淺談服務化的5G核心網切片管理系統研究與實現

高學寧 張善明

摘 要 隨著經濟的進步，社會也在進化，進入二十一世紀之后也存在更多的可能性，我國的通信網絡到目前為止經歷了多個發展階段，在4G網出現之后，2G網和3G網漸漸被摒棄，人們開始大量使用4G網。后來，在科學技術和經濟共同進步的同時，研究領域也開始開發新的核心網，即5G核心網。本文就對服務化5G核心網切片管理系統進行分析，供參考。

關鍵詞 服務化;5G核心網;切片管理系統

引言

人類從2G時代漸漸進入了3G、4G時代，雖然當前大部分人們還是使用的4G網絡，但5G核心網很快會全面投入到市場中來，這是我國通信行業進步的象征。5G核心網的出現可以說改變了人們的通信現狀，雖還沒有完全普及，但從5G核心網的性質上來看，其可以滿足更多客戶的通信需求。在設計和開發5G核心網的時候，研究人員融入進了進了SDN結構和NFV結構，給服務化5G核心網切片管理系統的設計提供了有利條件[1]。

1服務化5G核心網架構

1.1 用戶面

用戶面是由可編程用戶面功能組成的，其主要的作用就是輸送數據，UPFs和基站之間的會話或數據傳輸等都是通過用戶面來完成的。

1.2 控制面

在5G核心網當中，其控制面的設計理念是借鑒的微服務設計思想，在以往的核心網當中也需進行重設，耦合之后的功能才能實現，發揮應有的作用，但是，在耦合之后的網絡功能也會被分解[2]。主要分解成六個部分，第一部分是接入和移動性的管理部分，該部分一直以來的工作都是連接、移動性管理，在5G核心網當中占據著舉足輕重的作用。該模塊會接受用戶請求，在接受請求后一并處理，把用戶初始連接進網絡或新的覆蓋區域之后，再對用戶所在的位置實施更新操作;第二個部分是會話管理模塊，該模塊的工作就是建立會話，并在建立的基礎上進行修改和釋放，從而對一些不好的信息進行攔截;第三部分是鑒權服務模塊，其工作職責就是在用戶連接網絡的時候進行鑒權，也LTE當中的鑒權功能差不多，會生成一個密鑰。第四部分是數據統一管理模塊，其功能就是對用戶進行標、訪問、管理等;第五部分是策略管理控制模塊，該模塊可以給5G核心網切片管理系統提供策略框架;第六部分是網元貯存模塊，該模塊可以對服務發現起到支持作用，對NF模塊當中的完整信息加以保護。

1.3 應用層

應用層的出現起到的基層作用，其可以提供系統需求，如設備需求、應用場景需求等。就比如，在5G核心網的運行上，需得到物聯網、車聯網以及寬帶的支持，且在規模要求上比較大。應用層完全可以滿足這些需求，并對5G核心網的運行安全性和成本加以控制[3]。

2服務化5G核心網切片管理系統實現

2.1 核心網切片結構

服務化的5G核心網切片結構包含了SDN、NFV以及微服務結構等。在5G核心網最初設計的過程當中，就應用進了SDN結構和NFV結構，所以，微服務架構也是5G核心網切片結構的類型之一。 微服務架構當中卻增添了新的功能，把原來的一體式程序進行了分解，進而形成了微服務，微服務具有狀態不固定的特點。NFs主要在虛擬平臺上運行，而NF則可以在云平臺上面構成移動云核心網，也可以構成邊界核心網。在這樣的結構框架下，客戶能夠按照自己的需要選擇切片。就比如，如果客戶需要符合寬帶要求，那么就可以把和其相對應的UPF及服務器設置在邊界核心網平臺周圍，從而形成完整的服務化5G核心網切片。如果說客戶想要達到車聯網運行需要，則可以把和其相對應的UPF及服務器設置在邊界核心網平臺中，從而形成uRLLC5G核心網切片[4]。如果要想滿足傳統語音通信業務的物聯網運作要求，那么則可以把和其相對應的UPF及服務器設置在和核心網平臺共同運作的硬件平臺上。與此同時，5G核心網切片管理系統還針對各個切片位置的差異分配了寬帶、虛擬服務器等設備，確保每一塊切片都可以高效工作。

2.2 核心網切片的編排和設計

在服務化5G核心網切片管理系統的實現上，還必須對其切片加以正確編排。一方面，在虛擬平臺上要構建基礎設施管理功能和虛擬網絡功能，應用進互聯網虛擬管理來對切片進行編排，可以確保切片編排的合理性。而互聯網虛擬管理系統可以對資源進行均衡分配，諸如保存信息資源、虛擬計算資源等，按照5G核心網切片的編排方式和順序進行周期管理，實現線上、線下雙重監測管理。另一方面，5G核心網當中還包含了RMO、SMO、NFM模塊，這三個模塊可以讓5G核心網切片管理系統變得更具服務性色彩，從而發揮出核心網切片管理系統作用，促進系統更快更好的發展。

3結束語

5G核心網雖然還沒有完全普及，但其一旦普及就可以滿足更多客戶的通信需求，在服務化5G核心網切片管理系統的設計上，需從用戶面、控制面、應用層三方面加以設計。同時，對5G核心網的切片進行準確合理的編排與設計也十分重要，完整的5G核心網切片管理系統有助于推動我國通信業進步。

參考文獻

[1] 聶衡，趙慧玲，毛聰杰.5G核心網關鍵技術研究[J].移動通信，2019， 43（1）：2-6，14.

[2] 夏旭，朱雪田，梅承力，等.5G切片在電力物聯網中的研究和實踐[J].移動通信，2019，43（1）：63-69.

[3] 馬璐，王魯晗，陳煒，等.服務化的5G核心網切片管理系統研究與實現[J].北京郵電大學學報，2018，41（5）：78-85.

[4] 宋鳳飛.5G網絡切片的設計與資源分配方案研究[D].西安電子科技大學，2018.