3GPP SA6實現5G應用從垂直行業到邊緣服務

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2019年10月23日

圖一、3GPP SA6實現垂直行業5G應用

自從3GPP第15版(Release 15) 於2018年6月完成了 5G 行動通訊的基礎設施技術標準，而第16版(Release 16) 則是以各行業垂直整合5G應用提供相關規格，其最終規格預計於 2019 年 12 月定案。目標是讓5G至少提供10年的商業使用期。其中，3GPP SA6工作組任務是以關鍵型應用程序為核心，新的計劃正在為3GPP生態系統中新的垂直應用程序的標準化做準備，並促進3GPP 5G的採用跨越各個行業的技術。

最近，SA6工作組主席Suresh Chitturi介紹了該組的工作，就是提供應用層功能元素和接口，藉由提供中間件層來滿足連到各行業或垂直行業的5G需求，作為其5G實施的通用服務平台。以下內容摘自Chitturi演講簡報：3GPP SA6 initiatives to enable new vertical applications。

依據SA6進度時間表，如何滿足來自公共安全界的600多個用戶需求，如何鼓勵該小組擴展其範圍，以開展其他形式的關鍵任務服務；包括鐵路通信工作和IOPS-隔離式E-UTRAN公共安全運營項目的新功能。

圖二、SA6進度時間表

現在已經開始研究如何將關鍵任務服務移植到5G系統。SA6正在擴展新的垂直市場提供通用平台，這些垂直市場隨時準備使用5G系統來滿足自己的需求。以下是該小組正在進行的一些活動：

通用API框架（CAPIF）

CAPIF主要目的是在多個3GPP功能之間建立統一的北向API框架。有一種統一的API開發方法，其中有許多3GPP規範正在指定一個框架來承載PLMN的API，並允許第三方利用CAPIF框架來託管其API。

CAPIF在第15版中提供，並在第16版中進行增強，並與3GPP SA2（SCEF / NEF）和3GPP SA4（xMB）開發的北向API整合在一起。

概述完整的API框架需要提供的功能。對於板載和板載API調用程序，如何註冊和釋放需要公開的API，依API找到它們的身份驗證，對第三方域的支持以及CAPIF聯合以支持分佈式部署。這些均在3GPP TS 23.222中涵蓋。

CAPIF體系架構指定了三個主要實體：CAPIF核心功能（CCF），API公開功能（AEF）和API調用程序。

CCF是所有API的中央存儲庫，負責身份驗證，入職以及與日誌記錄和收費相關的方面。
AEF環繞3GPP功能以使API公開。
NEF API是示例功能之一，可以提供給AEF功能-API於頂部調用程序位。該API調用程序可以訪問CAPIF核心功能以進行入職和發現以及AEF提供的服務的可用性。

圖三、CAPIF體系架構

這項工作已成功交付並與3GPP SA2工作組（SCEF / NEF）和3GPP SA4（xMB）開發的北向Northbound API彙集。進一步預計3GPP中未來的所有北向API開發都將符合CAPIF。這確保了針對公共API方面（也稱為CAPIF API）的垂直應用程序（也稱為API調用者）存在單個入口點，例如入職，發現，身份驗證和授權。

CAPIF框架已在第16版（eCAPIF）中發展，以引入關鍵功能，例如支持第三方域，即允許第三方API提供商利用CAPIF框架，支持兩個CAPIF提供商之間的互連以及CAPIF聯盟用於支持分佈式部署的功能。

SEAL - 垂直服務啟動器架構層

在TS 23.434中，指定了一種體系結構，該體系結構允許跨不同垂直行業使用功能（服務）。在B2B模式下，UE設備在網絡上和網絡外均支持SEAL服務。建立互連（在多個SEAL服務器之間以實現分佈式SEAL部署）和服務間通信，以實現SEAL服務器之間的交互，以允許用戶基於特定位置創建工作組。

