5G网络架构的演进趋势

5G网络架构的演进趋势

概述

• 5G移动通信网络系统包括5GC（5G Core Network，5G核心网）和NG-RAN（Next Generation Radio Access Network，5G无线接入网）。5G核心网与5G接入网通过NG接口连接，实现控制面和用户面功能；5G无线接入网之间通过Xn接口连接，实现控制面和用户面功能。
• 5G移动通信系统的整体架构（图中eNB为4G基站，ng-eNB为增强型4G基站，可以实现部分5G基站功能）

  

• • 5GC中UPF属于用户面的网元，SMF/AMF属于控制面的网元

4G移动通信系统架构

• 4G移动通信系统包括EPC（Evolved Packet Core network，演进分组核心网）和E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进通用陆地无线接入网络）
• 4G移动通信系统整体架构：

  

5G架构与4G架构对比

• 5G移动通信系统整体架构与4G整体架构类似。4G与5G移动通信系统整体架构对比如图所示：
  • RAN网络引入CU（集中单元）、DU（分布单元），组网更灵活，利于多小区的集中控制，利于多功能的实现
  • MEC（Multi-access Edge Connection，多接入边缘计算）是支撑5G系统运行的关键技术

    

核心网架构演进

• 网络架构演进的核心目标：
  • 实现从”互联网应用被动适应网络“向“网络主动、快速、灵活适应互联网应用”
  • 网络和资源的部署将打破行政管理体制和传统组网思路的制约，转向以IDC为核心的新格局。
  • 不同阶段核心网技术特征与代表技术：

    

4G核心网架构

• 移动通信系统核心网从3G到4G的演进特点是取消了CS域（Circuit Switch。电路交换域）只保留PS域（Packet Switch，分组交换域）。
• 4G移动通信系统实现了控制和承载相分离。
  • MME：负责接入的移动性管理
  • SGW：负责路由转发的网关
  • PGW：负责IP地址分配的网关

  

5G核心网架构

• 5G核心网颠覆了4G核心网的设计思路，基于SBA（Service Based Architecture，基于服务架构）
• 使用NFV技术灵活重构网络功能
• 使用SDN技术灵活构建数据转发通道
• 使用切片技术实现业务保障与资源利用率最大化
• 完全实现CUPS（Control and User Plane Separation，控制与用户面分离）
• 结合云技术全面支撑5G应用场景

  

无线接入网架构演进

• 从2G开始到5G，无线接入网技术一直处于变化之中，无线接入网的实现方式也呈现出”分合分“的表象