探析对5G核心网演进方向的展望

刁家侯 阮凤娇

摘 要：2019年工信部开放5G商用牌照，随后三大经营商上线5G套餐，代表我国已进入5G时代，其中5G核心网具有承上启下的连接功能，在5G时代建设中发挥着重要作用。基于此本文首先阐述了5G核心网演进中的关键技术，并从多个方面展开5G核心网演进方向探析，为后续技术更迭与演进奠定基础。

关键词：5G技术;核心网;网络演进

引言：5G技术的应用进一步深化了“万物互联”层次，在多项关键技术辅助下实现了超高清网络，同时促进了各项“云”项目的发展。5G核心网主要负责终端用户的数据传输、会话管理与移动管理，其中数据传输为5G技术的核心功能，随着5G技术的逐渐发展，5G核心网亦需不断演进建设。

一、5G核心网演进中的关键技术

5G核心网主要为多种网元设备的统称，可分为移动核心网与固网核心网，其构架主要运用网络切片技术、边缘计算技术，在核心网演进中应从网络切片技术、边缘计算技术两个方向展开，逐步加强5G时代的云化、服务化功能。网络切片技术主要为5G核心网提供端与端之间的逻辑关系，是具有特定网络功能的网络，其在QoS机制5G服务基础上增强无线资源分配机制，以此满足不同用户对于无线服务的要求[1]。在5G网络切片技术应用下，主要可运用软隔离、硬隔离两个方案满足不同适配业务需求，并借助无线网、传输网提高网络切片映射的安全性，其中网络切片映射主要表现为切片用户ID与IP、VLAN间的联系。在5G核心网演进中，可借助NSSF功能块加强网络服务架构，当网络用户进行注册登录时形成NSSAI网络切片识别，此时在5G核心网NSSF功能块作用下实现网络切片识别与管理，在此过程中可实现网络单元的选择与更新。因此在5G核心网演进中，应加强端到端的切片管理编排，并实现核心网结构网络切片选择功能的监控。边缘计算技术主要由边缘计算应用、边缘计算平台UPF用户面功能组成，在5G核心网会话管理中，主要借助分支点方式、上行分类器方式及LADN本地数据网络方式完成综合控制，除此之外边缘计算功能可加强5G核心网作用下的会话业务连续性，并在此基础上通过网络开放功能实现UPF用户面的路径选择。

二、5G核心网的演进方向探究

5G核心网的发展演进应从5G用户角度出发，实现5G业务应用与行业功能的协同发展，并结合创新发展理念，5G核心网应从极简化服务架构、专网功能性增强、智能化演进改造、LAN服务私有定制、一体化全域连接五个方向发展。

（一）极简化服务架构

在5G核心网后续演进发展中，服务化架构的发展应趋于极简化，并逐步实现核心网结构控制面的功能模块化解耦，以此满足5G用户对业务场景的多元化需求，继而完善5G核心网的服务化架构，与此同时在服务架构作用下可加强5G核心网对于用户功能面板的控制，并可适应较高复杂度的服务核心网控制面。从5G核心网功能部署角度来看，其服务架构功能仍可进一步融合与优化，通过技术研发整合5G核心网部署，针对不同社会公众5G应用场景进行功能优化与重点突出。在5G核心网未来发展演进中，专业网的完善与功能补充应是其发展重点，而极简化服务架构是5G核心网演进发展的基础性方向，需重点从接口、网元、网络架构、业务流程等方向重点发展，对现有5G核心网功能进一步补充，在相应技术下实现5G服务架构功能的融合简化。

