5G SA核心网信令组网方式分析
5G核心网组网架构研究

5G核心网组网架构研究5G核心网是指面向5G无线接入网络的核心网络部分,负责处理用户数据、进行用户认证和授权、提供各种网络业务等功能。
5G核心网组网架构研究是为了满足5G网络的高带宽、低时延和大连接等需求,在传统的3GPP协议架构基础上进行升级和优化。
目前,5G核心网的组网架构主要有两种:非独立组网(NSA)和独立组网(SA)。
非独立组网是指在4G基站的基础上增加5G元素,通过4G和5G协同工作来提供5G服务。
独立组网则是独立于4G网络,通过全新的5G核心网来实现5G服务。
下面将分别介绍这两种组网架构的特点。
非独立组网(NSA)是一种较为简单和成本较低的5G组网方式。
它利用了4G核心网的控制能力,通过4G基站的辅助来完成5G用户的接入。
在NSA架构中,5G基站仅负责进行数据传输和无线资源管理,而5G核心网的控制功能由现有的4G核心网来实现。
这样就能够快速部署5G网络,并且能够充分利用现有的4G网络资源。
但是,NSA架构仍然依赖于4G网络,限制了5G网络的潜力。
独立组网(SA)则是一种更为先进和灵活的5G组网方式。
它通过全新的5G核心网来实现对5G用户的控制和管理。
在SA架构中,5G基站和5G核心网都具备了完整的功能,能够独立提供5G服务。
这样就能够实现更低的时延、更高的带宽和更灵活的网络切换,从而满足更多的应用需求。
但是,SA架构需要建设全新的5G核心网,增加了网络的建设成本和时间。
在5G核心网组网架构研究中,还存在一些其他的关键问题需要解决。
例如,网络切换问题、网络切片问题、安全问题等。
网络切换问题是指在不同的组网方式之间进行切换时,如何保证用户的网络连接不中断。
网络切片问题是指如何将网络资源划分为多个虚拟网络切片,满足不同应用的需求。
安全问题是指如何保护5G网络免受各种网络攻击和威胁。
总之,5G核心网组网架构是实现5G网络高速、低时延和大连接的关键环节。
通过研究非独立组网和独立组网两种架构,能够在提供5G服务的同时,平衡网络建设的成本和性能需求。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术5G SA是指基于5G独立组网(Standalone)的网络架构,与之相对应的是5G NSA (Non-Standalone)网络架构。
下面将介绍5G SA的网络架构和关键技术。
1. 网络架构:5G SA网络架构主要包括核心网、无线接入网与用户设备三个部分。
1.1 核心网:5G SA核心网的架构由5G核心网(5GC)和业务支持系统(Business Support System,BSS)组成。
5GC是5G SA核心网的关键组成部分,包括核心用户面、核心控制面和网络管理平面。
在核心用户面上,5GC提供了一系列的业务功能,例如用户识别、安全策略、会话管理等。
核心控制面负责用户数据的传输和路由,以及网络功能的控制和协调。
网络管理平面负责网络的配置、管理和监控。
1.2 无线接入网:5G SA的无线接入网包括5G基站和传输网络两部分。
5G基站负责与用户设备之间的无线通信,通过用户设备接入射频信号进行数据传输。
传输网络负责将用户设备传输的数据进行处理和转发,以保证数据的稳定性和可靠性。
1.3 用户设备:就像其他移动通信网络,5G SA网络中的用户设备包括手机、平板电脑、物联网设备等。
用户设备通过5G基站与核心网和其他用户设备进行通信。
2. 关键技术:2.1 新空口技术:为了实现更高的数据传输速率和更低的时延,5G SA引入了新的空口技术,如高增益多天线技术(Massive MIMO)、波束成形技术(Beamforming)和多路径接收技术等。
这些技术可以增加无线信号的覆盖范围和传输效率,提高网络的容量和性能。
2.2 网络切片:5G SA支持网络切片技术,将网络资源按照不同的业务需求进行划分和分配,可以为不同的应用场景提供定制化的网络服务。
网络切片可以提高网络的灵活性和可扩展性,支持各种不同类型的应用,如增强型移动宽带、物联网和车联网等。
