5G核心网架构演进与技术
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。
5G核心网标准化进展及B5G演进初探
5G核心网标准化进展及B5G演进初探随着数字技术的快速发展，5G成为了下一代无线通信技术的代表，而其核心网的标准化进程也在稳步推进中。
目前，3GPP已经发布了多个主要版本的5G标准，包括Release 15和Release 16等。
其中，Release 15主要是为了实现5G独立组网，而Release 16则更加注重对5G配置和服务的细化和改善。
在5G标准化进程中，B5G（Beyond 5G）演进也逐渐引起了人们的关注。
B5G是指5G的进一步演进，其目的在于推动更加聚焦于应用场景的技术发展，并且在5G应用的基础上创造更多的商业机会和社会价值。
在5G标准化进程中，5G核心网是关键技术之一，其标准化进程不仅是实现5G商业化的基础，也是B5G演进的重要方向。
在5G核心网标准化进程中，主要涉及以下方面：1. 5G核心网架构标准化5G核心网的架构标准化主要涉及到UE（User Equipment, 用户设备）、AMF（Access and Mobility Management Function, 访问和移动管理功能）、UPF（User Plane Function, 用户面功能）等三个方面。
其中，UE是指终端设备，AMF是指网络中的控制平面，UPF则是指网络中的数据平面。
目前，相关标准已经相应发布，且各方正在按照标准实现功能。
5G核心网网络切片是指将不同业务场景和设备类型的流量隔离成不同的虚拟网络切片，以实现不同的服务质量和安全性。
目前，针对网络切片的标准化工作已经在不同的阶段进行中，涉及到了切片描述框架、切片控制和管理、切片模型、切片部署等方面。
3. 5G核心网QoS（Quality of Service, 服务质量）标准化5G核心网QoS主要涉及到不同业务场景的服务质量保障机制。
在这方面，相关标准已经相应发布，且各方正在按照标准实现功能。
4. B5G演进在5G核心网标准化进程中，B5G的演进则是将5G应用推向更广泛的领域和场景所面临的重要问题。
5G核心网标准化进展及B5G演进初探
5G核心网标准化进展及B5G演进初探随着移动通信技术的不断发展，5G技术已经成为当前热门话题之一。
作为5G技术的核心，5G核心网标准化进展及B5G演进也备受关注。
本文将就5G核心网标准化进展以及B5G演进初探进行详细的分析和介绍。
一、5G核心网标准化进展1. 5G核心网标准化的重要性5G的发展需要有一个完备的标准体系来支持，其中5G核心网则是5G技术的基础。
5G 核心网的标准化是整个5G标准体系的重要组成部分，它可以影响5G技术的实施和发展。
5G核心网标准化的进展对于5G技术的商用应用有着重要的意义。
目前，5G核心网的标准化工作已经取得了一定的进展。
国际电信联盟（ITU）和第三代合作伙伴计划（3GPP）等组织都在积极推动5G核心网标准的制定和发布。
在ITU的推动下，各国都积极参与了5G标准的研发与制定工作。
而3GPP作为制定全球移动通信标准的组织也在积极推动5G核心网标准的制定。
在3GPP的相关会议上，已经对5G核心网的标准进行了讨论，并取得了一些初步的成果。
5G核心网的标准化内容主要包括了网络架构、接口协议、安全机制、网络功能等方面。
在网络架构方面，5G核心网需要支持更多的应用场景和服务需求，因此需要具备更加灵活的架构和智能化的特性。
在接口协议方面，5G核心网需要对接多种无线接入技术，因此需要支持更多的接口协议。
在安全机制方面，5G核心网需要具备更加强大的安全能力，以应对各种安全威胁。
在网络功能方面，5G核心网需要支持更多的网络功能，以满足更多的业务需求。
5G核心网标准化面临着很多挑战，比如技术复杂性、标准制定的统一性和一致性等问题。
随着技术的不断发展和标准制定的不断完善，5G核心网标准化的前景是非常广阔的。
可以预见，在不久的将来，5G核心网标准化工作会取得更大的进展，从而为5G技术的商用应用奠定更加坚实的基础。
二、B5G演进初探1. B5G的概念和特点B5G即Beyond 5G，它是5G技术的进一步演进和发展。
5G移动网络新技术及核心网架构
Network World •网络天地Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 7【关键词】5G 移动网络 关键技术 核心网面对5G 移动通信网络日趋多样化、差异化的通信场景和业务需求，需要探讨5G 移动通信核心网架构及移动性关键新技术，引入软件灵活定义的去中心化网络架构，并提出移动性驱动网络切片MDNS 技术、5G 切片高速通信技术和边缘缓存技术，结合5G 移动通信网络部署特点和回传网络拓扑，实现5G 移动网络的资源优化，提升5G 移动网络用户体验。
1 5G移动通信核心网架构分析传统的网络部署要根据业务的峰值容量进行资源的配置，存在网络资源过度配置而导致网络拥塞的现象，原有的网络集中控制和集中路由无法适应网络业务的实际变化需求，也无法使边缘存储和边缘计算获得良好的支撑。
为了更好地应对用户及业务的需求，要改变原有网络设备及架构的固化问题，可以采用一种软件定义去中心化网络架构SoftNet ，进行5G 移动网络架构的智能化自定义，动态激活和灵活部署5G 网络的功能，进行网关锚点的动态分配和资源的统一调度，较好地提升5G 移动网络资源的利用效率。
1.1 设计原则在5G 移动通信核心网架构设计的过程中，主要秉持以下理念和原则：1.1.1 适应性面对不同特征的通信场景，必须采用软件定义去中心化的核心网络架构，以动态地适应不同的通信场景，提升5G 移动网络的适应性和功能。
1.1.2 高效性通过采用软件定义去中心化的核心网络架构，有效提升5G 移动网络资源的利用率，规避和解决高信令开销、低效数据转发及高传输时延的缺陷。
1.1.3 可扩展性通过引入软件定义去中心化的核心网络架构体系，可以灵活高效地支持新业务，满足5G 移动网络升级的需求，进行新业务的快速灵活部署和快速响应。
