5G核心网的演进思路
5G网络(接入网+承载网+核心网)
再例如，如果是车联网这样的低时延要求场景，你的DU，就要想办法往前 放（靠近AAU部署），你的MEC、边缘云，就要派上用场。
这样，我们的RAN就变成了D-RAN，也就是Distributed RAN（分布式无线接入 网）。
这样做有什么好处呢？
一方面，大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以 降低馈线的成本。
另一方面，可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小，想怎么放，就 怎么放。
说到这里，请大家注意：通信网络 的发展演进，无非就是两个驱动力 ，一是为了更高的性能，二是为了 更低的成本。
另外，拉远之后的RRU搭配天线，可以安装在离用户更近距离的位置。距离近 了，发射功率就低了。
低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低。说 白了，你手机会更省电，待机时间会更长，运营商那边也更省电、省钱！
更重要一点，除了运营商可以省钱之外，采用C-RAN也会带来很大的社会效益 ，减少大量的碳排放（CO2）。
注意，在图中，EPC（就是4G核心网）被分为New Core（5GC，5G核 心网）和MEC（移动网络边界计算平台）两部分。MEC移动到和CU一 起，就是所谓的“下沉”（离基站更近）。
核心网部分功能下沉
之所以要BBU功能拆分、核心网部分下沉，根本原因，就是为了满足5G不同场景 的需要。
5G是一个“万金油”网络，除了网速快之外，还有很多的特点，例如时延低、支 持海量连接，支持高速移动中的手机，等等。
不同的切片，用于不同 的场景
华为 5G-Advanced(2021)网络技术演进白皮书
5G-Advanced网络技术演进白皮书（2021）——面向万物智联新时代从产业发展驱动角度看，键，全球的主要经济体均明确要求将5G作为长期产业发展的重要一环。
从业务上5G将要进入千行百业，从技术上5G需要进一步融合DOICT等技术。
因此本白皮书提出需要对5G 网络的后续演进—5G-Advanced进行持续研究, 并充分考虑架构演进及功能增强。
本白皮书首先分析了5G-Advanced的网络演进架构方向，包括云原生、边缘网络和网络即服务，同时阐述了5G-Advanced的技术发展方向包括智慧、融合与使能三个特征。
其中智慧代表网络智能化，包括充分利用机器学习、数字孪生、认知网络与意图网络等关键技术提升网络的智能运维运营能力，打造内生智能网络；融合包括行业网络融合、家庭网络融合、天地一体化网络融合等，实现5G与行业网协同组网、融合发展；使能则包括对5G交互式通信和确定性通信能力的增强，以及网络切片、定位等现有技术的增强，更好赋能行业数智化转型。
，华为，爱立信（中国），上海诺基亚贝尔，中兴，中国信科，三星，亚信，vivo，联想，IPLOOK，紫光展锐，OPPO，腾讯，小米（排名不分先后）1 产业进展概述 (01)1.1 5G产业发展现状 (01)1.2 5G网络演进驱动力 (01)1.2.1 产业发展驱动力 (01)1.2.2 网络技术驱动力 (02)2 5G-Advanced网络演进架构趋势和技术方向 (04)3 5G-Advanced关键技术 (06)3.1 网络智能化 (06)3.1.1 网络智能化关键技术 (06)3.1.2 智能网络应用场景 (08)3.2 行业网融合 (08)3.3 家庭网络融合 (09)3.4 天地一体化网络融合 (10)3.5 交互式通信能力增强 (11)3.6 确定性通信能力增强 (11)3.7 用户面演进 (12)3.8 网络切片增强 (12)3.9 定位测距与感知增强 (13)3.10 组播广播增强 (13)3.11 策略控制增强 (13)4 总结和展望 (14)5G网络的全球商用部署如火如荼。
