5G核心网介绍课件.docx

5G关键网介绍

再见MME…5G关键网你彻底变了

想必你已听说，由中国移动牵头提出SBA构架已被3GPP确认为5G关键网基础构架，实在令人欣喜自豪。

不过，相对于传统关键网，这一构架变动之大，不禁让人感叹技术创新步伐之快，有点猝不及防之感。

5G关键网构架主要包含三大关键技术：SBA、CUPS和网络切片，在小编看来，这是最终实现化整为零、由硬变软彻底演进。

什么是SBA？

SBA（ServiceBasedArchitecture），即基于服务架构。它基于云原生构架设计，借鉴了IT领域“微服务”理念。

众所周知，传统网元是一个紧耦合黑盒设计，NFV（网络功效虚拟化）从黑盒设备中解耦出网络功效软件，但解耦后软件依然是“大块头”单体式构架，需深入分解为细粒度化模块化组件，并经过开放API接口来实现集成，以提升应用开发整体灵敏性和弹性。

为此，业界提出了基于CloudNative设计标准。

CloudNative使命是改变世界怎样构建软件，其主要由微服务架构、DevOps和以容器为代表灵敏基础架构几部分组成，目标是实现交付弹性、可重复性和可靠性。

微服务就是指将Monolithic（这个词太难传神翻译了，本文翻译成单体式应用程序）拆分为多个粒度更小微服务，微服务之间经过API交互，且每个微服务独立于其余服务进行布署、升级、扩展，可在不影响客户使用情况下频繁更新正在使用应用。

正是基于这么设计理念，传统网元先是转换为网络功效（NF），然后NF再被分解为多个“网络功效服务”。

SBA=网络功效服务+基于服务接口。网络功效可由多个模块化“网络功效服务”组成，并经过“基于服务接口”来展现其功效，所以“网络功效服务”能够被授权NF灵活使用。

其中，NRF（NFRepositoryFunction，NF贮存功效）支持网络功效服务注册登记、状态监测等，实现网络功效服务自动化管理、选择和可扩展。

CUPS

CUPS（ControlandUserPlaneSeparation），即控制与用户面分离。目标是让网络用户面功效摆脱“中心化”囚禁，使其既可灵活布署于关键网（中心数据中心），也可布署于接入网（边缘数据中心），最终实现可分布式布署。

实际上，关键网一直沿着控制面和用户面分离方向演进。比如，从R7开始，经过DirectTunnel技术将控制面和用户面分离，在3GRNC和GGSN之间建立了直连用户面隧道，用户面数据流量直接绕过SGSN在RNC和GGSN之间传输。到了R8，出现了MME这么纯信令节点。

PS：移动性管理实体（MME）:MME主要功效是支持NAS（非接入层）信令及其安全、跟踪区域（TA）列表管理、P-GW和S-GW选择、跨MME切换时进行MME选择、在向2G/3G接入系统切换过程中进行SGSN选择、用户鉴权、漫游控制以及承载管理、3GPP不一样接入网络关键网络节点之间移动性管理（终止于S3节点），以及UE在ECM_IDLE状态下可达性管理（包含寻呼重发控制和执行）。

只是到了4.5G和5G时代，这一分离趋势愈加彻底，也愈加必要。

其中一大原因就是，为了满足5G网络毫秒级时延KPI。

光纤传输速度为200km/ms，数据要在相距几百公里以上终端和关键网之间往返传送，显然是无法满足5G毫秒级时延。物理距离受限，这是硬伤。

所以，需将内容下沉和分布式布署于接入网侧（边缘数据中心），使之更靠近用户，降低时延和网络回传负荷。

网络切片

5G服务是多样化，包含车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等等。

这些服务对网络要求是不一样，比如工业自动化要求低时延、高可靠但对数据速率要求不高；高清视频无需超低时延但要求超高速率；一些大规模物联网不需要切换，部分移动性管理对之而言是信令浪费等等，为此5G要像一把瑞士军刀一样，多功效满足差异化网络服务。

于是，我们就要把网络切成多个虚拟且相互隔离子网络，分别应对不一样服务。

当然，这么灵活切片工作岂是传统大块头黑盒设备能担当，自然要虚拟化、软件化，再将网络功效深入细粒度模块化，才能实现灵活组装业务应用。

所以，3GPP就确认了由中国移动牵头26家企业提出SBA构架为5G关键网基础构架。

5G系统构架

构架以下：

?AuthenticationServerFunction(AUSF)

?CoreAccessandMobilityManagementFunction(AMF)

?Datanetwork(DN),比如运行商服务、互联网接入和三方服务

?StructuredDataStoragenetworkfunction(SDSF)

?UnstructuredDataStoragenetworkfunction(UDS