5G核心網架構探究

陳普然

摘要：5G核心網由于具有速率更高、帶寬更大、空中接收能力更強、移動數據容量更高、設備功耗更低、時延更長等諸多優勢，逐漸成為未來移動通信的發展趨勢，具有廣闊的發展空間。本文簡單介紹了5G核心網的特點，并主要從扁平化IP網絡、納米核心網技術兩方面探討5G核心網的架構，以供同仁參考。

關鍵詞：5G核心網；網絡架構

隨著移動網絡的迅猛發展，對通信系統提出了更高要求。5G核心網由于具有速率更高、帶寬更大、空中接收能力更強、移動數據容量更高、設備功耗更低、時延更長等諸多優勢，逐漸成為未來移動通信的發展趨勢，具有廣闊的發展空間。積極展開5G核心網架構，不僅有助于實現人與人之間的無縫連接，而且還有助于加強人與物、物與物之間的高速連接，在多平臺環境下給予用戶高速的數據傳輸，無感知的時延以及享受虛擬導航、移動遠程醫療、環境監測和智慧農業、應急通信等全新體驗，為廣大用戶提供更好的通信服務。因此，本文展開有關5G核心網架構的探究，對于提升通信服務質量具有重要意義。

一、5G核心網概敘

二、5G核心網架構

相比于當前的網絡架構，我們認為5G網絡將是一個以全IP與納米核心網技術為基礎的扁平化移動通信系統，該網絡架構成功為UE帶來GW間的無縫切換，并且擺脫了GW的獨立性限制。與此同時，5G核心網架構還囊括了一種用戶終端與各種獨立、自動無線接入技術（RAT）。

（一）扁平化IP網絡

在5G核心網絡時代，基站逐漸朝功能強大化、體積縮小化的方向發展，適用于各類場景的安裝，并能良好融入周圍環境中。對廣大用戶而言，他們可以完全不受時間地點的約束，隨意接入網絡，且能保證不掉線。然而，當前EPC網絡的分層結構多為固定網元P-GW，具有較差的拓展靈活性，無法良好滿足超高速流量增長的未來化需求。因此，在未來5G核心網的建設過程中，應積極引入扁平化IP架構。通過提供一個不用IP地址，通過名稱即可識別終端的方法，扁平化IP架構能夠依據M-ICT時代的業務特性來展開扁平化改造。在扁平化IP架構中，通過借助分布云所具有的移動核心信息傳遞功能，通過憑借網絡功能虛擬化、邏輯GW以及分布式軟件架構等技術，將網絡架構由原本的垂直式成功轉變為水平分布式。這樣一來，就性能與價格而言，能夠為運營商提供一個競爭力更強的平臺。

例如，積極構建扁平化的IP架構，能夠明顯降低數據通道內網元數量，實現運營商OPEX與CAPEX的明顯降低。同時，有限降低運輸過程中數據信息的損耗，并大幅縮減整個通信系統的時延，實現系統對于無線鏈路中任意時延的完整識別。此外，還能夠實現無線網以及核心網的獨立維護與不斷改善，提升網絡構建的拓展性與靈活性。

（二）納米核心網技術

所謂納米核心網，通常認為是以納米技術、云計算以及全IP網絡為主要組成因素的一種高效融合。

1、納米技術

所謂納米技術，主要是指利用單個原子或單個分子制造物質的科學技術。作為納米科學的重要應用之一，納米技術（包括分子納米技術）被主要應用于納米范圍內（0.1～100nm）的操作控制，引發新一輪的科學技術革命，成為通信行業向下一代轉變的顯著通信標準。與此同時，在5G通信中，將含有納米技術的芯片植入移動終端中，簡稱“納米終端”，將會是5G核心網產生超乎尋常的強大感應、計算以及通信能力。

2、云計算

隨著計算機技術、通信技術的迅猛發展，我國通信網絡取得了很大進步，但仍然存在一些不容忽視的問題，如隨著新業務的持續增多，現有網絡架構部署難度加大；如移動數據與寬帶業務日趨成熟，移動與固網運營商卻承受高CAPEX與OPEX、“比特管道”的壓力；如多媒體內容呈爆炸式增長，隨之產生傳輸時延與移動核心網瓶頸問題，導致大量無效內容被分發出去。

通過積極構建5G核心網，則能有效處理這些問題。這是因為5G網絡以云計算為基礎，順利接入無線新技術，同時滿足對于現有制式的接入控制。為此，為了有效確保各個場景下用戶的數據接入能力，必須積極建立一種更為先進、更加實用的新型控制機制，從而實現對各個制式、頻段以及小區之間的無線資源的有效協調。與此同時，對無線資源實行嚴格管理，努力實現調度功能云化，根據實際需要來合理劃分和有序管理資源，顯著降低網絡管理與維護成本，提升經濟效益。

3、全IP網絡

全IP網絡能夠很好滿足無線通信業務的快速發展需要，用戶可以完全擺脫時間地點的限制，借助無線網絡來獲取數據應用，為運營商的創新與優化提供很好的方案參考，在性能與價格上顯著提升產品的市場競爭力。

三、結語

總之，隨著計算技術、通信技術以及自動化技術的迅猛發展，5G網絡將會為人類提供更完美的通信體驗，為人類生活提供更多便利。廣大網絡通信工作者們應積極探索、不斷實踐，科學架構5G核心網，推動5G網絡的更快、更好發展。

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