面向應用的5G 核心網(wǎng)組網(wǎng)關鍵技術分析

康強斌

（中國電信集團有限公司張家口分公司，張家口 075000）

隨著信息技術的飛速發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡也在不斷地進步，移動用戶在使用網(wǎng)絡的過程中接觸到的服務種類也越來越多，用戶使用移動的體驗也在不斷地提升。用戶從一開始接觸到1G 的模擬電話、2G 以及2.5G 的數(shù)字電話及低速數(shù)據(jù)業(yè)務、一直到3G的多媒體通信和4G 的移動互聯(lián)網(wǎng)，每一次更新的移動通信技術，都為廣大人民群眾提供了更好的通信業(yè)務，也讓用戶在使用移動通信技術過程中有了更好的業(yè)務體驗，而這也有效的促進移動通信技術得到的了更好的發(fā)展。

1 5G 移動通信技術的用戶移動性管理分析

通過分析1G 到4G 移動通信技術的特點可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡大多數(shù)是給移動手機用戶提供通信服務，從2.5G 到4G 的發(fā)展過程有效的兼顧了連接需求，能夠為移動用戶提供相應的物聯(lián)網(wǎng)服務，而在移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術到達4G 的時候，隨著技術的發(fā)展也相應的衍生出了NB-IoT 以及eMTC 技術。而5G 網(wǎng)絡在用戶移動管理中和4G 網(wǎng)絡技術相比將“人”以及“物”的服務放在了同樣重要的位置。和4G 中“人”的全網(wǎng)漫游需求存在較大的差異，在5G 網(wǎng)絡“物”是在一定的地理范圍之內才可以使用的。由此可以看出5G 技術一方面繼承了2G/3G/4G 的基于RAT 的ARD 限制功能，但是在繼承原有技術的同時也增加了相應的禁止區(qū)域（ForbiddenArea）以及限制服務區(qū)域（ServiceAreaRestriction）的概念。而在限制服務區(qū)域又含有許可區(qū)域（AllowedArea）以及非許可區(qū)域（Non-AllowedArea）。也就是說如果使用5G 移動通信技術的用戶的位置是處于禁止區(qū)域內的時候，移動用戶不可以發(fā)起任何和網(wǎng)絡的通信的行為，但是如果5G 移動通信技術的用戶所處的地理位置是在許可區(qū)域的時候，那么用戶就可以使用5G 移動通信技術實現(xiàn)網(wǎng)絡的通信。同時，5G 移動通信技術的用戶的位置在非許可區(qū)域范圍內的時候，用戶能夠借助通信設備接入網(wǎng)絡，但是不能發(fā)出相應的業(yè)務請求，這時候的用戶僅僅是可以響應網(wǎng)絡尋呼。

2 5G 信令網(wǎng)以及語音業(yè)務分析

第一、在4G 核心網(wǎng)主要是通過使用DRA 組織的Diameter準直聯(lián)信令網(wǎng)疏通全網(wǎng)MME 以及HSS 兩者之間的S6a 接口、PGW-C 和PCRF 兩者之間的Gx 接口信令。而5G 通信技術設備中的核心網(wǎng)和4G 核心網(wǎng)相比網(wǎng)元之間都是使用基于HTTP/TCP/IP 協(xié)議棧的服務化接口，并為了進行相應的技術優(yōu)化引入了NRF 網(wǎng)元，由各網(wǎng)元自己主動的向NRF 進行注冊，而各網(wǎng)元也會隨時上報自身所管理的業(yè)務范圍（如S-NSSAI、用戶號碼段、DNN 等）以及路由尋址數(shù)據(jù)（如本端設備的主機名、IP 地址等）。在兩個或者兩個以上的網(wǎng)元之間互相進行通信的時候，往往是由發(fā)端網(wǎng)元查詢NRF（服務發(fā)現(xiàn)流程）后得到收端網(wǎng)元的路由信息（IP 地址等）的時候，發(fā)端網(wǎng)元會向收端網(wǎng)元發(fā)起TCP 建鏈，同時傳達HTTP 信令。由此可以看出，具有信令交互需求的全網(wǎng)網(wǎng)元之間會建立FULLMESH（全網(wǎng)狀）的HTTP/TCP/IP 網(wǎng)絡，全網(wǎng)網(wǎng)元會消耗大量的網(wǎng)元資源，目前，3GPP 對5GC 核心網(wǎng)構建HTTP/TCP 準直聯(lián)信令網(wǎng)正在進行相應的研究。

第二、4G 核心網(wǎng)相比原有網(wǎng)絡的核心網(wǎng)取消了電路域，語音業(yè)務存在于雙待手機終端（終端選擇數(shù)據(jù)業(yè)務通過4G 網(wǎng)絡疏通、語音業(yè)務通過2G/3G 電路域疏通）方案、回落電路域（語音業(yè)務回落2G/3G 電路域）方案以及VoLTE（語音業(yè)務通過4G 核心網(wǎng)+IMS 網(wǎng)絡疏通）方案。而最新研發(fā)的5G 網(wǎng)絡也是沒有相應的電路域，而且和4G 核心網(wǎng)相比取消了和2G/3G 網(wǎng)絡之間的互相操作，5G 單待手機終端主要有EPSFallBack（語音業(yè)務回落4G 網(wǎng)絡以VoLTE 方式疏通）以及VoNR（語音業(yè)務通過5G 核心網(wǎng)+IMS 網(wǎng)絡疏通）兩種方案，而這也對5G 網(wǎng)絡和4G 網(wǎng)絡之間的互相操作提出了更高的技術要求。而5G 技術和4G 移動通信技術相比是更進一步的提高了空口帶寬以及縮短通信時延，5G 移動通信技術有效的將網(wǎng)絡“管道能力”做的更大更強，而這些技術的出現(xiàn)也有效的強化了“管道”的管控以及QoS 服務保障能力，而這也為了更多高帶寬低時延應用（例如AR、VR、高清視頻、實時互動在線游戲、視頻監(jiān)控、遠程醫(yī)療）提供了更好的發(fā)展條件。

3 結束語

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)移動通信技術在發(fā)展到4G 時代的時候，數(shù)據(jù)業(yè)務就已經(jīng)成為了主要發(fā)展趨勢，同時，也需要移動運營商移動通信王珞技術提供更好的管道，而主要的業(yè)務應用也開始向管道兩端的用戶終端以及互聯(lián)網(wǎng)應用平臺遷移。并且，在“云+管+端”的產(chǎn)業(yè)鏈中，移動運營商所提供的5G 網(wǎng)絡主要是聚焦在“管”，這個“管”既包含5G 技術的管道也包含相應的管理，由此也可以看出，移動通信運營商想要讓5G 業(yè)務得到快速的發(fā)展，需要依靠各行各業(yè)對5G 網(wǎng)絡的特點進行相應的開發(fā)以及高價值的應用。