5G核心网架构及其关键技术探究.pdf
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1、2023 年 6 月胡智5G核心网架构及其关键技术探究霖(广东南方电信规划咨询设计院有限公司,广东 深圳 518038)【摘要】随着 5G 技术的快速发展袁网络信息传输更为便捷袁改变人们生活习惯的同时袁对物联网及移动通信产生革命性冲击遥通过阐述 5G 网络架构袁对核心网的关键技术展开分析袁同时以广东省某运营商的 5G 核心网设计为例袁探讨 5G 核心网管理及编排架构设计的重要作用袁以供借鉴遥【关键词】5G曰移动通信曰核心网络曰关键技术【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2023)06-0040-030 引言随着 5G 时代的到来,5G 网络发展势头迅猛,
2、人们对通信网络的需求呈爆炸式增长,亟须提升和优化 5G 网络运营环境。为解决上述问题,重点探讨 5G核心网架构及其关键技术势在必行。1 5G 网络架构5G 网络架构主要由接入网、核心网以及承载网组成,通过上述网络的有效运用,可实现数据收集、传输、管理、再传输运作。1.1 核心网5G 核心网是基于 x86 平台服务器的专用型虚拟化平台,将各种核心网的主要内容“移植”到该平台上,利用服务化架构,将这些内容设计成为具有独自功能的个体,用以实现 5G 网络中的各项服务,其实操性较为显著。与 4G 核心网相比,5G 核心网更具模块化及软件化特征。其中,模块化设计更能满足切片网络的布局需求,拥有较好的适用
3、性和实用性。除此之外,5G 核心网更加灵活多变,能够在灵活控制硬件的同时不会对其他单元的正常运行产生影响,有利于资源的分配利用。1.2 接入网在 5G 网络中,接入网由多种技术融合而成,其以 4G 网络为基础完成更多功能及设备的布局。4G网络以分布式基站为基础,借助集中化程度较高的无线接入技术实现接入、分配虚拟资源的目的。这种将室内基带处理单元(bandwidth based unit,BBU)集中放置于中心机房的手段可实现资源的统一调度,从而进一步提升资源的利用效率。从网络部署角度来看,部署更多数量的虚拟蜂窝网络可以提高信号的传输效率。在集中化程度较高的无线接入网模式背景下,虚拟基站可在 B
4、BU 基带池的统一调度下,实现用户数据信息共享,使虚拟基站集群之间可以形成良好的协作关系。对于 5G 网络而言,将 4G 网络的 BBU 等相关设备进行重新划分,为多种网络场景的网络部署提供便捷1。1.3 承载网5G 承载网具有更佳的用户体验,可为用户提供快速、低延迟和高可靠的网络连接,能够满足未来各种应用场景的多样化需求。在 5G 网络中,为实现网元间数据的畅通传递,需要借助光纤直连、有源波分复用(wavelength division multiplexing,WDM)、无源WDM 等技术实现信息传递,以便更好地满足网络通信需求,实现高效运作。2 5G 核心网的关键技术2.1 服务化架构5
5、G 核心网是对 4G 核心网功能的重新划分,其可以优化具体的网络功能。在模块化背景下,受软件控制的各项服务单元更加容易升级维护,网络单元可更快速地展开功能性组合,进而满足第三方运营商组网需求。5G 网络所采用的服务化架构可将网元功能实现模块解耦,业务部署更加灵活,组网过程更加简便。5G 核心网服务化架构如图 1 所示。2.2 控制面与用户面分离为切实满足用户的超低时延需求,需要缩短 5G核心网的回传时间。因此,可以灵活应用控制面与用户面分离技术,不仅可以妥善解决传统难以缩短传输距离的问题,也能够保证 5G 网络做到毫秒级时延2。通信设计与应用402023 年 6 月2.3 网络切片在 5G 核
6、心网中,应用网络切片技术能够满足不同应用场景的网络功能制定需求,也能保证不同应用场景之间独立运作,互不干扰,实现数据资源共享。网络功能虚拟化是网络切片的基础内容,硬件设备可通过网络功能虚拟化实现设备的功能优化和统一部署,保障正常运作,进而为不同用户提供具有针对性的特色服务。此外,因不同网络形式的网络功能需求存在差异,网络切片的应用效益愈发突出,只有合理应用网络切片技术,才能真正满足用户的个性化需求,在最大限度节约运作成本的同时,也能够提升网络通信服务质量。2.4 边缘计算5G 时代核心网主要依靠边缘计算技术来实现计算能力。随着技术的飞速发展,5G 网络所接收的数据在明显增加,因 5G 核心网支
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