2.3 蜂窝协同传输:5G SA引入了蜂窝协同传输技术,可以将多个基站的传输资源进行协同利用,提高网络的能源效率和容量。
SA、NSA组网方式

1、SA组网SA组网即独立组网,是一种通过gNodeB或者升级增强后的4G基站(简称为eLTE eNB)独立接入5G核心网5GC(5G Core Network)的组网方式,是5G网络发展的目标组网。
SA组网支持Option 2架构。
Option 2架构采用端到端的5G网络架构,从终端、无线新空口到核心网都采用5G相关标准。
Option 2架构包含核心网5GC、gNodeB和UE。
各网元描述如下:5GC:5G核心网,主要包括AMF(Access and Mobility Management Function)和UPF(User Plane Function),分别负责UE接入权限、移动管理功能和用户面管理功能。
gNodeB:主要包括基带处理单元,无线设备以及天线,用于传送业务和信令。
UE:5G终端。
5GC与gNodeB之间通过NG接口连接,gNodeB之间通过Xn接口连接,gNodeB与UE之间通过Uu接口连接。
各接口描述如下:NG接口:包括NG-C接口和NG-U接口,分别实现NG控制面功能和NG用户面功能。
Xn接口:包括Xn-C接口和Xn-U接口,分别实现Xn控制面功能和Xn用户面功能。
Uu接口:包括Uu-C和Uu-U接口,分别实现Uu控制面功能和Uu用户面功能。
2、NSA组网NSA组网即非独立组网,是一种在4G网络的基础上进行5G网络的建设,将4G网络与5G网络融合的组网方式。
NSA组网通过利用eNodeB和gNodeB的无线资源进行传输,可满足快速商用5G的需求。
NSA组网支持Option 3架构和Option 3x架构。
两种架构的控制面锚点均在eNodeB,即控制面数据在eNodeB上承载。
区别如下:Option 3架构:数据分流锚点在eNodeB,用户面数据通过eNodeB分流部分到gNodeB上承载,其余继续在eNodeB上承载。
Option 3x架构:数据分流锚点在gNodeB,用户面数据通过gNodeB分流部分到eNodeB上承载,其余继续在gNodeB上承载。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术5G Standalone(SA)是第五代移动通信技术(5G)的一种网络架构模式。
与之前的5G Non-Standalone(NSA)相比,SA采用了更加独立的网络架构,能够提供更高速的数据传输和更低的延迟。
下面将详细介绍5G SA的网络架构和关键技术。
1. 网络架构5G SA的网络架构主要由三部分组成:用户面、控制面和管理平面。
1.1 用户面(User Plane)用户面负责数据传输,包括用户数据的传输和处理。
在5G SA网络中,用户面通过分层架构来实现高效的数据传输。
用户数据流经用户设备(User Equipment,UE)进入无线接入网(Radio Access Network,RAN),然后通过传输网(Transport Network)进入核心网(Core Network,CN)。
在核心网内,用户数据会经过多个网络节点的处理,最终到达目标终端设备。
1.2 控制面(Control Plane)控制面负责管理网络资源,包括用户设备的接入认证、用户会话管理以及网络功能的调度和控制。
在5G SA网络中,控制面采用了灵活的分布式架构,可以更好地适应复杂的网络环境和服务需求。
核心网内的控制面由多个网络节点组成,每个节点负责管理一部分用户设备和网络功能。
1.3 管理平面(Management Plane)管理平面负责网络的管理和运维,包括网络配置、故障诊断和安全管理等。
在5G SA网络中,管理平面使用了统一的网络管理系统,能够集中管理和监控整个网络的运行状态,并及时对网络故障进行处理。
