5G 时代电信核心网演进思路
运营商5G核心网精准规划思路分析
运营商5G核心网精准规划思路分析摘要：随着5G业务的快速发展，5G核心网对海量业务需求的承接能力将成为运营商挖掘市场的关键基础。
对于核心网网络的精准规划和合理建设，能够进一步平衡移动业务发展需求和网络容量建设之间的供需关系，对运营商构建未来的网络生态体系具有重要意义。
基于运营商5G核心网的网络容量提出明确的规划方法，对影响规划的重要因素进行具体分析，对核心网网络容量精准规划提出可能的设计思路。
关键词：5G核心网；服务化架构；网络规划；业务模型中图分类号：TN915.9 文献标识码：A文章编号：0引言5G技术的成熟将全球通信行业引入一个数据全面激增的新时代，这场变革促使端到端的网络架构都发生颠覆性的转变。
网络已发展成为人、物、场景之间交互的泛在媒介，这种大连接、低时延、高速率的新型网络对传统核心网的发展与演进带来巨大的影响[1]。
当前对于移动核心网络规划要求以市场需求为驱动力，积极推动云网融合在移动网络发展与演进，形成4G+5G的主体框架，构建智能、安全、柔性、可定制的网络能力，全力支撑移动宽带数据业务、VoLTE业务、2B业务及物联网业务等发展，向开放化、虚拟化、软件化、智能化方向发展与演进。
因此，找到一种对核心网精准规划方法将对移动核心网络发展将起到关键作用。
15GC SBA架构SBA架构(Service-based architecture)是3GPP提出的5GC统一的基础架构形态，基于云原生架构设计。
该架构通过借鉴IT领域的“微服务”理念，在3G/4G核心网网元功能基础上将网元控制面和用户面功能剥离，拆分后的网络功能通过统一模板进行模块化、实例化封装，封装后的网络功能被抽象为独立的网络服务，每种服务独立扩容、独立演进、按需部署，同一种服务可以被多种网络功能调用[2]。
网络功能间接口的耦合度进一步降低，不同网络功能间的交互模式得到简化，并最终实现全网功能的按需定制，灵活支持不同的业务场景和需求。
5G业务及建设思路分析
5G业务及建设思路分析5G是第五代移动通信技术的简称，是一种高速、低延迟、大容量、广覆盖的无线通信技术。
相对于4G技术，5G在传输速度、连接密度、时延等方面都有了大幅提升，将极大地推动各行业的数字化转型和智能化发展。
在5G业务及建设方面，以下是一些建议和思路。
一、5G业务发展方向：1. 增强移动宽带业务：5G将带来更高的传输速率和更低的延迟，可以支持高清视频传输、虚拟现实、增强现实等高带宽应用。
2. 物联网：5G将连接更多的设备，支持大规模物联网部署，实现智能家居、智慧城市、智能工厂等应用场景。
3. 车联网：5G能够实现低时延、高可靠的车联网通信，在自动驾驶、智能交通等领域有广泛应用前景。
4. 工业互联网：5G可以支持工业控制系统的高可靠性和低时延要求，促进制造业的数字化转型和智能化升级。
二、5G基础设施建设思路：1. 高密度覆盖：5G基站的密度较4G更高，需要增加基站的数量和分布密度，以便在人口密集地区能够提供高质量的服务。
2. 虚拟化网络：5G的网络架构将更加灵活，可以根据不同业务需求进行灵活的资源分配，可以采用网络功能虚拟化技术，提高网络的灵活性和可扩展性。
3. 光纤网络建设：5G技术需要大量的传输带宽和低延迟的传输环境，因此需要大规模的光纤网络覆盖，以满足5G网络的需求。
4. 网络安全保障：5G时代，网络安全问题将变得更加重要。
需要加强网络安全意识，建立完善的网络安全管理体系，保护5G网络的安全稳定。
三、5G业务发展策略：1. 行业应用推广：针对不同行业的需求，制定相应的5G应用方案，推广5G技术在工业、医疗、交通等领域的应用，推动产业的数字化转型。
2. 协同创新：加强与相关行业、企业的合作，共同探索5G技术应用的商业模式和创新方向，推动产业链的协同发展。
3. 政府支持：政府在5G领域应加大支持力度，制定相关政策支持5G技术的发展，加强基础设施建设，提供运营商等相关企业的政策支持和市场竞争环境。
5G_演进及网络部署策略思考_
30中国电信业Focus | Fo聚焦5G 5G 发展进度从5G 标准看按照5G 标准的研究计划，ITU2016年已经开始5G 需求研究，3GPP 在2018年年中，也就是R15阶段，形成第一版5G 标准，2019年年底将会完成满足ITU 标准的5G 标准完整版本，后续将持续增强与演进。