移动核心网的发展历程和演进趋势
Network World •网络天地Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 21【关键词】电路域 分组域 TDM 交换 软交换全IP 网 5G 核心网1 前言移动通信从1G 模拟系统到2G 数字、再到3G 、4G 以及正在建设的5G ，经过5代的发展历程，业务从最初的简单通话到高清语音，再到高速数据和5G 时代业务的泛在化，移动通信技术逐渐走向更广泛的应用。
2 我国移动通信发展历史（1）1987年11月18日，第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省邮电局建成并投入商用。
（2）1995年，原邮电局正式开通GSM 网络，2000年中国移动剥离后由中国移动经营。
（3）1995年7月19日，中国联通GSM 数码移动电话网络正式开通。
（4）1998年，CDMA （IS95）网络由中国联通承建，2008年由中国电信经营。
（5）2002年5月17日，中国移动率先在全国范围内正式推出GPRS 业务。
（6）2008年4月， 中国移动3G TD-SCDMA 试商用放号。
（7）2009年5月17日，中国联通3G WCDMA 试商用放号。
（8）2009年3月，中国电信推出CDMA2000网络并投入商用。
（9）2013年7月，中国联通开放4G 网络，2015年12月8日，正式发布4G+网络。
（10）2013年12月18日，中国移动开放4G 网络。
（11）2014年2月3日，电信4G 正式在全国开放运行。
3 2G核心网技术2G （含2.5G ）核心网技术包括GSM 、GPRS 、CDMA （IS95）。
GSM 、CDMA （IS95）技术分别是由欧洲和北美的标准组织提出的，移动核心网的发展历程和演进趋势文/马为贞 董雪娥 邓彩利仅提供语音和短信业务，GPRS 是基于GSM 体系下演进的分组数据承载技术，存在兼容性差、安全性不高、数据速率低等问题。
5G网络架构分析
5G网络架构分析5G时代将是一张网络满足多样化业务需求，基于NFV/SDN技术，采用通用硬件，实现 网络功能软件化和基于差异化业务的资源编排。
业务及网络平台运营通过数字化平台实现网络能力和业务需求的对接，开放网络能力，按用户面部署，减小业务时延。
降低传输网压力，打破传 统数据仅能从省级出口的路径，用户及业务数据下沉到本地，高频和低频混合组网。
5G核心网与 NFV基础设施结合，为普通消费者、应用提供商和垂直行业需求方提供网络切片、边缘计算等新型业务能力。
5G核心网将从传统的互联网接入管道转型为全社会信息化的赋能者。
5G核心网的创新驱动力源于5G业务场景需求 和新型ICT使能技术，旨在构建高性能、灵活可配的广域网络基础设施，全面提升面向未来的网络运营能力。
5G时代要求未来能形成虚拟化、分层化的核心网络，以及资源开放、适宜开发新业务的网 络架构，从而能够提供从网络运营到业务服务的经济和可持续发展的模式。
随着5G标准冻结，商用部署提上议程，5G需求中所描绘的未来美好的全社会信息化生活正在从畅想变得触手可及。
作为连接万物，赋能业务的社会化信息基础设施的重要环节，移动核心网在5G阶段实现架构、功能和平台的全面重构。
相比于传统4G核心网(EPC) , 5G 核心网采用原生适配云平台的设计思路、基于服务的架构和功能设计提供更泛在的接入，更灵活的控制和转发以及更友好的能力开放。
5G核心网的网络架构1.1两种5G核心网络架构呈现方式5G核心网采用控制转发分离架构，同时实现 移动性管理和会话管理的独立进行，用户面上去除 承载概念，QoS参数直接作用于会话中的不同流。