1.1.4 简化功能5G 移动网络新技术及核心网架构文/何峰赋5G 移动网络核心网的软件定义去中心化架构支持移动性管理和转发隧道管理，基于大量的网元功能及通信协议的前提，可以实现5G 移动网络的简化，避免5G 移动网络功能冗余的问题。
5G核心网网络架构及关键技术研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION16 科学与信息化2023年6月下5G核心网网络架构及关键技术研究吴志昊 张志科 范磊中电科普天科技股份有限公司 广东 广州 510310摘 要 5G技术作为新一代信息技术，是支撑我国经济社会转型升级的重要基础设施，赋能各行业领域。
随着5G核心网网络发展逐渐成熟，其面临的是满足用户的多样化、个性化需求，以及实现多场景的具体应用，这就对其架构编排和管理提出了更高的性能与功能要求。
基于此，需要进一步优化和改进5G核心网网络架构及关键技术，从而大幅度提高5G核心网的利用率，为用户网络通信提供更为高质量的体验，满足不同用户的多元化与复杂化的业务需求。
关键词 5G技术；网络架构；编排与管理；关键技术Research on 5G Core Network Architecture and Key Technologies Wu Zhi-hao, Zhang Zhi-ke, Fan LeiCETC Putian Technology Co., Ltd., Guangzhou 510310, Guangdong Province, ChinaAbstract As a new generation of information technology, 5G technology is an important infrastructure to support the transformation and upgrading of China’s economic society, and empowers various industries. With the gradual maturity of 5G core network, they are intended to meet the diversified and personalized needs of users and achieve specific applications in multiple scenarios, which puts forward higher performance and functional requirements for their architecture arrangement and management. Based on this condition, it is necessary to further optimize and improve the 5G core network architecture and key technologies, so as to greatly increase the utilization rate of the 5G core network, provide a higher quality experience for user network communication, and meet the diversified and complex business needs of different users.Key words 5G technology; network architecture; arrangement and management; key technologies引言时至今日，通信网络的建设主体已经从之前的4G 广覆盖逐步发展成5G 的普及，5G 作为第五代移动通信技术，代表着我国科学技术水平迈入到更高层次，该技术也开启了一个全业务与大连接的时代。
5G核心网的演进思路
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）。
第五代移动通信核心网络架构与关键技术分析
网络信息工程2020.23第五代移动通信核心网络架构与关键技术分析邹俊飞（广东南方电信规划咨询设计院有限公司，广东惠州，516003）摘要：随着通信技术的不断发展，近两年第五代移动通信网络的关键技术己经得到了解决,基本通信协议也己经通过。
网络信息的传输也更加的便捷,给人们的生活带来了革命性的改变。
目前我国的5G移动通信网络也逐渐地在普及和覆盖，在近两年5G技术一定能够给人们在移动互联领域以及物联网领域都带来巨大的改变，5G移动通信网络能够很好的支持物联网方面的需求。
本文对第五代移动通信网络的网络架构和关键技术进行了分析。
关键词：5G；移动通信；核心网；边缘计算；网络切片The Fifth Generation Mobile Communication Core Network Architecture and Key Tech no logy A n alysisZou Junfei(Guangdong Southern Telecom Planning ConsuIting Design Institute Co.,Ltd.,Huizhou Guangdong,516003)Abstract：With the continuous development of communication technology,the key technologies of the fifth-generation mobile communication network have been solved in the past two years,and the basic communication protocol has also been passed.The transmission of