张志光 秦书瑞、崔晶晶
广州杰赛科技股份有限公司，广州 510310
摘要：随着社会经济的不断发展，我国的5G标准产业也在进行不断地发展，而在此过程中，在对5G核心网进行规划和建设的过程中，遇到的挑战和问题非常多。因此，必须要对其进行深入的分析，对具体的挑战进行全面的了解，进而将具体的解决措施实施进来，使5G得到更大程度的发展。
关键词：5G 核心网 规划建设
前言：在2020年的7月3日，3GPP全面宣布已经将5G标准的第二版规范R16全面完成。而且在3GPP历史上，R16属于第一个以非面对面会议审议进一步完成的一项技术标准。R16不但将以往的能用进一步实现好用，而且将以下三个方面作为主要的围绕中心，即新能力的进一步拓展、现阶段已有能力的深入挖掘、运维降低成本增加效率，进而使5G的应用能力得到了进一步的提升，使5G的效率全面提高了上来。
1、5G核心网规划建设面临的挑战
1.1、5G NSA和SA的选择
在当前阶段，标准及产业成熟度相对较高的两种代表构架就是R15 NSA 和SA。其中，对于NSA而言，其主要就是将4G EPC采用进来，进而对5G NR的控制进一步加强，使终端的双连接得以实现。而对于SA架构而言，其将全新的5G服务化核心网架构采用了进来。早在2019年初期，对于已经实现商用化的5G网络，其主要就是将NSA技术架构应用了进来，而对于该方案而言，其主要的一个优势就是5G网络的先发部署。在最初建网时期，5G的实际覆盖面并不够充足，因此，将NSA架构采取进来，可以使4G和5G的协同优势进一步发挥出来，而且以LTE基站作为实际的依据，可以使用户流量的承载得到保证。由于将与4G公用的EPC核心网采用了进来，而对于没有进行签约的5G NSA终端而言，其必须要保证相应的网络归属是签约到用户的服务器上的，才能对NSA的允许接入默认，而用户处于5G NR覆盖的区域内，则可将NR的5G承载建立进来，并且将5G网络接入进来，进而对5G业务进行体验。
5G SA对5G全新网络架构进行了深层次的定义，其不但将网络切片包含了进来，还将相应的移动管理以及边缘设计架构等全面包含了进来，而对于这些实际的架构功能而言，其会在R16标准中，得到进一步的增强，使现阶段的5G运行需求得以满足。在当前阶段，5G SA架构的核心网进行进一步的变革，其具备革命性的特点，如今的产业成熟度相对较低，所以，大部分的运营商的5G网络目标架构就是5G SA架构。
1.2、5G与4G的互操作
对于如今的移动通信时代，其在换代的过程中，必须要对用户不换号的基本要求进行满足。从4G进一步演进到5G也要遵循同样的原则。3GPP R15 5G SA对4G和5G的互操作架构进行了定义，即4G和5G全面融合的UDM+HSS，使用户的统一管理和签约得以实现。将策略控制功能和策略与计费规则功能单元融合在一起，可以使统一的策略管理得以实现；将会话管理功能与分组数据网网关控制面融合在一起，可以使统一的会话管理和锚点选择得以全面实现，进而使4G和5的业务切换连续性得以实现；将用户面功能与分组数据网网关用户面融合在一起，可以使用户面的隧道锚点功能全面实现，进而使4G和5G的连续性切换业务进一步实现。
由此可见，在对5G网络进行实际建设的过程中，不但要确保相应的用户数据网元可以与2G/3G/4G/VOLET全面融合在一起，还要保证4G与以往策略全面融合在一起，而对于5G网络的建设而言，将5G核心网的服务化和云化新架构与2G/3G/4G核心网的进一步全面融合则是当前阶段非常重大的一项挑战。
2、5G核心网规划建设策略
2.1、5G SA核心网用户面N4接口开放策略
为了使5G 面向垂直行业的发展和支撑得以实现，5G将边缘计算能力引入了进来。将边缘计算架构应用进来，不但可以使5GUPF网关可以进一步下沉到就近用户的位置得以实现，还能使低时延和数据分流的应用进一步实现。对于5G SA而言，其不但可以将集中化的控制面形成，还能进一步形成分布式的用户面部署架构。其中用户面的UPF必须要对控制面的SMF进行相应的会话控制，进而使会话的建立和策略的执行得以想实现。与此同时，厂家的接口就是N4接口，其不但可以使实时的流量统计得以实现，还能使实时的流量上报得以实现，此外，还能使会话建立命令的下发和执行功能全面实现。对于N4接口而言，其本身就不具备开放性的特点，因此，在对5G进行集中部署的过程中，要确保核心网SMF与分布式部署的UPF均属于同一厂家的设置。当前阶段，中国移动已经与OpenUPF面向垂直行业的5GUPF以及N4接口全面牵头成功，使N4接口得以解耦，不但可以使用户面UPF面向垂直行业的边缘节点功能进一步实现简单化，还能使未来的部署更加灵活和方便。
2.2、5G策略数据融合建设策略
以3GPP定义作为基础的数据存储框架中，不论是5G用户数据，还是相应的能力开放数据，又或者是策略控制数据，均要被统一的存储与后端数据库UDR之中。所以，在实际的建设策略中，不但要对策略控制数据4G/5G的融合建设进行考虑，还要对用户数据和策略数据的融合与否进行考虑。由于用户数据和策略数据的网元厂家分布存在严重的差异性，因此，实行跨厂家的迁移难度非常大，所以，在对5G SA进行建设的初期阶段，可以不用对其进行考虑。为了使4G和5G的网络互操性进一步实现，就要确保5G策略数据网元与4G策略数据网元的融合，主要有以下两种策略。首先第一种，就是将大区或者省作为实际的单位，进而将与4G融合的PCF/UDR建立进来，进而对当前阶段的PCR/SPR设备进行全面的替换；其次第二种，就是将大区或者省作为实际的单位，确保新建的4G和5G融合PCF/UDR可以进一步与现网PCR/SPR进行混合组网，与此同时，还要对PCR/SPR进行全面的升级，进而使其融合得到进一步的支持。
而无论是将以上哪种建设策略选用进来，其与用户数据的融合都存在不同，其主要的不同，就是对于策略控制数据而言，其自身的控制策略存在严重的个性化相对较强的问题，而且当前阶段的现网数据业务控制策略又相对较多，所以，在施行策略的过程中，都存在风险相对较大，且实施周期相对较长的问题，因此，不论是将策略1选取进来，还是将策略2选取进来，都要对实施的风险进行全面的考虑。
结语：总而言之，对于5G核心网的规划和建设而言，其不论处于任何一个时期，都会遇到很多的问题和挑战，因此，相关的研究者们必须要加大研究的力度，使5G核心网的规划和建设得到更大程度的完善和优化。
参考文献：
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