通过不同的用户面网元可同时建立多个不同的会话 并由多个控制面网元同时管理，实现本地分流和远 端流量的并行操作，5G的核心网络架构分为两种 架构呈现，即参考点方式呈现和服务化架构方式呈现，如图1所示。
5G核心网的参考点方式架构5G核心网的服务化架构服务化架构是在控制面釆用API能力开放形式 进行信令的传输，在传统的信令流程中，很多的消息在不同的流程中都会出现，将相同或相似的消息提取出来以API能力调用的形式封装起来，供其它网元进行访问，服务化架构将摒弃隧道建立的模式, 倾向于采用HTTP协议完成信令交互。
3GPP 5G架构演进介绍
3GPP 5G架构演进介绍一5G架构选项蜂窝通信系统主要包含两部分：无线接入网（Radio Access Network，RAN）和核心网（Core Network）。
无线接入网主要由基站组成，为用户提供无线接入功能。
核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。
在4G LTE系统中，基站和核心网分别叫做eNB （Evolved Node B）和EPC（Evolved Packet Core）。
在5G系统中，基站叫做gNB（哥牛逼），无线接入网称为NR（New Radio），核心网叫做NGC (NextGeneration Core)。
目前，4G LTE网络的部署非常广泛，（在发达国家）几乎可以与GSM的覆盖相比拟。
而此时，5G的标准化正在如火如荼的进行。
运营商部署5G网络不可能是一蹴而就的，必定是逐步部署。
这样才能避免短期内的高投入，也能有效的降低部署风险。
以LTE网络为基础，5G一共有以下8种部署方式。
1.1 Option1：LTE遗产LTE目前的部署方式，由LTE的核心网和基站组成。
5G的部署便是以此为基础。
1.2 Option2: 纯5G网络5G网络部署的最终目标之一，完全由gNB和NGC组成。
要想在LTE系统（Option1）的基础上演进到Option2，需要完全替代LTE系统的基站和核心网，同时还得保证覆盖和移动性管理等。
部署耗资巨大，很难一步完成。
1.3 Option3：EPC + eNB（主）、gNB先演进无线接入网，而保持LTE系统核心网不动，即eNB和gNB都连接至EPC。
先演进无线网络可以有效降低初期的部署成本。
Option3包含3种模式，即Option3、Option3a和Option3x。
Option3：所有的控制面信令都经由eNB转发，eNB将数据分流给gNBOption3a：所有的控制面信令都经由eNB转发，EPC将数据分流至gNBOption3x：所有的控制面信令都经由eNB转发，gNB可将数据分流至eNB此场景以eNB为主基站，所有的控制面信令都经由eNB转发。
移动通信核心网的演进
移动通信核心网的演进在当今数字化时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高速的数据传输，再到丰富多彩的多媒体应用，移动通信技术的发展日新月异。
而在这背后，移动通信核心网的演进起着至关重要的作用。
移动通信核心网，简单来说，就是移动通信系统中负责管理和控制用户数据、连接不同网络以及提供各种服务的关键部分。
它就像是一个指挥中心，确保着整个通信系统的高效运行。
回顾移动通信的发展历程，第一代移动通信（1G）主要采用模拟技术，提供的服务仅限于语音通话。
那时候的核心网非常简单，功能也相对单一。
随着技术的进步，第二代移动通信（2G）引入了数字技术，不仅提高了语音质量，还能支持短信等简单的数据业务。
此时的核心网开始具备一定的分组交换能力，为数据传输奠定了基础。
进入 21 世纪，第三代移动通信（3G）蓬勃发展。
3G 网络能够提供更高速的数据传输速率，使得移动互联网成为可能。
在 3G 时代，核心网的架构发生了较大的变化，引入了软交换技术，将控制与承载分离，提高了网络的灵活性和可扩展性。