从运营商部署节奏看海外运营商积极布局5G 发展，欧洲设立H2020计划，组建5GPPP 联盟，推动METIS 研究项目，可以说，欧洲阵营主导着5G 标准节奏，并于2016年9月发布了欧洲5G 行动计划；美国几大运营商也纷纷发布5G 试验和商用计划，Verizon 宣布2017年部署5G 试验网（实际上是采用5G 技术的4G 网络），AT&T 投入巨大精力开展5G 试验室测试；日本计划在2020年东京奥运会之前实现5G 商用，NTT DoCoMo 正在组织验证5G 关键技术；韩国KT 将于2018年年初开展5G 预商用试验，支持平昌冬奥会。
中国三大运营商也在积极布局5G。
6月28日，在上海世界移动大会论坛上，中国移动董事长尚冰给业界一个非常清晰的5G 发展时间表，他说，面对未来5G 规划，中国移动预计今年内在中国5个城市开始进行外场实验,2018年进入规模试验,2019年进入预商用阶段,2020年将正式进入商用。
在“2017年IMT-2020（5G）峰会”上，中国电信技术创新中心副主任杨峰义表示，2019年中国电信会做一些5G 预商用，目标是2020年提供商业服务，2020年以后可以持续推进5G 的演进。
同样在“2017年IMT-2020（5G）峰会”上，中国联通网络建设部副经理马红兵透露，中国联通2017年下半年会考虑寻找2～4个城市进行5G 的技术验证和组网验证，做一些准备工作。
可以说，运营商都按照2020年年初发放5G 牌照做准备，其中，中国移动的5G发展目标更为清晰，尽管5G 标准尚未冻结，中国移动也准备边试验边验证，在技术上引领产业发展，争取率先商用。
5G网络架构分析
5G网络架构分析5G时代将是一张网络满足多样化业务需求，基于NFV/SDN技术，采用通用硬件，实现 网络功能软件化和基于差异化业务的资源编排。
业务及网络平台运营通过数字化平台实现网络能力和业务需求的对接，开放网络能力，按用户面部署，减小业务时延。
降低传输网压力，打破传 统数据仅能从省级出口的路径，用户及业务数据下沉到本地，高频和低频混合组网。
5G核心网与 NFV基础设施结合，为普通消费者、应用提供商和垂直行业需求方提供网络切片、边缘计算等新型业务能力。
5G核心网将从传统的互联网接入管道转型为全社会信息化的赋能者。
5G核心网的创新驱动力源于5G业务场景需求 和新型ICT使能技术，旨在构建高性能、灵活可配的广域网络基础设施，全面提升面向未来的网络运营能力。
5G时代要求未来能形成虚拟化、分层化的核心网络，以及资源开放、适宜开发新业务的网 络架构，从而能够提供从网络运营到业务服务的经济和可持续发展的模式。
随着5G标准冻结，商用部署提上议程，5G需求中所描绘的未来美好的全社会信息化生活正在从畅想变得触手可及。
作为连接万物，赋能业务的社会化信息基础设施的重要环节，移动核心网在5G阶段实现架构、功能和平台的全面重构。
相比于传统4G核心网(EPC) , 5G 核心网采用原生适配云平台的设计思路、基于服务的架构和功能设计提供更泛在的接入，更灵活的控制和转发以及更友好的能力开放。
5G核心网的网络架构1.1两种5G核心网络架构呈现方式5G核心网采用控制转发分离架构，同时实现 移动性管理和会话管理的独立进行，用户面上去除 承载概念，QoS参数直接作用于会话中的不同流。
通过不同的用户面网元可同时建立多个不同的会话 并由多个控制面网元同时管理，实现本地分流和远 端流量的并行操作，5G的核心网络架构分为两种 架构呈现，即参考点方式呈现和服务化架构方式呈现，如图1所示。
5G核心网的参考点方式架构5G核心网的服务化架构服务化架构是在控制面釆用API能力开放形式 进行信令的传输，在传统的信令流程中，很多的消息在不同的流程中都会出现，将相同或相似的消息提取出来以API能力调用的形式封装起来，供其它网元进行访问，服务化架构将摒弃隧道建立的模式, 倾向于采用HTTP协议完成信令交互。
3GPP 5G架构演进介绍
3GPP 5G架构演进介绍一5G架构选项蜂窝通信系统主要包含两部分：无线接入网（Radio Access Network，RAN）和核心网（Core Network）。
无线接入网主要由基站组成，为用户提供无线接入功能。
核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。
在4G LTE系统中，基站和核心网分别叫做eNB （Evolved Node B）和EPC（Evolved Packet Core）。
