理器(DM)505b、和网元管理器(EM)505c。

在第一场景中,SBA模块化发生在功能层面,而第二场景是为整个5G管理系统的模块化设计的。这两种场景中都存在模块化功能或系统的“多个”实例。每个实例可以由多个其他功能模块组成。例如,第一场景中的模块化CSMF实例可以包含根据3GPP TR28.801v15.1.0和3GPP TS 28.530v0.4.0的规定的性能管理(PM)模块、故障管理(FM)模块、和配置管理(CM)模块,这样使得CSMF成为独立且可互换的模块化功能。

值得注意的是,根据第二场景的组成的模块化管理功能可以与根据第一场景的个体模块化管理功能相同或不同。例如,在另一3GPP 5G管理系统403′的模块化5G管理系统实例中,性能管理(PM)模块、故障管理(FM)模块、或配置管理(CM)模块可以被设计为CSMF、NSMF、和NSSMF的单独模块化功能。另外,图5所示的每个5G模块化管理功能或系统实例都可以属于“单个”运营商或“多个”其他运营商。

根据实施例,在每种类型的管理功能或系统具有多个实例的情况下,在适当的实例之间协调是一个重要功能。因此,网络功能401还用于在3GPP 5G管理系统403的多个网络管理功能实例501a-c之间、和/或另一3GPP 5G管理系统403′的网络管理系统实例503a-c之间、和/或3GPP传统管理系统405的多个网络管理功能(505a-c)之间提供接口。

此外,模块化3GPP 5G管理系统中的另一个重要实施例是与3GPP传统系统的通信。应当在SBA模块化中支持与一些3GPP传统系统的交互,以减少投资成本。

另一方面,只要满足端到端通信服务(例如,NSaaS)的要求,就应从通信服务客户(例如,终端用户)抽象出与3GPP传统系统的通信。在这种场景下,考虑由前几代移动电信技术使用的管理解决方案,然而通常来说,3GPP传统系统可以是由旧一代移动通信系统使用的任何技术或系统。尽管本实施例覆盖了目前为止由3GPP定义的数量有限的管理功能,但通常来说,也可以考虑任何新的3GPP 5G管理功能。

根据实施例,网络功能401还可以为共址的网络管理功能或系统实例(501a-c;503a-c)以及选择的网络管理功能(501a-c;505a-c)和/或网络管理系统实例(503a-c)生成本地标识符,并将其存储到本地映射数据库中。此外,网络功能401还用于维护和更新关于多个网络管理功能(501a-c;505a-c)和/或网络管理功能实例(503a-c)的信息库。

图6示出了根据实施例的通信网络600的示意图,该通信网络600包括3GPP 5G管理系统403、3GPP传统管理系统405、以及非3GPP管理系统601,该3GPP 5G管理系统403用于管理通信网络600的3GPP 5G子网,该3GPP传统管理系统405用于管理通信网络600的3GPP传统子网,该非3GPP管理系统601用于管理通信网络600的非3GPP子网。

根据实施例,网络功能401可以被设计为“任何”模块化管理功能或系统实例的一部分。如图6所示,多个网络功能401a-d可以实现为3GPP 5G管理系统403的多个网络管理功能501a-d中的一个网络管理功能的一部分。

图6主要强调,根据本发明实施例的网络功能401可以支持由3GPP TR28.801v15.1.0和3GPP TS 28.530v0.4.0定义的管理功能以及传统系统。如图6所示,每个模块化管理功能中的网络功能401可以将服务请求有关的要求转发至模块化管理功能或传统系统的适当实例。图6示出了AFF与3GPP 5G模块化管理系统、和/或3GPP传统系统、和/或非3GPP管理系统的管理功能之间的示例***互。

网络功能401的高级功能包括选择模块化管理功能/系统的适当实例或传统系统,并将要求转发给所选择的适当实例或传统系统。此外,来自网络功能401的抽象和转发功能也可以支持非3GPP系统,例如,第三方传输网络(transport network,TN)和ETSI管理和编排(management and orchestration,MANO)。

根据本发明的实施例,网络功能401提供的功能可以总结如下:选择模块化管理功能的适当实例、传统系统、或非3GPP系统;将要求转发给所选择的适当实例(模块)或传统系统;为共址的模块化功能实例和区域模块化功能实例生成本地标识符;在本地映射目录中写入和更新服务请求的本地标识符;在关联的模块化功能库中修改区域模块化功能实例的更新;以及,与其他模块化功能实例交换组成的模块化功能实例的信息。

