面向應用的5G 核心網組網關鍵技術分析

康強斌

（中國電信集團有限公司張家口分公司，張家口 075000）

隨著信息技術的飛速發展，移動通信網絡也在不斷地進步，移動用戶在使用網絡的過程中接觸到的服務種類也越來越多，用戶使用移動的體驗也在不斷地提升。用戶從一開始接觸到1G 的模擬電話、2G 以及2.5G 的數字電話及低速數據業務、一直到3G的多媒體通信和4G 的移動互聯網，每一次更新的移動通信技術，都為廣大人民群眾提供了更好的通信業務，也讓用戶在使用移動通信技術過程中有了更好的業務體驗，而這也有效的促進移動通信技術得到的了更好的發展。

1 5G 移動通信技術的用戶移動性管理分析

通過分析1G 到4G 移動通信技術的特點可以發現，網絡大多數是給移動手機用戶提供通信服務，從2.5G 到4G 的發展過程有效的兼顧了連接需求，能夠為移動用戶提供相應的物聯網服務，而在移動互聯網通信技術到達4G 的時候，隨著技術的發展也相應的衍生出了NB-IoT 以及eMTC 技術。而5G 網絡在用戶移動管理中和4G 網絡技術相比將“人”以及“物”的服務放在了同樣重要的位置。和4G 中“人”的全網漫游需求存在較大的差異，在5G 網絡“物”是在一定的地理范圍之內才可以使用的。由此可以看出5G 技術一方面繼承了2G/3G/4G 的基于RAT 的ARD 限制功能，但是在繼承原有技術的同時也增加了相應的禁止區域（ForbiddenArea）以及限制服務區域（ServiceAreaRestriction）的概念。而在限制服務區域又含有許可區域（AllowedArea）以及非許可區域（Non-AllowedArea）。也就是說如果使用5G 移動通信技術的用戶的位置是處于禁止區域內的時候，移動用戶不可以發起任何和網絡的通信的行為，但是如果5G 移動通信技術的用戶所處的地理位置是在許可區域的時候，那么用戶就可以使用5G 移動通信技術實現網絡的通信。同時，5G 移動通信技術的用戶的位置在非許可區域范圍內的時候，用戶能夠借助通信設備接入網絡，但是不能發出相應的業務請求，這時候的用戶僅僅是可以響應網絡尋呼。

2 5G 信令網以及語音業務分析

第一、在4G 核心網主要是通過使用DRA 組織的Diameter準直聯信令網疏通全網MME 以及HSS 兩者之間的S6a 接口、PGW-C 和PCRF 兩者之間的Gx 接口信令。而5G 通信技術設備中的核心網和4G 核心網相比網元之間都是使用基于HTTP/TCP/IP 協議棧的服務化接口，并為了進行相應的技術優化引入了NRF 網元，由各網元自己主動的向NRF 進行注冊，而各網元也會隨時上報自身所管理的業務范圍（如S-NSSAI、用戶號碼段、DNN 等）以及路由尋址數據（如本端設備的主機名、IP 地址等）。在兩個或者兩個以上的網元之間互相進行通信的時候，往往是由發端網元查詢NRF（服務發現流程）后得到收端網元的路由信息（IP 地址等）的時候，發端網元會向收端網元發起TCP 建鏈，同時傳達HTTP 信令。由此可以看出，具有信令交互需求的全網網元之間會建立FULLMESH（全網狀）的HTTP/TCP/IP 網絡，全網網元會消耗大量的網元資源，目前，3GPP 對5GC 核心網構建HTTP/TCP 準直聯信令網正在進行相應的研究。

第二、4G 核心網相比原有網絡的核心網取消了電路域，語音業務存在于雙待手機終端（終端選擇數據業務通過4G 網絡疏通、語音業務通過2G/3G 電路域疏通）方案、回落電路域（語音業務回落2G/3G 電路域）方案以及VoLTE（語音業務通過4G 核心網+IMS 網絡疏通）方案。而最新研發的5G 網絡也是沒有相應的電路域，而且和4G 核心網相比取消了和2G/3G 網絡之間的互相操作，5G 單待手機終端主要有EPSFallBack（語音業務回落4G 網絡以VoLTE 方式疏通）以及VoNR（語音業務通過5G 核心網+IMS 網絡疏通）兩種方案，而這也對5G 網絡和4G 網絡之間的互相操作提出了更高的技術要求。而5G 技術和4G 移動通信技術相比是更進一步的提高了空口帶寬以及縮短通信時延，5G 移動通信技術有效的將網絡“管道能力”做的更大更強，而這些技術的出現也有效的強化了“管道”的管控以及QoS 服務保障能力，而這也為了更多高帶寬低時延應用（例如AR、VR、高清視頻、實時互動在線游戲、視頻監控、遠程醫療）提供了更好的發展條件。

3 結束語

綜上所述，可以發現移動通信技術在發展到4G 時代的時候，數據業務就已經成為了主要發展趨勢，同時，也需要移動運營商移動通信王珞技術提供更好的管道，而主要的業務應用也開始向管道兩端的用戶終端以及互聯網應用平臺遷移。并且，在“云+管+端”的產業鏈中，移動運營商所提供的5G 網絡主要是聚焦在“管”，這個“管”既包含5G 技術的管道也包含相應的管理，由此也可以看出，移動通信運營商想要讓5G 業務得到快速的發展，需要依靠各行各業對5G 網絡的特點進行相應的開發以及高價值的應用。