在5G系统中，基站叫做gNB（哥牛逼），无线接入网称为NR（New Radio），核心网叫做NGC (NextGeneration Core)。
目前，4G LTE网络的部署非常广泛，（在发达国家）几乎可以与GSM的覆盖相比拟。
而此时，5G的标准化正在如火如荼的进行。
运营商部署5G网络不可能是一蹴而就的，必定是逐步部署。
这样才能避免短期内的高投入，也能有效的降低部署风险。
以LTE网络为基础，5G一共有以下8种部署方式。
1.1 Option1：LTE遗产LTE目前的部署方式，由LTE的核心网和基站组成。
5G的部署便是以此为基础。
1.2 Option2: 纯5G网络5G网络部署的最终目标之一，完全由gNB和NGC组成。
要想在LTE系统（Option1）的基础上演进到Option2，需要完全替代LTE系统的基站和核心网，同时还得保证覆盖和移动性管理等。
部署耗资巨大，很难一步完成。
1.3 Option3：EPC + eNB（主）、gNB先演进无线接入网，而保持LTE系统核心网不动，即eNB和gNB都连接至EPC。
先演进无线网络可以有效降低初期的部署成本。
Option3包含3种模式，即Option3、Option3a和Option3x。
Option3：所有的控制面信令都经由eNB转发，eNB将数据分流给gNBOption3a：所有的控制面信令都经由eNB转发，EPC将数据分流至gNBOption3x：所有的控制面信令都经由eNB转发，gNB可将数据分流至eNB此场景以eNB为主基站，所有的控制面信令都经由eNB转发。
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）。
电信行业5G网络优化与升级解决方案
电信行业5G网络优化与升级解决方案第一章 5G网络优化概述 (2)1.1 5G网络优化背景 (2)1.2 5G网络优化目标与意义 (2)第二章 5G网络规划与设计 (3)2.1 5G网络规划原则 (3)2.2 5G网络设计流程 (3)2.3 5G网络规划与设计关键参数 (4)第三章 5G网络覆盖优化 (4)3.1 5G网络覆盖评估方法 (4)3.2 5G网络覆盖优化策略 (5)3.3 5G网络覆盖优化案例分析 (5)第四章 5G网络容量优化 (6)4.1 5G网络容量评估方法 (6)4.2 5G网络容量优化策略 (6)4.3 5G网络容量优化案例分析 (6)第五章 5G网络质量优化 (7)5.1 5G网络质量评估方法 (7)5.2 5G网络质量优化策略 (7)5.3 5G网络质量优化案例分析 (7)第六章 5G网络切片优化 (8)6.1 5G网络切片概念与分类 (8)6.1.1 5G网络切片概念 (8)6.1.2 5G网络切片分类 (8)6.2 5G网络切片优化策略 (8)5.2.1 切片资源分配优化 (8)6.2.2 切片功能优化 (9)6.3 5G网络切片优化案例分析 (9)第七章 5G网络能耗优化 (10)7.1 5G网络能耗评估方法 (10)7.2 5G网络能耗优化策略 (10)7.3 5G网络能耗优化案例分析 (10)第八章 5G网络安全性优化 (10)8.1 5G网络安全挑战 (10)8.2 5G网络安全优化策略 (11)8.3 5G网络安全优化案例分析 (11)第九章 5G网络运维优化 (12)9.1 5G网络运维管理 (12)9.1.1 网络监控 (12)9.1.2 故障处理 (12)9.1.3 功能优化 (12)9.2 5G网络运维优化策略 (12)9.2.1 强化网络监控 (12)9.2.2 优化故障处理流程 (13)9.2.3 实施功能优化措施 (13)9.3 5G网络运维优化案例分析 (13)第十章 5G网络升级与演进 (13)10.1 5G网络升级趋势 (13)10.2 5G网络升级策略 (14)10.3 5G网络升级案例分析 (14)第一章 5G网络优化概述1.1 5G网络优化背景信息通信技术的飞速发展，5G技术已成为全球范围内的战略资源。
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5G 时代电信核心网演进思路
作者：寿航涛
来源：《中国新通信》 2018年第2期
一、概述
第五代移动通信( 5c)的研发和测试正紧锣密鼓进行中，网络功能虚拟化( NFV)和软件定义网络(SDN)是未来5c的关键技术。