同时，为了支持各种多媒体业务，核心网还增加了许多新的功能模块，如多媒体消息业务中心、WAP 网关等。
而到了第四代移动通信（4G）时代，核心网又迎来了一次重大变革。
LTE 网络的出现，使得全IP 化成为主流。
核心网的架构进一步扁平化，减少了网络层次，降低了传输时延。
同时，引入了移动性管理实体（MME）、服务网关（SGW）和分组数据网关（PGW）等关键网元，实现了对用户的高效管理和数据的快速传输。
4G 核心网还支持多种接入技术的融合，如 WiFi 与蜂窝网络的无缝切换，为用户提供了更加便捷的网络体验。
如今，我们正步入第五代移动通信（5G）时代。
5G 不仅仅是速度的提升，更是一次全方位的技术革新。
5G 核心网基于服务化架构（SBA），将网络功能模块化、服务化，通过接口进行交互。
这种架构使得网络更加灵活，能够快速响应业务需求的变化。
浅析5G核心网关键技术及现网演进策略
㊀２０１９年第０６期㊀㊀浅析５Ｇ核心网关键技术及现网演进策略谢㊀娟中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司，广东佛山５２８０１０摘要：中国已正式步入５Ｇ元年，作为未来数十年经济高质量发展的重要行业，５Ｇ已成为政府和国家战略很重要的部分㊂文章简要介绍５Ｇ的三大典型应用场景，从５Ｇ核心网络架构㊁关键核心网技术等方面，重点阐述５Ｇ核心网络的演进路径及发展现状㊂关键词：５Ｇ核心网；关键技术；演进路径中图分类号：ＴＮ９２９．５１５Ｇ三大典型应用根据ＩＴＵ国际电信联盟发布的５Ｇ愿景白皮书，５Ｇ定义了增强移动带宽（ｅＭＢＢ）㊁大规模机器通信（ｍＭＴＣ）和超高可靠低时延（ｕＲＬＬＣ）三大类场景［１］，其中ｅＭＢＢ相当于移动宽带业务的高带宽升级，体现在速率上的优化㊂而ｍＭＴＣ和ｕＲＬＬＣ是真正的５Ｇ变革性业务，业务侧对于高可靠性和低时延有了更具体的要求，是对５Ｇ网络的变革性需求㊂２０１９年６月６日，工信部正式向中国电信㊁中国移动㊁中国联通㊁中国广电发放４张我国５Ｇ商用牌照，该里程碑正式标志我国步入５Ｇ商用元年，５Ｇ将带我们进入万物互联时代，移动互联网和物联网也将成为５Ｇ发展的主要驱动力［２］㊂图１㊀ＩＴＵ定义的三大类５Ｇ典型应用场景２５Ｇ核心网网络架构及网元功能在２０１７年５月，由中国移动牵头并联合２６家公司提出的ＳＢＡ架构（Ｓｅｒｖｉｃｅ⁃ｂａｓｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ基于服务的网络架构）被３ＧＰＰ正式确认为５Ｇ核心网的统一基础架构㊂该架构参考ＩＴ分层架构以及独立接口的模式，通过网络功能ＮＦ（ＮｅｔｗｏｒｋＦｕｎｃｔｉｏｎ）解耦，并对相似功能进行模块化整合，各解耦后的网络功能能够快速实现独立扩容㊁独立演进㊁按需部署㊂架构设计以网络功能为单位，不再严格区分网元，控制面所有ＮＦ之间的交互均采用服务化通用接口，降低不同接口的耦合度，灵活支持上层不同的业务的应用场景和性能需求㊂图２㊀５Ｇ总体网络架构图将５Ｇ核心网网络功能与４Ｇ核心网网元进行对照，ＡＭＦ相当于ＭＭＥ中的ＮＡＳ接入控制功能；而ＭＭＥ和Ｓ＼ＰＧＷ中的会话和承载管理功能合并为ＳＭＦ；ＭＭＥ中的鉴权功能独立设置为ＡＵＳＦ；ＨＳＳ由ＵＤＭ功能模块承载；Ｓ＼ＰＧＷ的用户面功能与控制面分离合并为ＵＰＦ㊂５１移动通信㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀表１㊀５Ｇ核心网络功能一览表５Ｇ网络功能中文全称功能描述ＡＭＦ接入和移动性管理功能完成移动性管理㊁ＮＡＳＭＭ信令处理，安全锚点和安全上下文管理等ＳＭＦ会话管理功能完成会话管理㊁ＵＥＩＰ地址分配和管理㊁ＵＰ选择和控制等ＵＤＭ统一数据管理管理和存储签约数据㊁鉴权数据ＰＣＦ策略控制功能支持统一策略框架，提供策略规则ＮＲＦ网络存储功能维护已部署ＮＦ的信息，处理从其他ＮＦ过来的ＮＦ发现请求ＮＳＳＦ网络切片选择功能完成切片选择功能ＡＵＳＦ鉴权服务器功能完成鉴权服务功能ＵＰＦ用户面功能完成用户面转发处理ＮＥＦ网络业务呈现功能负责对外开放网络数据表２㊀三种ＮＦＶ部署方式对比表部署方式简要描述优㊀点缺㊀点单厂商一层硬件基础设施层㊁二层虚拟资源层和三层网络功能层均由单一厂商提供该方式为现有组网方式，可实现快速部署１．