（二）专网功能性增强

在当前5G时代发展下，“万物互联”是其重要标志，基于互联网实现了多项产业的融合发展，并进一步促进了经济全球化的发展。在信息技术与5G技术冲击下，各行各业纷纷进行的智慧化改革与信息化转变，智慧城市、智慧交通、智慧农业等领域逐渐兴起，因此在未来5G核心网发展演进中，应注重不同行业的专网构建，实现多重行业的垂直向发展。在现有5G核心网及技术功能方面，更多针对社会功能设计，对于不同行业专网的功能及性能有所忽视，虽实现了高速传输与数据高存储，但对批量运营与隔离安全等性能仍需继续完善，此外由于不同行业所需5G功能均有差异，在未来5G核心网演进中应加强对于行业专网的功能完善，从网络功能、性能、架构等方面彰显行业服务差异，以此实现适应性强且具扩展性的5G核心网，继而更好的满足行业客户的5G期望。

（三）智能化演进改造

现阶段AI人工智能技术、ML机器学习技术不断完善，已具备初步商用标准，在5G核心网演进中，可积极运用AI与ML等智慧化技术增强5G技术功能与网络效率，此外更可进一步加强5G核心网的数据分析管理能力，实现5G智能化发展。在AI技术与ML技术智慧化引导下，可促进5G通讯技术的进一步发展，通过核心网的智能化演进增强5G技术数据分析能力，继而更好地为社会各界提供5G服务，由此可见在5G核心網的未来演进方向，智能化改造始终扮演着重要角色。

（四）LAN服务私有定制

在当前5G技术应用中仍以移动网络为基础架构，通过固网核心网与移动核心网的融合可为5G用户提供一体化业务流程，因此在5G核心网构建中，固移融合的应用具有较强的现实意义，在固移融合实现过程中，应从核心网结构控制面的统一认证入手，逐步实现5G核心网的接入口统一化。在实现LAN服务私有定制前，需实现5G流量与固网数据的分开处理，逐步加强5G核心网整体灵活性，并提高5G核心网覆盖范围、网络数据容量、安全认证等性能，根据不同用户需求对5G技术功能重新组装融合，在不同功能组合下为各行业提供高质量专网，便于垂直行业借助5G专用网络实现智慧化发展。在实现LAN服务私有定制时，可实现UPF用户面功能的网络数据交换，在5G技术支持下极大降低时延，甚至基于不同移动场景实现5G核心网会话管理的业务连续性。

（五）一体化全域连接

5G技术主要解决了当前数据传输速率与视频分辨率问题，在未来5G核心网构建演进中，则重点围绕智慧场景与技术功能拓展展开，同时应逐步构建天地一体化网络体系，在此基础上实现标准化发展应用。在核心网演进中首先需将卫星接入5G核心网专网，并由地面接入公众网，在此双重作用下实现网关互通，对于5G核心网而言，卫星系统的应用可促进核心网结构的功能增强，对5G核心网的会话管理、数据传输、移动管理等核心功能进行调整优化，此外还可将卫星接入网络与的地面接入网融合架构，在此基础上实现多重业务的协同发展，以此更好的为5G用户提供全域化连接，保障5G核心网基础通讯功能增强的同时，兼顾核心网的一体化控制[2]。

结束语：综上所述，在5G核心网演进中，主要依靠网络切片、边缘计算技术，从云化与服务化两个方向发展，此外结合当前时代形势来看，在未来发展中，5G核心网的构建应逐步趋于极简化，并加强各行业专网，促进社会智慧化进程，此外应结合AI技术进一步提升网络效率，同时与天地卫星连接一体化发展。

参考文献：

[1]屈阜阳.5G核心网的部署策略探讨[J].大众标准化，2020（22）：201-202.

[2]赫罡，苗杰，童俊杰.5G核心网技术演进及挑战[J].中兴通讯技术，2020，26（03）：23-26.

作者简介：

刁家侯（1986年2月23日—），男，汉族，云南省丘北县人，本科学历，中级工程师，研究方向：5G核心未来的发展趋势。

（1 广州杰赛科技股份有限公司  西藏自治区 拉萨  850000;2 讯飞智元信息科技有限公司  云南  昆明  650000）