2. 关键技术2.1 网络切片技术网络切片是5G SA网络的关键技术之一,它可以将一个物理网络划分为多个独立的逻辑网络,每个网络都可以根据不同的业务需求和性能要求进行优化和配置。
通过网络切片技术,5G SA网络可以同时支持多种不同的应用场景,如增强移动宽带、工业互联网和车联网等。
2.2 Massive MIMO技术Massive MIMO(Massive Multi-Input Multi-Output)是5G SA网络中的关键无线通信技术,它通过使用多个天线来同时传输和接收多条数据流,提高了信号传输的容量和覆盖范围。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术5G Standalone(SA)是指5G独立组网,是5G新一代网络的一个重要标准。
其网络架构和关键技术可以概括如下:一、网络架构:5G SA的网络架构主要分为五个部分:用户面、控制面、传输侧、管理侧和辅助网络。
1. 用户面:用户面提供数据传输和处理功能,负责处理用户信息的交换和传输,并将数据发送到合适的终端设备。
2. 控制面:控制面负责用户接入、资源管理和调度等任务,包括RAN(无线接入网络)、核心网和终端设备。
3. 传输侧:传输侧是5G SA网络的基础,负责数据的传输和交换,并提供高速、低时延和稳定的网络连接。
4. 管理侧:管理侧负责对网络的管理和维护,包括网络配置、故障诊断和性能监测等。
5. 辅助网络:辅助网络包括传感器网络、物联网和边缘计算等,提供更多的服务和功能支持。
二、关键技术:1. 无线接入技术:5G SA网络采用了更高频率的无线接入技术,如毫米波和宽频段信道。
这些技术可以提供更大的容量和更快的速度,支持更多用户同时接入网络。
2. 软件定义网络(SDN):SDN是一种可编程的网络架构,可以实现对网络资源的动态配置和管理。
5G SA网络采用SDN技术,可以实现对网络功能的灵活配置和部署,提高网络的可靠性和可用性。
3. 网络切片:网络切片是指将网络资源划分为多个独立的虚拟网络,每个网络切片可以根据用户的需求和应用场景进行优化配置。
5G SA网络支持多个网络切片的同时存在,提供更加个性化、专业化的网络服务。
4. 多输入多输出(MIMO)技术:MIMO技术可以利用多个天线传输和接收数据,提高网络的传输速率和传输质量。
在5G SA网络中,MIMO技术可以更好地解决高速移动和多用户同时接入的问题。
5. 边缘计算:边缘计算是将数据处理和计算放在网络边缘的设备上,减少数据的传输延迟和网络负载,提高用户体验。
在5G SA网络中,边缘计算可以支持更多的应用场景,如智能交通、智能城市和工业自动化等。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术【摘要】5G SA是第五代移动通信的一种网络架构,它有着独特的特点和关键技术。
在5G SA网络架构中,核心网和无线接入网都是基于云原生架构设计的,实现了网络切片和网络功能虚拟化。
5G SA采用了分布式用户面和核心网架构,提高了网络的灵活性和可靠性。
在关键技术方面,5G SA采用了新型的调制解调技术,如波束赋形和大规模MIMO,提升了网络的容量和覆盖范围。
网络切片和边缘计算等技术也被广泛应用于5G SA网络中。
5G SA的网络架构和关键技术为用户提供了更高效、更安全、更可靠的通信服务,有望成为未来通信网络的主流发展方向。
【关键词】5G SA、网络架构、关键技术、引言、正文、结论。
1. 引言1.1 介绍5G SA的网络架构和关键技术5G Standalone(SA)是第五代移动通信技术中的一项重要发展,其网络架构和关键技术对于推动数字化转型和实现智慧社会具有重要意义。
5G SA网络架构主要包括核心网、无线接入网和传输网,其中核心网采用云原生架构,实现灵活部署和资源共享;无线接入网采用虚拟化技术,支持灵活的网络切片和多连接服务;传输网采用高速光纤和微波技术,实现低时延和高可靠性。
5G SA的关键技术包括大规模MIMO、毫米波通信、网络切片、多址接入和SDN等,这些技术的应用使得5G SA网络能够满足不同场景和应用的需求,为用户提供更加快速和稳定的通信服务。