network information is also more convenient,which has brought revolutionary changes to people,s lives.At present,my country's 5G mobile communication network is gradually popularizing and covering.In the past two years,5G technology will definitely bring huge changes to people in the field of mobile Internet and the Internet of Things.5G mobile communication network can well support working requirements.This article analyzes the network architecture and key technologies of the fifth-generation mobile communication network.Keywords；5G;mobile communications;core network;edge computing;network slicing1第五代移动通信（5G）网络架构对于5G网络来说，比起以往的通讯技术,有着超可靠的低时延通信,移动带宽更大，可通信的机器种类更多。
5G网络架构与技术原理解析
5G网络架构与技术原理解析随着时代的进步，人们对网络的需求越来越高，互联网进入5G时代后，网络通信技术和网络速度得到了质的提高。
5G网络是一种新一代的无线通信技术，被认为是人类社会移动与通信的未来。
5G网络架构与技术原理是如何实现的呢?本文将对5G网络的架构和技术原理进行分析解析。
一、5G网络架构5G网络架构可以分为三个层次：核心网、传输网和无线接入网。
1.核心网核心网是5G网络的中枢，它的主要作用是实现对数据流量的控制和管理。
核心网通过网络控制平面和用户数据平面，分别处理控制信令和用户数据。
网络控制平面主要负责5G网络的控制和管理。
它包含网络切片管理、认证和安全、移动性和会话管理、策略和流量控制等功能。
用户数据平面则负责承载和传输用户的数据。
通过网络切片，它可以为不同的应用提供不同的质量保障。
2.传输网传输网是5G网络的关键组成部分，它负责承载核心网和无线接入网之间的数据。
5G传输网将采用软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等技术，实现灵活的网络资源调度和快速的服务部署。
3.无线接入网无线接入网是5G网络的最后一级，它主要负责将用户请求传输到核心网中，同时将从核心网返回的数据传输给用户。
5G无线接入网主要包括以下技术：基站技术：5G基站具有更高的数据传输速度和更低的延迟，同时还可以支持更多的连接设备。
小区划分技术：通过将基站分成多个小区，可以实现更细粒度的信号覆盖和更高的网络容量。
多址技术：5G网络将采用OFDMA技术来支持多个用户同时传输数据，从而提高网络的带宽和效率。
二、5G网络技术原理1.大规模MIMO技术大规模MIMO技术是5G网络中的重要技术之一。
它利用大量的天线和信号处理算法，可以显著提高信号质量和网络容量。
2.毫米波技术5G网络将开放更高的频率段，包括毫米波频段。
毫米波频段具有更高的数据传输速度和更低的延迟，但其传输距离相对较短，需要更多的基站来保证信号覆盖。
3.网络切片技术网络切片技术可以为不同的业务提供不同的资源配置和服务质量保障。
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Hardware Independence：COTS-Ready；Partly COTS-Ready(MRF,…)；Hardware dependent（DPI，UDP fire walls，…):
Migration operations: No live migration supported; Live migration supported; Migration partially supported; Other migration mechanisms
NFV工作组在2014年下半年启动了Phase 2阶段的工作，在该阶段成立了IFA（接口和架构）、 EVE（演进和生态系统）、REL（可靠性）、SEC（安全）、TST（测试）等工作组将分别制定 架构与接口、未来演进、、可靠性、安全、测试等相关的正式规范。
NFV
NFV&SDN
NFV
NFV&SDN
NFV
VNF Load Balancing Models
NFV&SDN
中兴对vIMS/vEPC/vUDC
NFV&SDN
SDN
NFV&SDN
OpenFlow技术源起于美国Stanford大学的Nick McKeown教授，是Stanford大学Clean Slate计划 资助的一个开放式协议标准，随后演进为GENI计划的研发项目，并结合网络可程序设计的特性 ，使其SDN概念顺应而生。在Mckeown教授等人的推动下，ONF(Open Networking Foundation ，开放网络基金会)于2011年成立并致力于推动SDN架构、技术标准规范和发展工作。
CAPEX和OPEX－居高不下：网络需要面对大量不同厂家、不同年代、不同设 备的采购、设计、集成、IOT、部署、维护运行，升级改造，导致居高不下的建 设投资、运维管理和升级成本。即便增加一项功能或修改一项参数，就可能涉 及众多设备的改动和费时的IOT。
NFV
NFV&SDN
2012 年11 月，由AT&T、德国电信、英国电信等多个国际主流运营商牵头，联合多家网络运营商 、电信设备供应商和IT 设备供应商共同推动在ETSI成立网络功能虚拟化工作组（ISG），旨在推 动NFV 技术框架研究和产业化发展.
