浅谈服务化的5G核心网切片管理系统研究与实现

高学宁 张善明

摘 要 随着经济的进步，社会也在进化，进入二十一世纪之后也存在更多的可能性，我国的通信网络到目前为止经历了多个发展阶段，在4G网出现之后，2G网和3G网渐渐被摒弃，人们开始大量使用4G网。后来，在科学技术和经济共同进步的同时，研究领域也开始开发新的核心网，即5G核心网。本文就对服务化5G核心网切片管理系统进行分析，供参考。

关键词 服务化;5G核心网;切片管理系统

引言

人类从2G时代渐渐进入了3G、4G时代，虽然当前大部分人们还是使用的4G网络，但5G核心网很快会全面投入到市场中来，这是我国通信行业进步的象征。5G核心网的出现可以说改变了人们的通信现状，虽还没有完全普及，但从5G核心网的性质上来看，其可以满足更多客户的通信需求。在设计和开发5G核心网的时候，研究人员融入进了进了SDN结构和NFV结构，给服务化5G核心网切片管理系统的设计提供了有利条件[1]。

1服务化5G核心网架构

1.1 用户面

用户面是由可编程用户面功能组成的，其主要的作用就是输送数据，UPFs和基站之间的会话或数据传输等都是通过用户面来完成的。

1.2 控制面

在5G核心网当中，其控制面的设计理念是借鉴的微服务设计思想，在以往的核心网当中也需进行重设，耦合之后的功能才能实现，发挥应有的作用，但是，在耦合之后的网络功能也会被分解[2]。主要分解成六个部分，第一部分是接入和移动性的管理部分，该部分一直以来的工作都是连接、移动性管理，在5G核心网当中占据着举足轻重的作用。该模块会接受用户请求，在接受请求后一并处理，把用户初始连接进网络或新的覆盖区域之后，再对用户所在的位置实施更新操作;第二个部分是会话管理模块，该模块的工作就是建立会话，并在建立的基础上进行修改和释放，从而对一些不好的信息进行拦截;第三部分是鉴权服务模块，其工作职责就是在用户连接网络的时候进行鉴权，也LTE当中的鉴权功能差不多，会生成一个密钥。第四部分是数据统一管理模块，其功能就是对用户进行标、访问、管理等;第五部分是策略管理控制模块，该模块可以给5G核心网切片管理系统提供策略框架;第六部分是网元贮存模块，该模块可以对服务发现起到支持作用，对NF模块当中的完整信息加以保护。

1.3 应用层

应用层的出现起到的基层作用，其可以提供系统需求，如设备需求、应用场景需求等。就比如，在5G核心网的运行上，需得到物联网、车联网以及宽带的支持，且在规模要求上比较大。应用层完全可以满足这些需求，并对5G核心网的运行安全性和成本加以控制[3]。

2服务化5G核心网切片管理系统实现

2.1 核心网切片结构

服务化的5G核心网切片结构包含了SDN、NFV以及微服务结构等。在5G核心网最初设计的过程当中，就应用进了SDN结构和NFV结构，所以，微服务架构也是5G核心网切片结构的类型之一。 微服务架构当中却增添了新的功能，把原来的一体式程序进行了分解，进而形成了微服务，微服务具有状态不固定的特点。NFs主要在虚拟平台上运行，而NF则可以在云平台上面构成移动云核心网，也可以构成边界核心网。在这样的结构框架下，客户能够按照自己的需要选择切片。就比如，如果客户需要符合宽带要求，那么就可以把和其相对应的UPF及服务器设置在边界核心网平台周围，从而形成完整的服务化5G核心网切片。如果说客户想要达到车联网运行需要，则可以把和其相对应的UPF及服务器设置在边界核心网平台中，从而形成uRLLC5G核心网切片[4]。如果要想满足传统语音通信业务的物联网运作要求，那么则可以把和其相对应的UPF及服务器设置在和核心网平台共同运作的硬件平台上。与此同时，5G核心网切片管理系统还针对各个切片位置的差异分配了宽带、虚拟服务器等设备，确保每一块切片都可以高效工作。

2.2 核心网切片的编排和设计

在服务化5G核心网切片管理系统的实现上，还必须对其切片加以正确编排。一方面，在虚拟平台上要构建基础设施管理功能和虛拟网络功能，应用进互联网虚拟管理来对切片进行编排，可以确保切片编排的合理性。而互联网虚拟管理系统可以对资源进行均衡分配，诸如保存信息资源、虚拟计算资源等，按照5G核心网切片的编排方式和顺序进行周期管理，实现线上、线下双重监测管理。另一方面，5G核心网当中还包含了RMO、SMO、NFM模块，这三个模块可以让5G核心网切片管理系统变得更具服务性色彩，从而发挥出核心网切片管理系统作用，促进系统更快更好的发展。

3结束语

5G核心网虽然还没有完全普及，但其一旦普及就可以满足更多客户的通信需求，在服务化5G核心网切片管理系统的设计上，需从用户面、控制面、应用层三方面加以设计。同时，对5G核心网的切片进行准确合理的编排与设计也十分重要，完整的5G核心网切片管理系统有助于推动我国通信业进步。

参考文献

[1] 聂衡，赵慧玲，毛聪杰.5G核心网关键技术研究[J].移动通信，2019， 43（1）：2-6，14.

[2] 夏旭，朱雪田，梅承力，等.5G切片在电力物联网中的研究和实践[J].移动通信，2019，43（1）：63-69.

[3] 马璐，王鲁晗，陈炜，等.服务化的5G核心网切片管理系统研究与实现[J].北京邮电大学学报，2018，41（5）：78-85.

[4] 宋凤飞.5G网络切片的設计与资源分配方案研究[D].西安电子科技大学，2018.