5G SA的网络架构和关键技术的不断创新和优化将极大地推动5G应用的发展,为数字经济的蓬勃发展奠定坚实的基础。
2. 正文2.1 5G SA网络架构5G SA网络架构是基于全新的核心网架构设计,具有更高的灵活性和可扩展性。
其主要组成部分包括用户面和控制面。
在用户面,5G SA网络采用了云原生架构,将网络功能虚拟化,实现了灵活的网络切片和服务定制。
控制面则包括了核心网和RAN,实现了完全分离的核心网和无线接入网。
这种分离架构使得网络更加灵活,可以更好地应对不断增长的数据流量和服务需求。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术5G是第五代移动通信技术,它将给人们的生活带来革命性的变化。
5G SA(Standalone)即独立组网,是5G的一个重要组成部分。
本文将介绍5G SA的网络架构和关键技术。
1. 5G SA的概念5G SA是指5G的独立组网,它与4G共存,不依赖于4G网络。
相比于5G NSA(Non Standalone),SA拥有更高的带宽和更低的传输时延。
5G SA将支持更多的场景和应用,如超高清视频、智能家居、工业互联网等。
2. 5G SA网络架构5G SA的网络架构包括核心网、传输网和无线接入网。
核心网是整个网络的中枢,传输网是数据传输的通道,无线接入网为终端设备提供无线接入。
核心网包括用户面和控制面。
用户面负责数据传输和处理,控制面负责控制和管理网络资源。
控制面包括AMF(Access and Mobility Management Function)、SMF(Session Management Function)、UPF(User Plane Function)等,用户面包括AF(Application Function)、NEF(Network Exposure Function)等。
传输网包括光纤、微波、卫星等传输方式,它是核心网和无线接入网之间的桥梁。
无线接入网包括基站和终端设备,它为用户提供无线接入和通信服务。
3. 5G SA的关键技术(1)全球统一标准5G SA的关键技术之一是全球统一标准,它将为全球用户提供统一的通信标准和服务。
这需要网络设备和终端设备都能够遵循同一个标准,保证用户在全球范围内都能够享有完善的通信服务。
(2)大规模MIMO大规模MIMO(Massive MIMO)是5G SA的另一个关键技术,它能够通过多个天线和信道进行数据传输和接收。
大规模MIMO可以提高信号覆盖范围和网络吞吐量,实现高速数据传输和低时延通信。
(3)物联网技术5G SA将在物联网方面有重大突破,可以支持更多的物联网设备接入和通信。
5G SA的网络架构和关键技术

5G SA的网络架构和关键技术随着5G标准的逐步成熟和商用,5G SA(独立组网)作为5G网络的一种重要架构,也受到了广泛的关注。
与NSA(非独立组网)相比,5G SA具有更高的灵活性和性能优势,能够为用户提供更加稳定和高速的网络体验。
本文将从网络架构和关键技术两个方面,探讨5G SA的特点和优势。
一、5G SA的网络架构5G SA的核心网络架构主要由AMF(核心网功能性网络节点)、SMF(会话管理功能网络节点)、UPF(用户面功能网络节点)、NRF(网络资源功能网络节点)等组成。
AMF负责用户身份管理和鉴权,SMF负责会话管理和策略控制,UPF负责用户数据的传输和处理,NRF负责网络资源的管理和分配。
这个核心网络架构的设计使得5G SA具有更加灵活和快速的网络部署能力,能够更好地适应不同业务场景和需求。
5G SA的无线接入网络架构采用了全新的RAN(无线接入网络)架构,主要由gNB(5G 基站)和NG-RAN(Next Generation RAN)组成。
gNB与NG-RAN之间采用了灵活的接口协议,能够实现更加高效的无线资源调度和管理。
5G SA的RAN架构还支持更多频段的组网和更高密度的接入用户,使得5G SA能够更好地应对移动宽带、物联网和工业互联网等多种业务需求。