无法实现硬件共享；２．运营商依赖厂商；３．全封闭网络设备，不具备开放能力软硬件解耦二层虚拟资源层和三层网络功能层由同一厂商提供，一层硬件基础设施层由运营商统一采购㊁部署和管理该方式将硬件层和软件层分离，初步实现软硬件的解耦１．不同厂商的ＶＮＦ需要部署在不同的云平台；２．不便于云平台的统一运维；３．运营商仍旧依赖厂商三层解耦一层硬件基础设施层㊁二层虚拟资源层和三层网络功能层分别由不同厂商提供１．该方式能够实现基础设施的充分共享２．部署方式灵活，系统集成由运营商自主选择集成方式１．涉及多厂商接口开放及垂直互通，需运营商全程主导推动，部署周期长；２．全新标准，系统集成和运维难度大３５Ｇ核心网关键技术为了响应５Ｇ三大典型应用在连接数密度㊁端到端时延㊁用户体验速率㊁用户峰值速率㊁能源效率等七大核心性能指标，５Ｇ核心网引入网络功能虚拟化（ＮＦＶ）㊁软件定义网络（ＳＤＮ）㊁网络切片和多接入边缘计算（ＭＥＣ）等四大关键技术核心网进行整体架构变革㊂３．１网络功能虚拟化（ＮＦＶ）ＮＦＶ（ＮｅｔｗｏｒｋＦｕｎｃｔｉｏｎＶｉｒｔｕｌｉｚａｔｉｏｎ）的主要设计理念是将网络的底层硬件独立分割出来，统一采用标准服务器，如ｘ８６等㊂通过在服务器上部署虚拟资源层实现对于底层硬件资源的调用，而各种网元软件功能则运行在标准的服务器虚拟化软件上，从而达到对底层硬件资源的灵活共享和调配，一方面提高资源利用率，另一方面提高网络的扩容健壮性㊂ＮＦＶ架构主要分为以下三个主要核心工作域：ＮＦＶ基础设施（ＮＦＶＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＮＦＶＩ）㊁虚拟网络功能（ＶｉｒｔｕａｌｉｚｅｄＮｅｔｗｏｒｋＦｕｎｃｔｉｏｎ，ＶＮＦ）㊁ＮＦＶ管理和编排（ＮＦＶＭａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄＯｒｃｈｅｓｔｒａｔｉｏｎ，ＭＡＮＯ）［４］㊂按照基础设施㊁虚拟网网络功能层内以及层间的耦合度，ＮＦＶ部署方式主要有：单厂商㊁软硬件解耦和三层解耦３种方式㊂从ＮＦＶ的最初引入目标来看，网络云化及按需定制是５Ｇ核心网演进的主要方向，三层解耦模式部署更符合５Ｇ核心网的最终演变形态㊂但该方式对于运营商㊁设备商㊁集成商都提出了全新的㊁更高标准的要求，运营商的规划管理㊁设备商的开放共享㊁集成商的大规模集成，环环相扣，缺一不可㊂据悉，目前国内运营商现网５Ｇ部署采用的是硬软件解耦模式，并已完成测试㊂３．２软件定义网络（ＳＤＮ）ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ⁃ｄｅｆｉｎｅｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）主要用于优化网络基础设施架构，比如以太网交换机㊁路由器等，首先对网络下三层设备的控制平面和数据平面分离，将网络控制面解耦至通用硬件设备上，通过标准化协议，集中由ＳＤＮ控制器对转发面进行转发策略的调度和管理，大大简化了底层路由器㊁交换机组成的庞大网络的配置过程，由软件定义网络，大大减少了运维成本㊂３．