5G核心网架构

Posted 2020-09-22

近期，刚刚在杭州结束的国际移动通信标准组织3GPP专业会议上，3GPP正式确认5G核心网采用中国移动牵头并联合26家公司提出的SBA架构(Service-based architecture基于服务的网络架构)作为统一基础架构。

据了解，该架构由中国移动牵头联合全球14家运营商及华为等12家网络设备商联合提出。

近半年来，5G标准化项目一直在讨论5G网络是不是该采用SBA新型架构。

此次，3GPP将SBA确定为5G网络唯一基础架构，是5G系统架构标准化立项以来的重要进展。

据悉，SBA采用“服务”来设计移动通的网元及主要功能，以“服务调用”取代传统的信令交流。这种设计有助于网络快速升级、提升资源利用率、加速新能力引入、便于网内和网外的能力开放，使得5G系统从架构上全面云化，利用快速扩缩容。

 

而其实早在2016年11月在美国里诺举行的3GPP SA2#118次会议，在，3GPP决定正式启动5G系统设计，并确认中国移动牵头5G系统架构标准项目。

 

那时在中国IMT-2020推进组、中国移动、AT&T、德电等运营商及华为、诺基亚、中兴、爱立信等厂商的积极推动下,来自全球的通信运营商、设备商已经对5G系统总体架构形成共识，要将“基于服务”的模块化设计将成为5G系统架构的主要特征。改变传统基于“请求—应答”的网络流程，5G系统架构将基于“微服务”的设计理念。

 

基于服务的网络架构借鉴IT领域的“微服务”设计理念，将网络功能定义为多个相对独立可被灵活调用的服务模块。基于此，运营商可以按照业务需求进行灵活定制组网，使得5G网络真正面向云化(Cloud Native)设计，具备多方面优点，如便于网络快速升级、提升网络资源利用率、加速网络新能力引入，以及在授权的情况下开放给第三方等。

 

决定5G网络整体形态

 

5G系统架构标准项目的名称为R15“5G System Architecture”，简称5GS，是整个5G设计的第一个技术标准，也是事关5G全系统设计的基础性标准。

 

5GS项目唯一报告人、中国移动研究院网络技术研究所孙韬博士也曾向媒体公开表示，5G整体系统的设计包括顶层设计、无线网设计、核心网设计等方面，5G系统架构标准项目主要是进行顶层设计和核心网设计，而架构和核心网的设计对5G网络管理运营至关重要，对运营商及整个产业链来说也有非常重要的意义。同时，项目将对5G系统架构、功能、接口关系、流程、漫游、与现有网络共存关系等进行标准化。也是从系统设计和端到端角度对5G进行定义和规范，基本确定了5G网络的面貌、组网形态。

 

据悉， 5GS项目预计会在今年12月前，制定《5G系统总体架构及功能》及《5G系统基本流程》两个基础性标准。

 

孙滔表示，这两个规范是5G系统架构（5GS）项目拟输出的正式标准，是定义和形成5G网络系统的基础性标准，决定了5G网络架构的整体形态。这两个标准也为5G相关的技术标准，如网管、协议实现、安全等提供参考和依据。

 

《5G系统总体架构及功能》主要定义5G系统总体架构、主要功能、逻辑关系和接口、漫游架构、与现存共存关系等。《5G系统基本流程》将定义端到端的网络流程、涉及终端和网络互通、不同网络功能间的交互等。这两份规范是5G运营商组网、厂家设备研制、互通互联的基本依据，是后续5G技术进一步完善和增强的基础。

 

他认为这两份规范是5G运营商组网、厂家设备研制、互通互联的基本依据，是后续5G技术进一步完善和增强的基础。

 

形神兼备

 

在孙滔看来，5G网络的架构是一个具有长远影响力和创新性的新架构，如“面向服务化”，很多控制面相关的业务逻辑将以“服务”来定义，使得网络功能的配置更加灵活、开放；“面向网络切片”，可以同时形成不同特性的相对独立的网络能力；“接入无关性”，5G从设计的一开始就考虑统一的网络架构，同时考虑对5G接入及非蜂窝网接入的支持。

 

中国移动研究院网络所所长段晓东也曾在公开演讲中表示，中国移动对5G基本架构已有初步共识，就是要支持多种接入、降低不同接入方式和核心网的耦合、实现按需的组网、借力NFV/SDN技术。

 

他表示，5G网络化已经到了关键时期，中国移动代表IMT-2020(5G推进组)提出5G网络架构三大设计原则。

 

首先是从刚性到软性，就是从固定网络(网元、固定连接、固定部署)到动态网络(动态部署、配置、灵活连接)，网络资源虚拟化、网络功能的解耦和服务化。

 

其次是移动网络IP化、互联网化，就是实现与IT网络互通融合，引入互联网技术，优化网络设计。

 

最后是集中化智能和分布化处理，集中化智能-功能集中优化，为垂直行业提供个性化增值服务，并分布化处理-移动网络功能靠近用户，提高网络吞吐量，降低时延。

 

以SDN/NFV技术实现网络云化，加上微服务设计，这意味着5G网络真正走向开放化、服务化、软件化方向，有利于实现5G与垂直行业融合发展。某知名行业自媒体评论，5G网络以NFV/SDN这个“形”作为平台基础，加上服务化的“神”实现5G能力，将真正“形神兼备”