可以基于服务描述符和对应的模块化功能库选择适当的模块化功能实例。当客户请求通信服务(或网络切片)时,该服务或切片的要求可以定义为服务描述符。相应的管理功能可以将服务描述符转换为所需的管理功能。基于这一信息,网络功能401可以使用关联的区域模块化功能库来选择适当的实例。选择方法可以依据不同的优化目标而定。常见目标包括但不限于负载平衡、服务等级协议(service level agreement,SLA)的实现、最小时延等。

下面将讨论一种关于负载平衡的示例性选择方法,假设管理功能实例i为任意类型的管理功能,I为任意类型的管理功能的实例集,xi为管理功能实例的负载,∈I且fi(i)为实例i∈I的管理成本,其中,假设fi(.)是一个凸的、连续的、非递减的函数,该函数将惩罚管理功能实例利用的高管理成本,并将平衡各实例的负载。关于负载平衡的目标函数为:

使∑fi(xi),最小化

需满足xi=∑s∈S|S|+s

i≤Ci,

其中,负载xi由实例i所管理的通信服务/切片||的数量和参数γs所定义,参数γs将位置、服务质量(quality of service,QoS)要求等其他因素纳入考虑。此外,每个实例的负载不应超过最大允许容量Ci

如果需要,通过利用可用的网络要求和对应的传统系统存储库,可以在网络功能401处选择适当的3GPP传统系统。通常,网络功能401所处的管理功能实例可以接收来自另一个网络功能401或其他第三方组件的与可用网络要求有关的此类信息。

图7示出了根据实施例的通信网络700的示意图,该通信网络700包括网络管理功能711、另一网络管理功能713、和用于管理3GPP传统子网的3GPP传统管理系统405,其中,根据实施例的网络功能401a-b实现为每个相应网络管理功能711、713的一部分。

从图7中可以看出,网络管理功能711还包括本地映射数据库701(即本地映射目录)、区域模块化功能库703a、和传统系统库703b。

库703a-b可以存储邻近的模块化功能和/或功能实例以及传统系统的有关信息,该邻近的模块化功能和/或功能实例以及传统系统通常是网络功能401a-b所处的模块化功能实例的候选功能/传统系统。网络功能401a-b可以与多个库一起运作,以选择适当的实例。不同的库可能需要存储不同的信息。例如,存储在区域模块化功能库703a中的信息类型可以包括模块化功能实例的名称(例如,CSMF,NSMF)、本地标识符、实例的地理位置、实例的负载信息、以及用于通信的实例所需参数等。

此外,根据实施例,本地映射数据库701(即本地映射目录)可以存储从通信服务/切片到适当的管理功能对或传统系统的映射。映射信息对于支持管理功能实例中的其他模块很重要。网络功能401a-b所处的实例中的其他模块可以使用映射信息来与所选实例的对应模块进行通信。例如,模块化CSMF实例的PM模块需要与所选择的模块化NSMF实例的PM模块进行通信,以进行端到端的网络切片管理。在通信服务终止的情况下,映射信息可用于将请求发送至正确的管理功能实例。另外,映射信息等可以用来估算区域实例的负载。

如图7所示,交叉管理接口是3GPP 5G模块化管理功能实例711、713以及传统管理系统405之间的接口。该接口用于转发3GPP传统管理系统405中与网络相关的请求/要求(例如网络要求),并在5G模块化管理功能实例711、713以及3GPP传统系统405之间交换其他信息/参数。交叉管理接口也可以应用于非3GPP管理系统。

此外,内部管理接口是5G模块化管理功能711和713之间的接口。该接口用于转发与网络相关的请求/要求,并在5G模块化管理功能711和713之间交换信息。本地接口是网络功能401a与其库703a-b及其本地映射数据库(即目录)701之间的接口,用于获取、查询、和更新信息。

与图7类似,图8示出了根据实施例的通信网络800的示意图,该通信网络800包括5G网络管理功能711、另一5G网络管理功能713、和用于管理3GPP传统子网的3GPP传统管理系统405,其中,根据实施例的网络功能401a-b实现为每个相应网络管理功能711、713的一部分,并且其中,网络管理功能711还包括本地映射数据库701(即本地映射目录)、区域模块化功能库703a、和传统系统库703b。

如图8所示,对于网络功能401a在网络管理功能711和另一网络管理功能713之间进行的协调以及在网络管理功能711和3GPP传统管理系统405之间进行的协调,可能的过程包括以下步骤:

步骤1:5G模块化管理功能711的网络功能401a与5G网络管理功能713和3GPP传统管理系统405交换信息。该信息包括但不限于实例ID、类型、地理位置、负载信息、用于通信的实例所需参数等。每隔单位为“t”的间隔,通过相应的接口(即内部管理接口和交叉管理接口)进行信息交换。基于地理位置的库,网络功能401a可以与专用的管理功能实例交换信息,或者可以向所有与其紧邻的区域管理功能实例进行广播。

步骤2:获取的信息被更新到相应的库703a-b。

步骤3:5G模块化管理功能711从另一网络功能或其他组件接收通信服务/网络切片的网络要求。

步骤4:5G模块化管理功能711的网络功能401a可以使用接收到的网络要求。然后,如图8所示,网络功能401a执行适当的实例(例如,ID为B003的类型B)或3GPP传统管理系统405(例如,ID为C007的类型C)。选择的过程基于“期望的目标函数”(例如之前讨论的负载平衡)。对于选择的过程,可以从步骤3接收到的网络要求中提取与管理功能类型有关的信息。对于选择方法,将从库中提取与实例的位置、负载等有关的信息并执行对适当实例的选择。

步骤5:在完成适当实例的选择之后,下一步是将服务(例如,NSI的NSSI)和所选实例的映射信息更新到本地映射数据库701(即目录)中。对于支持管理功能实例中的其他模块,映射信息很重要。此外,映射信息可以支持对区域管理实例的估计。

步骤6:在向所选实例实际转发之前,网络功能401a准备需要发送的信息,并从对应的库703a-b中收集所选实例的接口信息。

步骤7:网络功能401a经由对应的接口转发与网络有关的要求。例如,如果所选实例是5G模块化管理功能713,则经由内部管理接口发送所选实例的网络要求。否则,信息将经由交叉管理接口转发。

步骤8:网络功能401经由对应的接口从所选实例接收响应。在接收到响应时,网络功能401更新本地映射数据库701(即目录)。例如,由诸如NSSMF的所选实例管理的被管理实体(例如,NSSI)的实际标识符可以包括在响应中,并且被更新到本地映射数据库。

图9示出了根据实施例的通信网络900的示意图,该通信网络900包括3GPP 5G管理系统403和3GPP传统管理系统405。在3GPP 5G管理系统403中,模块化是在管理功能层面设计的。特别地,模块化的CSMF 501a、NSMF 501b、和NSSMF 501c被设计为具有诸如PM、FM、和CM的其他功能模块,这些功能模块使得模块化的CSMF 501a、NSMF 501b、或NSSMF501c成为独立的5G模块化管理功能。在SBA模块化中,没有中央管理功能,并且每种类型的模块化管理功能可以分布在不同的地理位置。对于5G模块化管理功能的每个实例,AFF401a-c被设计为支持适当的管理功能实例的选择,不仅支持其他5G模块化管理功能实例,还支持适当的传统系统405。各类模块化管理功能之间的通信和/或模块化管理功能和3GPP传统系统之间的通信,可以取决于使用和/或不使用网络切片的通信服务所描述的要求。

图10是示出根据另一实施例的通信网络1000的示意图,该通信网络1000包括3GPP5G管理系统的若干实例503a-c和3GPP传统管理系统405。在本实施例中,在3GPP管理系统中,从整个管理系统来考虑模块化。在本实施例中,AFFs 401a-c在5G模块化管理系统实例503a-c与传统系统405之间履行相同的抽象和转发特征的职责。

AFF 401a-c被设计为与每个模块化实例一起工作。模块化实例可以是一个管理功能、一组管理功能集合、或管理系统。单个AFF 401可能足以服务管理系统实例,以执行抽象功能和转发功能。通过使用要求中的必要信息,AFF 401a-c用于选择适当的实例或传统系统,并将要求转发给所选择的实例或系统。向适当的实例进行转发是AFF 401a-c的重要特征,其可以实现端到端通信服务(以及网络切片)管理的预期目标。AFF 401a-c的抽象特征使5G模块化管理系统能够重复使用现有的传统系统并与之进行通信,而无需更改QoS和客户对使用/不使用网络切片的通信服务的要求。通过实现3GPP传统系统的一些部分的再利用,AFF401a-c的抽象特征使电信提供商能够降低用于升级到第五代移动技术的投资成本(即CAPEX)。