３网络切片（ＮｅｔｗｏｒｋＳｌｉｃｉｎｇ）５Ｇ多样化的场景要求未来网络可以基于通用的基础设施，灵活提供低成本的差异化㊁定制化组网能力㊂基于该需求，５Ｇ核心网引入网络切片这一重要技术，将一张物理网络分成多个虚拟网络，虚拟网络间逻辑独立的，互不影响，面向不同的应用场景需求提供定制化㊁相互隔离㊁质量可保证的逻辑专网服务［５］㊂６１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀移动通信㊀㊀２０１９年第０６期㊀㊀２０１９年第０６期㊀㊀图３㊀５Ｇ核心网演进路径该技术是５Ｇ核心网面向业务的的核心关键技术，将面临以下两大考验：一是，端到端的网络技术，需要从标准㊁产业及技术研发上推动端到端网络支持切片的特性㊂二是，不同于大网普适用户的服务，垂直行业需求多样化（性能指标㊁隔离性㊁服务范围），运营商和垂直行业需要加深深度合作，开展基于共享基础设施进行５Ｇ网络切片应用及技术的预验证，确保满足２０２０年商用条件㊂３．４多接入边缘计算（ＭＥＣ）５Ｇ核心网对传输侧网络结构优化提出新的要求，如何降低核心网内冗余回传时延，要求引入ＭＥＣ，通过增加边缘机房的计算能力，将以下三类数据，包括低时延业务㊁局域性数据㊁低价值量数据，在边缘机房进行处理和分发，进一步降低传输时延㊁减少核心网内数据回传压力㊁提升端到端客户体验㊂该方案有如下几大优势［６］：１）支持靠近用户部署，降低／消除回传时延的影响，为车联网和工业控制等提供低时延服务；２）支持大流量业务数据本地处理㊁卸载㊁内容分发，减少对传输网的带宽压力降低传输成本，可减轻回传压力；３）开放式数据生态系统，可协助运营商向第三方提供包括定位服务㊁数据缓存等更为丰富的增值服务㊂４５Ｇ核心网演进思路由于５Ｇ独立组网（ＳＡ）标准化较非独立组网（ＮＳＡ）迟半年左右［７］，且初期部署成本相对较高，无法有效利用现有４Ｇ基站资源，从全球范围来看，ＳＡ的商用进程均落后于ＮＳＡ［８］㊂目前来看，国内运营商５Ｇ核心网基本按照以下三个阶段的ＮＳＡ演进路径进行演化㊂第一阶段：对传统核心网进行改造升级，基于ＡＴＣＡ平台和Ｔ８０００平台完成单板级硬件通用化改造；第二阶段：基于ＳＤＮ／ＮＦＶ全云化平台搭建虚拟化ＥＰＣ网络，实现资源共享和自动编排，同步构建５Ｇ核心网和新无线网络，支持ＮＳＡ组网模式；第三阶段：核心网实现多制式统一接入，引入切片化实现多制式逻辑融合组网㊂目前，国内运营商大多处于第二阶段，据悉部分省份已完成虚拟化ＥＰＣ试验网络搭建，近日即开始验收入网㊂５总结截至２０１９年６月，中国移动㊁中国联通和中国电信已宣布将分别在至少４０个城市覆盖５Ｇ网络㊂在５Ｇ技术研发上，截至２０１９年３月，中国５Ｇ标准必要专利占全球的比例达到３４．０２％，稳居世界第一；我国在全球５Ｇ产业链竞争中已占据重要地位，是全球５Ｇ建设的重要领跑者㊂面对５Ｇ终端短板，在２０１９年７月召开的全球终端峰会上，中国移动正式发布了 中国移动５Ｇ终端策略解读 报告，相信随着５Ｇ终端规模普及以及商用５Ｇ网络的落地，５Ｇ行业将加速发展成熟㊂参考文献［１］ＩＭＴ⁃２０２０（５Ｇ）推进组．５Ｇ愿景与需求白皮书［Ｚ］．［２］黄春子，张洪丽．浅谈全球５Ｇ发展现状［Ｊ］．通讯世界，２０１５（１２）：８０⁃８０．［３］翟振辉，邱巍，吴丽华，ｅｔａｌ．ＮＦＶ基本架构及部署方式［Ｊ］．电信科学，２０１７（６）．［４］王渤茹，范菁，单泽，等．５Ｇ移动通信组网关键技术研究综述［Ｊ］．通信技术，２０１９，５２（５）：１０３１⁃１０４０．［５］ＦｏｕｋａｓＸ，ＰａｔｏｕｎａｓＧ，ＥｌｍｏｋａｓｈｆｉＡ，ｅｔａｌ．ＮｅｔｗｏｒｋＳｌｉｃｉｎｇｉｎ５Ｇ：ＳｕｒｖｅｙａｎｄＣｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＭａｇａｚｉｎｅ，２０１７，５５（５）：９４⁃１００．［６］李子姝，谢人超，孙礼，等．移动边缘计算综述［Ｊ］．电信科学，２０１８，３４（１）：８７⁃１０１．［７］杨旭，肖子玉，邵永平，等．面向５Ｇ的核心网演进规划［Ｊ］．电信科学，２０１８，３４（０７）：１６８⁃１７６．［８］冯征．面向应用的５Ｇ核心网组网关键技术研究［Ｊ］．移动通信，２０１９，４３（６）：２⁃９．７１移动通信㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀。
