5G核心网的组网架构和演进发展

许碧洲 路遥 孙道禹

摘要

在科学技术不断发展的过程中，网络通信技术也得到了蓬勃的发展。而且，在现在的社会情况中，网络通信技术更是具有非常强大的生命力，更新速度也非常快。目前，人们所使用的是4G网络，但是5G网络也即将投入到市场当中。相对于4G网络而言，5G网络不仅传输效率更高，而且灵活性也更好，能够在很大的程度上满足人们日渐增长的需求。在本文中，就针对5G核心网的组网架构进行了分析，并探讨了其具体的演进发展。

【关键词】5G网路 核心网络 组网架构

截止到目前为止，通信网络已经经历了几代的发展，分别是2G、3G、4G。在如今的社会中，4G网络的应用非常普遍。但是在不久的将来，5G网络也会出现在人们的生活当中。相对于4G网络而言，5G网络不仅传输速度更快，就连信息的传递量也会更高。到那时，由于5G网络的出现，移动通信的现状也将会有很大的改变。从5G网络的性质而言，其在日常生活中的应用，将能够更好地满足人们的需求。

1 关于5G核心网的组网架构

针对目前的网络架构来看，当UE更改分组数据网网关或者是IP地址时，就不能够频繁地进行网间切换。另外，在使用固定锚定点时，核心网络的效率也非常低。因此，如果IP网络能够与一个容量比较大的核心网络进行连接，则不仅能够降低连接成本，也能够提高网络的稳定性。5G网络是一种基于4G网络的全新网络技术，其核心网的组网架构也能够使UE与GW之间进行无缝切换。若是从逻辑的层面上来进行划分，可以将5G核心网的组网架构分为两种，分别是异构接入网络和统一核心接入网络5GCorea在这里，异构接入网络中所包含的接入技术种类也非常多，不管是4G接入，还是5G接入方式，都属于异构接入网络。而统一核心网络5GCore则包括EdgeCloud和Core Cloud。

2 关于5G核心网组网架构的具体类型

其实，在最开始设计5G核心网时，就己经使用了NFV和SDN架构，因此，5G核心网的组网架构也包括四个方面的内容，分别是微服务架构、DevOps以及容器化和动态編排。下面就进行详细的分析，对具体的内容作了探讨。

2.1 关于微服务构架的内容

针对目前的通信网络来看，其网络集成和升级非常复杂，而且功能的开放也非常缓慢。因此，在微服务构架中，也增加了很多模块，将传统的一体式的应用程序分解成粒度比较小的、无固定状态的“微”服务。这些微服务在松散的状态下，不仅能够自动复制，也能够平稳地应对各种增加或者删除的场景，这样也就可以不用像传统应用程序那样需要进行重大的改变。比方说，其中一个微服务崩溃了，那么另一个微服务就可以立即替代上去，中间不会有间隔，也不会影响到服务器的正常运行。换个角度来说，微服务构架的弹性是非常强的。

2.2 关于DevOps的内容

在实际情况中，DevOps的存在，能够帮助工作人员更好地构建和测试服务，其中也包括微服务。有了DevOps的存在，整个运作效率也会得到很大的提高。而且，这里的Dev团队和Ops团队还能够管理微服务下的环境，主要通过高度自动化系统来完成。

2.3 关于容器化的内容

这里的容器化，也就是将软件进行打包，当然，也是因为在软件打包的过程中应用了集装箱的思想，所以被称为容器化。在实际情况中，整个运输过程中，集装箱都是密封的，而且是具有条理的，只有到了目的地，人们才会将其打开。这样一来，也就在很大的程度上提高了装卸效率和运输效率。若是在软件打包中运用了这种原理，那么软件也就具有了一定的重复性和环境隔离性。当人们需要运用的时候，只需要将相关的代码或者是微服务打包到容器中，就能够随时在操作系统中运行。在这里所需要用到的“容器”，是一种虚拟化的技术，其能够使运用程序独立运行，也能够将其移植到其他的云基础构架中。

2.4 关于动态编排的内容

“动态编排”是一种调度和管理的内容，这个部分的存在，就是为了使各项资源得到更好地利用。在实际操作过程中，整个编排系统不仅需要管理主机的资源，也需要对容器进行适当地管理，之后再通过API接口集成容器来进行任务扩展。

3 在演进发展过程中需要解决的问题

3.1 使核心网具有汇聚功能

在5G网投入市场之后，必定会出现很多接入网络的不同接入方式，不管是5G接入，还是Wi-Fi接入，这个时候，用户的吞吐量都会增加。针对这种情况，若是对于每一种接入技术都建立单独的核心网络，则不仅非常麻烦，而且成本也比较大。因此，为了能够更好地解决这个问题，5G核心网就应该具有一定的汇聚功能，保证每一种接入技术都能够使用同一个核心网络。

3.2 积极地引进分布式网络架构

针对传统的网络架构来说，流量都是被聚集在一个锚点中的。但是，在5G网络中，若是能够积极地引进分布式网络架构，那么流量也就会被分布处理，从而变得更加灵活，吞吐量也会得到很大的提高。换个角度来说，引进分布式架构，就能够有效地解决传统EPC中所存在的单点失败的缺陷。从某个角度来说，引进分布式网络架构的优势就是，能够充分地提高网络资源的利用率，也能够更有效地解决单点实效和流量超载的问题。

3.3 按需NAS

为了能够使5G网络应用得更加广泛，那么对于5G核心网的信令机制，就应该按NAS的概念来进行更合理地扩展。在样一来，当用户发起会话的时候，信令机制就能够根据用户的实际需要来选择最恰当的处理程序。这种信令机制的使用，不仅能够提高5G网络的灵活性，也能够支持低时延服务。

4 结束语

总而言之，虽然目前社会上人们都使用的是4G网络，但是在不久的将来，5G网络也会开始席卷人们的生活。相对于4G网络来说，5G网络的优势更强，不仅拥有更好的传输效率，也能够给运营商带来更好的经济效益。在5G核心网演进的过程中，若是能够将以上问题进行合理地解决，那么5G网络技术也将会得到更好的发展。

参考文献

[1]王晓宁.5G核心网演进和特点[J].数字通信世界，2018（02）：130+278.

[2]于富东.5G核心网网络架构的研究[J].电信网技术，2017（12）：47-51.

[3]月球，王晓周，杨小乐.5G网络新技术及核心网架构探讨[J].现代电信科技，2014，44（12）：27-31.