二、5G SA的关键技术1. 网络切片技术网络切片是5G SA的重要技术之一,它能够将整个网络资源根据不同的业务需求和服务质量要求,进行灵活的划分和分配。
通过网络切片技术,5G SA能够为不同的用户和业务提供定制化的网络服务,满足不同的性能指标和服务级别。
这一技术的应用,使得5G SA能够更好地支持多样化的服务和应用场景,为用户提供更加优质的网络体验。
2. Massive MIMO技术Massive MIMO是5G SA的另一项关键技术,它通过大规模天线阵列和高效的信号处理算法,能够实现更加高效的空间频谱复用和波束赋形,提高了网络的覆盖范围和容量。
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5G SA 核心网信令组网方式分析卜忠贵,冯征,牛芳,刘蕾(中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080)摘 要 随着信息通信技术的不断发展,移动通信网络逐步向5G演进。
5G SA网络采用基于服务化接口的新型网络架构,各功能实体间采用基于HTTP2.0协议的信令消息,信令网络如何组网成为5G核心网规划和建设的关键。
本文通过分析5G信令的特点,提出信令组网的可行方案,为5G信令网组网提供建议和借鉴。
关键词 STP;DRA;HTTP Proxy;NRF中图分类号 TN919 文献标识码 A 文章编号 1008-5599(2019)08-0030-06收稿日期:2019-02-01信令网是移动通信的神经网络,2G/3G 网络中主要使用TDM 承载的7号信令进行通信。
随着4G 和VoLTE 网络的引入,通信网中越来越多的引入了基于IP 的信令,IP 信令点和新的信令协议随之出现。
其中,软交换网络中引入了H.248和BICC 信令;IMS 网络中引入了SIP 和Diameter 信令;核心网分组域、EPC、PCC 引入Diameter 信令。
5G SA 网元间互通采用全新的服务化接口,基于HTTP2.0协议消息进行通信,各网络功能实体间如何组网成为5G 信令网规划建设的关键。
本文通过对5G 信令协议的分析及与现有信令组网方式的比较,提出满足5G 信令疏通需求的组网方案。
1 移动通信网信令类型按信令种类划分, 2G/3G/4G 移动通信网中的信令消息包括7号信令、SIP 信令、GTP 信令和Diameter 信令等。
按信令承载方式划分,包括TDM 信令和IP 信令,目前除部分7号信令消息仍保留原有TDM 承载方式,大部分信令已经完成承载IP 化和信令本身IP 化的演进。
2G/3G/4G 移动通信网各类型信令中,7号信令和Diameter 信令属于鉴权、移动性管理类信令,基于用户码号进行信令路由,需要支持全国范围的漫游和鉴权管理,涉及信令点的全网组网。
以上两种信令引入了准直连组网,以简化网络组织,便于网络维护和排障。
1.1 2G/3G/4G 网络信令组网2G/3G 网络中的7号信令网采用2级和3级混合结构,第1级由高级信令转接点HSTP 组成,第2级由低级信令转接点LSTP 组成,第3级由信令点SP(包括MSC、MSC Server、HLR、SCP 和SMSC 等信令点)组成,等级结构如图1所示。
4G EPC、PCC 和IMS 网络中的Diameter 信令网采用SP、LDRA(低级Diameter 路由代理)和HDRA (高级Diameter 路由代理)3级架构组网。
本地网内的所有SP 网元均接入本地LDRA,LDRA 接入归属大区HDRA,全国集中建设的SP 点就近接入所在省/大区HDRA,如图2所示。
Diameter 信令和IP 化承载的7号信令传送层均基于SCTP 协议承载,支持两个对等端之间消息的可靠传送。
1.2 5G SA 网络架构及信令类型1.2.1 5G SA 网络架构3GPP 协议中,5G 网络架构分为NSA(非独立组网)和 SA(独立组网)两种网络架构。