由此带来的技术变革将对现有电信网络架构带来革命性的变化，要求未来能形成虚拟化、分层化的核心网络，以及资源开放、适宜开发新业务的网络架构，提供从网络运营到业务服务的经济和可持续发展的模式。
本文将探讨5c时代电信核心网演进及引入NFV/SDN的分层虚拟化架构的思路和步骤。
二、电信核心网现状
中国电信现有固网软交换、固网IMS、移动2C/3C核心网电路域和分组域、移动4C分组域、VoLTE IMS网络等核心网络，承载话音、短信、数据等业务。
各核心网中包含以下网元设备：
(1)固网软交换包括ss、TC、sc、SHLR等设备，主要承接FTTN、FTTB、传统2M接入PBX
等业务，已运行11年，即将达到退网年限；
(2)固网IMS包括I/S/P-CSCF、MCCF/MCW、ACCF、SBC、HSS等设备，主要承接FTTN、FTTB、FTTH及IPPBX等业务；
(3)移动2C/3C核心网电路域和分组域包括MSCe、MCW、HLR、PDSN、AAA等设备，主要承接移动语音、3C数椐业务，随着4C网络的大规模应用以及VoLTE的实施，将逐步被4C网络替代
而自然退网；
(4)移动4C分组域、VoLTE IMS网络包括MME、SAE-CW、PCRF、DNS、DRA、I/S/P-CSCF、SBC、HSS等设备，承载4C数据和语音业务。
现有核心网元都由华为、中兴、贝尔等设备供应商提供，厂家提供的设备硬件可分为两类，一类是厂家专用硬件，一类是通用硬件。
现有网络主要问题如下：
(1)烟囱式建网，层层叠加，以单一功能化设备建设网络，导致网元缺乏弹性，网络缺乏灵活性；
(2)网络架构复杂，由于网元类型多，导致运维、部署效率低，网络建好后调整困难；
(3)网络基于不同厂家建设，越来越封闭。
封闭的网络导致业务创新愈加困难，用户体验难提升；
(4)传统核心网设备软硬件均为厂家定制设备，不具备通用性，网络的规划、设备的采购、建设实施通常以年为周期，网络的建设周期、需求响应速度、网络资源调配能力均无法满足移
动互联网海量的、变化的业务应用需求。
三、未来NFV网络目标架构
未来核心网络是基于NFV、SND和云计算技术的更加灵活、智能、开放和高效的网络系统，将在四个层面实现架构运化：
(1)设备云化，重新定义谩备的架构。
实现软件和硬件解耦，硬件资源池化；网络软件分布化，根据业务量的变化自动动态伸缩；提高硬件利用率和灵活高效部署。
(2)网络云化，重新定义网络架构。
实现转发和控制分离，分布式控制和集中控制结合；整网作为资源池，统一集中调度，提升用户体验和；提高网络利用率，并开放API，支持流量经营。
(3)业务云化，重新定义电信业务。
实现云化的业务架构，做到大容量，低成本，支持海量用户，提供视频云服务和公有云服务。
(4)运营云化，重新定义运营模式。
互联化运营，构建支持海量用户和海量业务的实时的业务使能系统。
四、电信核心网演进思路
电信现有核心网可按照两个阶段进行演进。
第一阶段：现有核心网络的云化改造。
首先对可进行运化改造的网元进行选择。
固网软交换、移动2C/3C电路域和分组域等网络
属于逐步退网的系统，可保持现状，等待自然退网。
固网IMS、移动4C分组域由于现有设备大
多为厂家专有硬件，非通用硬件，演进思路为保持现有设备不变，后续扩容设备采用vIMS、vEPC设备，并逐步将业务向通用设备迁移。
VoLTE IMS网络目前已采用vIMS架构，后续可逐步演进成为固移融合的综合IMS系统。
第二阶段：核心网网元功能重构
在对核心网络进行云化改造后，形成vIMS+vEPC的网络架构，其中MME负责移动性管理，CSCF负责会话管理，PCRF负责策略管理，HSS负责业务数据管理，AS负责业务能力管理，各类cw、SBC等负责业务接入。
根据各网元功能，可以将网络分为三个云：
(1)业务能力云，承接核心网业务平台、应用服务器等业处理功能；
（2）核心控制云，实现移动性管理、会话管理、策略管理、数据管理等各类核心控制功能；
（3）业务接入云，支持有线、无线各类业务接入。
通过以上3 个层次的网络重构和逻辑流程整合，核心网将具备端到端的网络控制能力，支持硬件基础设施( 计算、存储、交换) 的网络分片，满足各种业务场景下的网络能力需求。
五、总结
通过以上分析得知，现有固网、移动核心网在网络部署方式、控制功能分散和提供网络分片能力方面无法满足未来融合业务发展的需求。
现有网络可按照“三朵云”的目标架构，以“现网设备云化演进”和“控制功能重构”两个步骤实现核心网演进升级。