3G→4G→5G：一张图看懂核心网演进史
3G→4G→5G：一张图看懂核心网演进史来源：网优雇佣军(hr_opt)物联网智库转载二次转载请联系原作者导读3G→4G→5G：一张图看懂核心网演进史~3G→4G3GPP诞生于1998年，旨在对第三代（3G）移动通信网络进行技术规范。
1999年，3GPP基于2G系统发布了首版标准Release 99。
在Release 99中，核心网分为电路交换域和分组交换域两部分。
电路交换域主要包括MSC（Mobile Switching Center，移动交换中心）和GMSC（ MSC Gateway，MSC网关），分别负责承载传统用户呼叫与外部基于电路的网络的接口。
为了使能3G支持广泛的互联网多媒体应用，3GPP还设计了一个分组交换域来承载用户数据，其包括SGSN（Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）和GGSN（Gateway GSN，网关GSN），SGSN是负责移动性、会话管理和计费的实体，GGSN负责确保和管理与外部分组交换网络（例如Internet）的连接。
此外，EIR（Equipment Identity Register，设备标识寄存器）、HLR（Home Location Register，归属位置寄存器），和AuC （Authentication Center，鉴权中心）是电路域和分组域共享的实体，包含了每个订阅的用户设备 (UE) 的所有管理信息，还负责连接规则以及信息和数据保护。
2009年，为了更好的支持移动互联网广泛普及，以及支持更多的用户连接和数据流量，3GPP发布了4G首版标准Release 8。
Release 8提出了分组交换系统的标准，称为EPC（Evolved Packet Core，演进分组核心）。
在这个新架构中，所有的服务（比如语音、数据和短信）都由IP协议驱动，这意味着传统电路交换域从核心网中消失了。
传统MSC 和 EIR 的功能被合并到MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）中，MME负责移动宽带网络的鉴权、漫游和会话管理等。
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5G核心网的演进思路
1.引言
移动核心网两端分别连接无线网RAN和Intemet，为数据和语音服务提供Internet连接，确保连接的QOS质量要求，管理用户的移动性和计费等功能。
核心网分为控制面和用户面，控制面承载信令或者控制消息，用户面也叫数据面或者转发面承载数据流量。
5C核心网采用基于服务的架构，控制面和用户面彻底分离，使得核心网更加灵活、弹性和高效。
2.5G核心网网络架构
2.1整体架构介绍
5G核心网架构基于NFV和SDN等新技术为用户提供数据连接业务服务，包含AMF，UPF和SMF三个功能模块。
5G核心网网元除了UPF 之外的都属于控制面，UPF属于用户面。
用户面采用传统架构和接口，控制面网元全部都采用了服务化架构设计，网元之间使用服务化的接口进行交互。
控制面和用户面之间的接口N4目前还是传统接口，控制面和无线网以及控制面与终端之间接口N2和N1也是传统接口。
2.2主要网元和功能介绍
（1）AMF：接入及移动性管理功能AccessandMobilityManage-mentFunction。
类似于MME，负责用户的接人性管理，移动性管理、安全上下文管理等功能。
（2）UPF：用户面功能UserplaneFunction（UPF），类似于PGW-U，负责用户面处理。