NSA 核心网为4G EPC 的升级网络。
5G SA 组网采用基于服务化的网络架构,重新定义各功能实体,网络结构如图3所示。
与鉴权和策略相关的各功能实体与EPC 网络各网元间对应关系如下。
(1)接入和移动性管理功能(AMF)对应EPC 网络中的MME。
(2)会话管理功能(SMF)对应EPC 网络中的GW-C(SAEGW 控制部分)。
(3)策略控制功能(PCF)对应EPC 网络中的PCRF。
(4)统一数据管理(UDM)对应EPC 网络中的HSS。
(5)网络功能资源库功能(NRF)为5GC 新网元,支持服务发现功能,保存可用的网元功能(NF)实例的服务能力,接收来自NF 的发现请求并提供被发现的NF 实例信息。
1.2.2 5G SA 信令协议特点5G SA 核心网各功能实体间采用HTTP 2.0通信协议,相比HTTP 1.x 协议版本,HTTP 2.0可以提供更高效的传送性能并支持多路复用,主要增强特性如下。
(1) 新的二进制格式(Binary Format):HTTP 1.x 的解析是基于文本,文本协议可读性好,但解析效率较低。
HTTP 2.0采用二进制协议,解析效率更高,消息体更紧凑,错误更少。
(2)头压缩:HTTP 1.x 协议头带有大量信息,每次交互需要重复发送。
HTTP 2.0对协议头进行压缩编码,通信双方各自缓存一份头文件表,避免了头的重复传输,提升了传输效率。
(3)多路复用(MultiPlexing):HTTP 1.x 协议中一次Request 请求需要建立一个连接,若干个请求排图1 7号信令网组网示意图图2 Diameter信令网组网示意图图3 5G SA网络架构示意图队串行处理,一旦有请求超时,后续请求将被阻塞(行头阻塞)。
HTTP 2.0协议支持一个连接上并行执行多个请求(多流并行,不同的Request 标识为不同的Stream ID),某个请求超时不会影响到其它请求的正常执行。
(4)支持服务端推送服务推送能力。
HTTP协议广泛应用于互联网Web系统客户端与服务器间的通信,传送层基于TCP协议。
HTTP 2.0/TCP与现有信令网的Diameter/SCTP协议特点和能力存在一定差别,如表1所示。
2 5G SA信令网组网方案分析2.1 5G信令网路由模式5G SA架构引入NRF支持NF的能力注册和服务发现,数据配置和路由查询均通过NRF完成。
信令寻址方式有以下两种情况。
(1)与用户码号无关的寻址:如AMF选择SMF 和UPF的寻址,通过NRF的服务注册发现机制完成。
(2)与用户码号相关的寻址:涉及跨省/大区寻址,主要涉及AMF-UDM、SMF-PCF和CHF寻址,可通过NRF服务发现或HTTP Proxy中继代理两种方式实现。
以N8接口(AMF-UDM)消息路由为例,两种方案说明如下。
2.1.1 方案1NRF服务发现模式,信令交互流程如图4所示。
(1) UDM启动时,向NRF进行服务注册,携带自身码号信息。
(2) NRF存储码号和UDM示例之间的映射关系(也可静态配置)。
(3) AMF发起用户注册,首先使用SUPI到NRF 发现UDM。
(4) NRF收到服务发现请求后,根据SUPI查询满足要求的UDM列表信息(设备对应的IP地址),返回给AMF。
(5) AMF收到之后,选择一个UDM发起注册请求。
图4 NRF 独立组网信令流程图2.1.2 方案2NRF+Proxy中继代理模式,信令交互流程如图5所示。
(1) UDM启动时,向NRF进行服务注册,携带自身码号信息。
(2) Proxy拦截UDM注册请求,存储码号和UDM 示例之间的映射关系(也可静态配置),修改UDM实例IP为Proxy IP,并修改码号为全号段后,向NRF 发起注册。
(3) NRF仅需保存全号段和Proxy的对应关系。
