5G核心网前沿报告(2019)1

5G核心网是移动通信网络的关键组成部分，相较于4G EPC（Evolved Packet Core），它在多个方面进行了重大变革，以适应未来高速、低时延和大规模连接的需求。以下是5G核心网的主要特点和变化： 1. **网元形态的变化**： 4G EPC的网元主要是物理形态，基于专用硬件实现，这导致了模块化的粒度较大且不灵活。相比之下，5G核心网（5GC）引入了虚拟化网元（VNF，Virtual Network Functions）的概念，尤其是控制面网元，这些功能可以基于通用的云基础设施进行部署，实现云原生的灵活管理和扩展。 2. **网络架构的演进**： 4G EPC采用封闭的网络架构，网络拓扑和连接关系相对固定，跨省信令通过汇聚转接处理。5GC则采用了基于服务化架构（SBA，Service-Based Architecture）的开放式设计，允许更小的服务颗粒度，便于动态添加新服务，网络拓扑可随需求变化，跨省信令通过NRF（Network Repository Function）查询后直接通信，提高了效率和灵活性。 3. **信令协议的升级**： 在协议层面上，4G EPC的控制面主要依赖Diameter协议，而5GC控制面转向了HTTPv2，这是一种更为高效、灵活的互联网标准协议，更符合现代互联网应用的需求，同时支持更快的响应时间和更低的延迟。 4. **业务能力的扩展**： 5G核心网旨在支持eMBB（增强型移动宽带）、mMTC（海量机器类型通信）和URLLC（超可靠低时延通信）三大应用场景，不仅增强了传统的2C（消费者）业务，而且通过网络切片和边缘计算等先进技术，能够更好地满足2B（企业）业务的需求。4G虽然也支持物联网应用，但其网络架构主要是为2C业务设计的。 5. **技术预见**： - **5G网络云化**：随着5G网络的发展，云化成为趋势，使得网络资源的管理和调度更加集中和智能化。 - **服务化架构**：SBA允许更细粒度的功能拆分和服务间独立交互，提高网络的灵活性和可扩展性。 - **5G网络切片**：网络切片技术允许为不同应用场景创建逻辑上隔离的网络实例，实现资源共享和定制化服务。 - **5G网络边缘计算**：将计算和存储能力下沉到网络边缘，减少数据传输延迟，优化用户体验，特别适合对时延敏感的应用。 6. **工程难题**： 实现这些技术变革的同时，也面临诸多工程挑战，如网络安全性、服务质量保障、跨厂商互操作性、资源效率等问题，需要业界共同协作解决。 本报告旨在深入探讨5G核心网的新特性和面临的挑战，推动移动通信从4G向5G的技术迭代，为5G网络的建设和运营提供理论依据和实践参考。随着5G技术的不断发展，未来的移动通信网络将会更加智能化、灵活化，更好地服务于社会和经济发展。