SEAL體系結構具有用於客戶端功能的SEAL客戶端和網絡上的SEAL服務器。TS 23.434規定了用於應用啟用服務的應用平面和信令平面實體（例如，組管理，配置管理，位置管理，身份/密鑰管理，網絡資源管理），可以在垂直應用程序中重用。在網絡方面，SEAL層之上是垂直應用程序層（VAL），它使用SEAL層來完成服務。SEAL支持所有通用功能，這些功能為VAL提供了功能-可以重用現有功能來構建。V2X是一個早期的示例，但是現在所有新的垂直行業都可以利用已完成的工作。

圖四、SEAL 垂直服務啟動器架構層

引入V2XAPP - V2X服務的應用層支援

在版本16中引入了V2XAPP，以實現在3GPP系統上有效使用和部署V2X服務。V2XAPP的規範在3GPP TS 23.286中可用，並且該體系結構基於與一個或多個V2X應用程序接口的V2X應用程序啟動器（VAE）層的概念。VAE層又在SEAL架構之上開發。

V2XAPP的重點是通過演進分組系統（EPS）功能提供關鍵功能，如V2X消息分發，服務連續性，應用程序資源管理，動態組管理和VAE服務器API -如3GPP TS 23.285中所規定。

但以上R16最終版本敲定時間已由2019年12月推遲至2020年3月，而R17的標準制定工作則已悄然展開。

3GPP Release 17研究

3GPP不久即將提出R17版本，並預期在3年內完成，希望藉由標準的更新，讓5G能夠保持至少10年的可用期，而R16和R17的制定工作時間重疊，2020年推動標準制定的工作將會非常繁忙。

據了解，R17版本的方向可能包括多SIM卡操作、小數據傳輸優化、52.6GHz以上頻率等。並進一步擴展3GPP內新的垂直應用的範圍：

FS_EDGEAPP -用於啟用邊緣應用程序
該體系結構目標包括開發應用程序層要求和在邊緣數據網絡上託管邊緣應用程序的體系結構，包括將北向API供給邊緣應用程序，以及邊緣使功能層與3GPP網路的匯集整合。

該研究基於關鍵架構原則，如UE移動性，邊緣應用程序可移植性，服務差異化和靈活部署。該Edge框架參與者的角色很重要，最終用戶、ASP和Edge Computing Service提供商之間的關係。SA6正在評估這些關係–以確保擁有適用於所有這些參與者的架構。預計將於2019年12月完成，其結果將在3GPP TR 23.758中獲取。

圖五、FS_EDGEAPP應用架構：啟用邊緣應用程序

FS_UASAPP -支援無人機系統（UAS）的應用層
將根據第1階段要求（3GPP TS 22.125）評估必要的應用層架構和解決方案，以實現UAS應用方面（例如，飛行路線授權，位置管理，群組通信，無人機在3GPP網路上進行UTM通信。

這項工作將與3GPP SA2的研究（FS_ID_UAS）協調完成，該研究將研究UAS的系統方面。該研究預計將於2020年3月完成，其結果將記錄在3GPP TR 23.755中。

FS_FFAPP -支援未來工廠的應用層
主要根據3GPP TS 22.104和 TS 22.261中確定的網絡物理控制應用的服務要求調查未來工廠的一般適用性，並開發相應的解決方案以確保有效使用和為5G網絡中的未來工廠部署應用層支持。該研究預計將於2019年12月完成，其結果將記錄在3GPP TR 23.745中。

FS_eV2XAPP – 支援V2X服務的應用層
增強V2XAPP（Rel-16）中指定的現有應用層解決方案的功能。主要目標是擴展應用層架構，以便為3GPP TS 23.287中規定的V2X服務利用5G系統功能。該研究預計將於2020年3月完成。(1763字；圖5)

參考資料：
3GPP SA6 initiatives to enable new vertical applications. 3GPP, 2019/9/30.
[PPT] 3GPP SA6 initiatives to enable new vertical applications. VIMEO, 2019/9/30.

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