(1)在学术界，美国Internet2宣布：这是基于OpenFlow和100G以太网络技术所建成第一个开放式 SDN网络。
(2)互联网公司公司方面，Google宣布通过部署SDN网路，将IDC之间网络的使用率提升至90%以 上，Facebook开始尝试在IDC内部署SDN网络。
(3)IT界，HP发布了Virtual ApplicationNetworks SDN控制器和多款支持OpenFlow的交换机产品 ，IBM也发布自有OpenFlow控制器PNC。
2012年被业界视为SDN商用元年，这一年：Google在其IDC部署SDN网络来解决未来可能面临 的瓶颈;Cisco为了找到全面性的解决方案，并针对市场的需求发展ONE(Open Network Environment，开放网络环境) 策略;VMware看见网络虚拟化的重要性，收购虚拟网络平台供应商 Nicira以寻求解决方案。诸如此类的重要事件让SDN 议题成为众所瞩目之焦点。
NFV工作组在2013 年聚焦于顶层文档的设计，已发布第一批规范，包括NFV用例、需求、架构 、术语、PoC（Proof of Concept）、白皮书等一系列文档的V1版本。
2014年上半年，NFV工作组发布了第二个版本的白皮书，主要总结各个工作组的进展、对场景、 需求、架构等内容进行了更新，明确提出NFV工作组对于标准化和开源社区的态度。除此之外， 并于下半年更新了用例、需求、架构、术语等公开文档，并通过向产业界征集NFV 产品原型和验 证试验等，进行NFV的PoC，从而推动2 3 4
核心网架构演进 SDN/NFV简介 5G核心网架构 5G部署策略
移动通信/核心网架构演进
联通网络演进规划
网络架构演进
R99网络架构
网络架构演进
R4网络架构
网络架构演进
R5网络架构
网络架构演进
LTE网络架构
网络架构演进
网络架构演进
5G网络架构
网络架构演进
AUSF
N13
UDM
N12
N8
N10
AMF N11
SMF
N7
N14
N15
N1
N2
N4
PCF
N5
AF
UE
(R)AN
N3
UPF
N6
DN
N9
NEF
NRF
PCF
UDM
AF
Nnef
Nnrf
Npcf
Nudm
Naf
Nausf Namf
Nsmf
AUSF
AMF
SMF
N1
N2
N4
UE
(R)AN
N3
UPF
N6
DN
提纲
1 2 3 4
核心网架构演进 SDN/NFV简介 5G核心网架构 5G部署策略
NFV&SDN
现有网络的问题(中国电信集团)
网络－复杂、刚性而昂贵：由大量单一功能的、专用网络节点和碎片化、昂贵 、专用的硬件构成。设备几十类，数百万台，还在不断繁衍。网络一旦建好， 难以变动、扩展、升级，无法在全网范围按需快速配置资源。
UTRAN
GERAN S1-MME
SGSN S3
MME
LTE-Uu
UE
E-UTRAN
S11 S10
S1-U
HSS
S6a
S12 S4 Serving S5 Gateway
PCRF
Gx
Rx
PDN SGi
Operator's IP
Gateway
Services
(e.g. IMS, PSS etc.)
IMS网络架构
网元－软硬件垂直一体化的封闭架构：为满足不同业务、接入方式、质量、安 全等需求，引入大量控制协议，且绑定于特定转发协议，代码直接写入硬件， 构成控制转发一体化的封闭架构，导致设备日益臃肿，性能提升空间小，技术 创新和升级难、扩展性受限、业务开发周期长。一旦部署，后续升级就受制于 厂家。
网络和业务－烟囱群：新业务的提供往往需要开发新设备，造成设备种类和数 量大量繁衍，外加部门分割，形成大批独立、封闭的网络和业务烟囱群，成本 高，资源不能共享，网络和业务难以协同和融合，无法以互联网时间快速适应 业务及使用模式的快速变化。