（3）AUSF：鉴权服务功能AuthenticationServerFunction，类似于HSS的AUC功能，生成鉴权向量，负责对用户的3GPP和非3CPP 接入进行认证。
（4）NEF：网络能力开放功能NetworkExposureFunction（NEF），类似于SCEF，负责网络能力的收集、分析、重组和开放。
（5）NRF：网络功能注册NFRepositoryFunction（NRF），全新网元，类似于增强的DNS，负责网络功能的注册、发现和选择。
（6）NSSF：网络切片选择功能NetworkSliceSelectionFunction （NSSF）。
（7）PCF：策略控制功能PolicyControlfunction（PCF），类似于PCRF，负责用户的策略控制，包括移动性策略、会话策略等。
（8）SMF：會话管理功能SessionManagementFunction（SMF）。
类似于PGW-C，负责会话管理功能。
（9）UDM：统一数据管理功能UnifiedDataManagement（UDM）类似于HSS，支持ARPF，支持存储签约功能，支持5G功能增强后的其他签约数据。
（IO）AF：应用层功能ApplicationFunction（AF），上层应用，与核心网互联为用户提供业务。
5G核心网采用控制转发分离架构，实现移动性管理和会话管理的独立进行。
用户面上去除承载概念，QoS参数直接作用于会话中的
不同流。
通过不同的用户面可同时建立多个不同的会话并由多个控制面网元同时管理，实现本地分流和远端流量的并行操作。
3.网络演进
3.1网络演进思路
5G网络可以根据业务的发展采取逐步演进的方式建设。
网络演进需要保持现网业务的连续性，同时为未来业务的发展预留空间，
3GPP对5C的演进给出了几种路径建议。
对于核心网来说，5C演进有两种选择，在NSA标准冻结后先将现网升级为EPC+，SA标准冻结后再升级为NGC（NextGenerationCore），或者等SA标准冻结后直接建设NCC。
EPC+的标准会先行冻结，满足移动超宽带业务的需求，但是终端的类型非SG标准终端，后续无法通过升级成为SC终端。
后续NGC的标准冻结后支持的功能更多，终端为5C标准终端。
从最大化5G价值来看，NGC更加适合未来业务发展。
在5G网络发展初期，不可避免会出现2/3/4C核心网与5G核心网并存，用户在进行4C与5G 网络互操作时，会在两个核心网之间发生切换，很难保持业务连续性。
5G核心网解决方案需要支持多网融合接入，简化网络结构、运维和互操作性，保持业务连续不中断。
3.2网络演进步骤
核心网的演进策略建议分成两个阶段实施，首先进行架构演进，然后再进行功能演进。
传统的核心网分区域进行云化演进，并逐步引入CloudNative、C/U分离、MEC架构，为5G核心网做好基础设施和
架构准备，在标准冻结后进行功能演进。
根据自身业务的发展选择
5G核心网功能演进的方式，先升级成EPC+支持移动超宽带业务，后续建设5G核心网，或者直接建设5G核心网。
第一阶段，升级EPC网络对接LTE和NR，重点实现控制转发分离，采用虚拟化技术实现vEPC，主要针对部分eMBB业务。
第二阶段，在原有EPC增强基础上实现PGW-C/U、HSS、PCRF等网元平滑升级支持NCC，实现上述网元的建设。
新建5GAMF网元与MME实现时接，支持与EPC的无缝切换，实现网络架构搭建，承载部分专用网业务。
第三阶段，扩建5C核心网并支持接入所有4G和5G基站，逐步淘汰专有硬件的EPC网元，将vEPC资源释放，实现NGC网元重构，将大部分eMBB、mMTC和URLLC等业务迁移到5G网络。
4.结束语
未来随着5G标准制定和完善、5G技术的成熟以及各种配套设备的逐步完整，5G核心网络网络架构将实现颠覆性的转变。
为实现大连接、低时延、高速率应用场景，核心网网络如何发展将起着关键性的作用，核心网将在未来技术发展和演进过程中面临着严峻的考验。