5G核心网络架构详解：四大特性技术与服务化架构

文章通过对5G核心网的深入分析，揭示了5G核心网络设计的颠覆性变化，包括网络功能服务的解耦、优化通信路径、按需编排和分布式部署等方面。" 5G核心网络架构是支持5G通信技术的关键部分，它相比前代4G网络架构有显著的提升和改进，以适应高速率、低延迟、大连接量等新的通信需求。 ### 5G核心网架构及演进 5G核心网架构的演进主要体现在以下几个方面： 1. **网络功能服务解耦**：5G网络将不同网络功能的服务进行解耦，使得网络功能服务之间的交互更加灵活。各服务可以根据需要进行任意通讯，从而优化通信路径，减少不必要的转发，提高通信效率。 2. **独立扩展性**：网络功能服务可以根据实际需求进行独立扩展，支持按需编排和分布式部署。这种设计使得网络架构更加灵活，能够快速适应业务发展和变化。 3. **网络功能服务管理的自动化和互联网化**：通过增加网络功能注册功能（NRF），实现了网络功能服务管理的自动化和互联网化，提升了网络的智能化水平。 ### 5G核心网设计的颠覆性变化 5G核心网的设计颠覆性变化体现在以下几个方面： 1. **基于服务的架构（SBA）**：借鉴SOA（面向服务架构）和微服务架构的理念，结合电信网络的特点和发展趋势，对核心网进行了创新性设计。SBA实现了核心网软件化、灵活化、开发化和智能化，使得服务更加模块化、轻量化和独立化。 2. **切片技术**：5G核心网支持网络切片技术，能够将网络资源和网络功能逻辑分割成多个虚拟网络，以满足不同的业务场景和特定的服务要求。 3. **CU/DU分离**：在无线接入网中引入了控制单元（CU）与分布式单元（DU）的分离，支持更灵活的网络功能部署和服务定制。 4. **云技术的结合**：通过云技术，5G核心网实现了网络的定制化、开放化、服务化，以支撑大流量、大连接和低时延的万物互联需求。 ### 5G核心网架构四大特性技术 1. **CUPS（控制与用户面分离）**：CUPS技术允许网络用户面功能灵活部署在核心网或边缘数据中心，以实现分布式部署，减少通信延迟，提高网络效率。 2. **SBA（基于服务的架构）**：SBA通过服务的注册、发现和调用，实现了网络功能的模块化、轻量化和独立化，便于定制、扩展和升级。 3. **控制面重构**：5G核心网对控制面功能进行了重构，以支持更加快速和灵活的网络控制和服务提供。 4. **网络切片**：网络切片技术使得5G网络能够创建多个虚拟网络，每个网络切片能够独立地进行资源管理和功能定制，满足不同业务需求。 ### 核心网主要特性 - **架构策略和用户信息存储**：区分结构化数据和非结构化数据，将用户签约信息（固定）与用户会话信息（多变）分别存储，以提高数据处理效率。 - **实体交互**：负责结构化数据读取与存储的实体UDR、网络开放功能NEF、用户数据管理功能UDM、策略控制功能PCF等，以及负责非结构化数据存储的实体UDSF。 - **服务化架构**：通过服务的注册、发现和调用，NF与NRF、NEF、PCF、AMF、SMF、NRE、NSSF、UPF等网络计算功能实体交互，实现服务的灵活和智能管理。 ### 结语 5G核心网络架构通过采用一系列先进的设计理念和技术，显著提升了网络的性能和效率，同时引入了新的网络功能和服务模式，为实现未来智能、高效和灵活的通信网络奠定了基础。