以上两种场景都突出了AFF 401a-c的抽象和转发特征(即与不同模块化实例以及与3GPP传统系统的交互)。此外,同一模块化管理功能的实例的AFF401a-c之间可彼此交换信息,以在需要时支持整个管理系统的同步。另外,如图11所示,AFF也可以支持非3GPP管理系统,图11是示出根据实施例的通信网络1100的示意图,该通信网络1100包括3GPP 5G管理系统403和非3GPP管理系统601。关于3GPP管理系统与非3GPP管理系统之间的协调的更多细节,可参见3GPP TS 28.530v0.4.0,“移动网络中网络切片的管理:概念、用例和要求”。

为了满足通信服务的客户的要求,例如在准备用于通信服务的网络切片实例时,3GPP管理系统需要与非3GPP部分(例如,TN、MANO系统)的对应管理实体进行协调。该协调可以包括互换非3GPP部分的能力或服务/切片要求、通信所需参数等。

考虑到NSaaS这种场景,对于,图12和图13中示出了AFF 401a-c与TN管理系统和MANO管理系统的示例交互。AFF 401a-c可以提供5G模块化功能/系统和非3GPP管理系统的任何组合。

模块化的管理功能或系统可以由单个或多个其他运营商拥有或管理。在这种情况下,AFF401a-c可以与委托组件进行交互,该委托组件将来自客户或其他运营商的输入请求委托给5G管理功能中适当的管理功能。

本发明实施例尤其提供了以下优点:通过在5G系统中使用传统系统,减少了资本支出(capital expenditure,CAPEX);抽象化,通过使用AFFs 401a-c可以向外部客户隐藏传统系统的使用;模块化,独立且可互换的模块化AFF401a-c执行对适当实例(5G模块化管理功能或传统系统)的选择,并将要求转发到所选实例;可扩展性,在5G模块化管理功能的任何层级(即服务、切片、子网、基础架构),AFF 401a-c均可本地化地执行;自我管理,(5G模块化管理功能的)AFF 401a-c彼此之间相互组织以进行信息交换/更新,并独立地进行本地决策;本地优化,AFF 401a-c根据所需优化目标(例如负载平衡、SLA实现等)独立作出选择适当的实例的决定。

图14是示出用于在通信网络400中支持端到端通信服务的方法1400的示意图,该端到端通信服务包括使用网络切片的通信服务和不使用网络切片的通信服务,其中,该通信网络400包括第一管理系统403和第二管理系统405、601,该第一管理系统403用于管理通信网络400的3GPP 5G子网,该第二管理系统405、601用于管理通信网络400的3GPP传统子网和/或非3GPP子网。

方法1400包括提供网络功能401的步骤1401,其中,该网络功能401用于在第一管理系统403和第二管理系统405、601之间提供接口,其中该第一管理系统403和/或第二管理系统405、601包括多个网络管理功能501a-c、505a-c、603a-b和/或网络管理功能实例503a-c。

方法1400包括另一步骤1403:网络功能401响应于服务请求,基于负载平衡要求、由服务请求定义的最小时延要求、和/或由服务请求定义的服务质量要求,选择多个网络管理功能501a-c、505a-c、603a-b和/或网络管理功能实例503a-c中的一个或多个。

尽管可能已经仅针对若干实施方式或实施例之一公开了本公开的特定特征或方面,但是这种特征或方面可以与其他实施方式或实施例的一个或多个其他特征或方面组合,这对于任何给定的或特定的申请是所期望的或有利的。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“有”或其他变体而言,这些术语在说明书和权利要求书中使用,旨在作为包含性的,其方式类似于术语“包括”。同样,术语“示例性”、“例如”、和“如”仅是示例性的,而不是最佳或最优的。使用了术语“耦合”和“连接”以及其派生词。应当理解,这些术语可能已经被用于指示两个元件彼此协作或相互作用,而不管这些元件是直接物理接触还是电接触,或者不是彼此直接接触。

尽管本文已经图示和描述了特定方面,但是本领域普通技术人员将理解,在不脱离本公开范围的情况下,各种替代和/或等效实现方式可以替代所示出和描述的特定方面。本申请旨在覆盖本文讨论的特定方面的任何变体或变型。

尽管权利要求中的元素以带有相应标记的特定顺序来叙述,但除非权利要求书中的引用暗含了用于实现这些元素中的某些或全部的特定顺序,否则这些元素并不一定要局限于以该特定序列来实现。

根据上述教导,许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。当然,本领域技术人员容易认识到,本发明的许多应用超出了本文所述的范围。尽管已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明,但是本领域技术人员认识到可以在不脱离本发明范围的情况下对其进行许多改变。因此,应当理解,在所附权利要求书及其等同物的范围内,本发明可以不同于本文具体描述的方式实施。

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