HTTP 2.0/TCP Diameter/SCTP连接建立TCP:3次握手,按需建链;单向链路,收发需建2条链路SCTP:4次握手,静态建链;双向链路,收发可共用1条链路通信可靠性基于TCP实现重传,不支持多路径;必须配置多条链路,倒换机制需定义基于SCTP实现重传,支持多路径;同一偶联内路径故障后,可进行倒换拥塞控制HTTP 2.0层支持多流;TCP层出现分组丢失,仍会导致行头阻塞Diameter利用SCTP实现多流能力;无行头阻塞的问题连接释放网元下电、HTTP流耗尽、链路闲置超时、网络异常和人工释放网元下电、网络异常和人工释放服务开放性开放性较好主要局限在3GPP领域表1 信令协议特点比较表(4) AMF 发起用户注册,使用SUPI 到NRF 发现UDM。
(5) NRF 收到服务发现请求后,根据SUPI 查询,返回Proxy IP 给AMF。
(6) AMF 收到之后,向Proxy 发起注册请求。
(7) Proxy 根据自身定义的路由规则,选择UDM,并转发请求消息。
HTTP Proxy 类似于现有信令网的STP 和DRA,是5G SA 核心网内 HTTP 消息的转接设备,Proxy 节点功能包括如下几个方面。
(1) 链路收敛功能:全国大规模组网场景下,单套NF(UDM、PCF 类)网元TCP 链路如不经汇聚,将达到数千数量级。
Proxy 可对单NF 信令链路收敛至10条数量级,大大节省NF 侧信令资源。
(2) 路由管理功能:NRF 根据NF 侧服务查询请求,回复一组网元实例列表,由NF 侧自行选择,NF 需要基于码号组合、权重和主备等路由配置进行路由。
引入Proxy,可以统一实现各种复杂的路由管理功能,降低全网相关NF 侧信令路由能力需求。
(3) 负载均衡功能:Proxy 对接入的Pool 内网元实施统一均衡路由,消除NF 自动均衡信息不同步带来的Pool 内网元业务量不均衡问题。
(4) 流量控制功能:Proxy 的入口和出口流控功能,协助NF 在出现信令风暴时实施信令流量控制,保证网元平稳运行。
(5) 拓扑隐藏功能:3GPP TS 23.501定义了SEPP (Security Edge Protection Proxy,安全边缘保护代理) 网元功能,实现边界安全控制。
HTTP Proxy/SEPP 可以在漫游和归属网络之间转发信令,屏蔽内部网络,使归属网络结构不暴露给拜访地网络。
(6) 监控维护功能:Proxy 可以集中配置号段数据,与现有信令网维护方式类似。
可以集中提供全网信令运行数据和网元链路状态等信息,相比提取全网NF 状态数据,网络的维护和排障更为高效。
两种组网方案优缺点比较如表2所示。
图5 NRF+Proxy中继代理信令流程图NRF 独立组网NRF+Proxy 配合组网NRF/Proxy 配置要求NRF 需具备存储大量(10万数量级)号段数据能力;根据单用户号码查询能力Proxy 需具备存储大量(10万数量级)号段数据能力;根据单用户号码查询能力周边网元配置要求AMF/SMF 静态配置NRF 地址;UDM/PCF 静态配置NRF 地址AMF/SMF 静态配置NRF 地址;UDM/PCF 静态配置Proxy 地址;Proxy 静态配置NRF 地址周边网元能力要求AMF/SMF 需具备一定的路由选择能力,支持根据各种规则进行路由,具备缓存万级号段信息能力AMF/SMF 无特殊要求;NRF 无需存储大量号段数据,能力要求低性能要求各NF 需支持对接全网网元能力,可配置TCP 链路数或成为性能瓶颈,主要涉及UDM/PCF/CHF 类网元NF 只需对接本区域NRF、Proxy,需配置链路数量可控故障定位注册/发现问题由NRF 定位,消息流程问题由各NF 定位;单网元故障,全网相关网元需断链注册/发现问题由NRF 定位,消息流程问题由Proxy 定位;单网元故障,相关网元链路可保持维护方式号段修改,相关网元均需更新;NF 链路数量大,链路监控工作量大号段修改,仅修改Proxy 号段配置;NF 链路经Proxy 收敛,便于链路监控信令时延NF 直连,时延较低NF 通过Proxy 转接,时延较高标准成熟度标准流程非标,R16 eSBA 架构已有相关提案表2 信令组网方案比较表可见,信令网引入Proxy 增加诸多优点的同时,也带来了链路集中和时延增加等问题。