曾彬
中国电信股份有限公司四川分公司 四川 成都610041
摘要：随着我国互联网的快速发展，5G技术逐渐被应用。在网络的发展进程中，5G网络逐步走进人们的视野中，各个科技发达的国家都希望在这领域进行突破。以5G为研究对象，首先简要概括了5G网络的特点，其次分析了核心网适用核心技术，最后围绕核心网优化展开了讨论，内容涉及管控融合、统一核心网络等方面。
关键词：5G；核心网技术；发展趋势；建设研究
引言
4G实现了人与人的连接，5G将实现人与物、物与物的连接。4G改变了通信，5G将改变社会。核心网作为基站和核心网之间的传送通道，肩负着承载各类业务的重大使命。为满足5G的三大应用场景（eMBB、uRLLC、mMTC）的需求，核心网需引入多种关键技术，提供超大带宽、超低时延的传输通道，并支持灵活调度，实现高精度时间同步。
15G技术简介
2019年6月6日，我国工信部对四大电信基础运营商发放了5G运营牌照，标志着我国5G网络大规模建设的开始。5G具有更大的容量、更高的数据速率、更低的时延、更多的连接和对业务类型进行切片等特性，因此5G的网络架构与4G有很大的不同。5G对4G的BBU与RRU功能进行了重新切分，将无线接入网（radioaccessnetwork，RAN）划分为有源天线处理单元（activeantennaunit，AAU）、分布单元（distributeunit，DU）和集中单元（centralizedunit，CU）三部分。DU和CU功能按处理内容的实时性进行切分，DU设备主要处理物理层功能和实时性需要的层2功能，考虑节省RRU和DU之间eCPRI接口的传输资源，部分物理层功能上移至AAU实现；而CU设备主要包含非实时性的无线高层协议栈功能，同时也支持部分核心网功能的下层和边缘应用业务的部署。AAU和DU之间的数据传递称为前传（fronthaul），前传距离为300m-20km；DU和CU之间的数据传递称为中传（middlehaul），中传的最远距离不超过80km；CU与核心网之间的数据传递称为回传（backhaul），回传的距离在200km以内。CU功能灵活，可与DU共址部署，也可集中云化部署在X86服务器上。
25GCSA和NSA组网模式
在4G向5G演进过程中，5GNR、5G核心网、4G核心网和LTE混搭，组成了多种网络部署演进的选项。3GPP为不同需求的运营商指定了不同“套餐”搭配选择。总体上分为5G独立组网（SA）和5G非独立组网（NSA）两大类。
a）5G独立组网。独立组网通过建设一个全新的5G网络，包括新基站、核心网和核心网，来实现5G网络的所有功能。
b）5G非独立组网。此模式下，5G网络不能独立部署，必须依托运营商原有的一个网络（如LTE网络）进行部署。具体而言，5G的基站依托LTE的基站接入网络，对用户的所有控制操作，包括移动性管理、漫游、切换等，都通过LTE网络进行，而5G基站仅提供数据业务增强的通道。
35G核心网关键技术
3.1SR技术
调查结果表明，在人口密集区，核心设备路由容量多达160000条以上，另外，大量政企业务的接入以及网络沟通需求的不断增加，均给路由容量提出了更高的要求，要想使相关要求得到最大程度满足，路由容量至少应达到105级别。如果接入设备并非全网路由，则可酌情将路由容量降至104级别。
作为路由技术，SR强调利用IGP对路径信息进行收集，确保收集信息均有显式路径/非显式路径对应，在不将中间节点作为支持的基础上，对路径进行建立，省略节点计算步骤。将该技术与SDN相结合，可被用来控制E2E路径，组网能力往往能够得到显著增强。由此可见，该技术的优势主要体现在以下方面：其一，凭借较高的灵活性，对扩展资源需要预留复杂协议路径的问题加以解决；其二，省略TGP计算步骤，为核心网提供链路+节点的双重保护，确保其工作质效可得到显著提高。
3.2灵活以太网技术（FLexE）
FlexE就是把多个物理端口进行“捆绑合并”，形成一个虚拟的逻辑通道，以支持更高的业务速率。FlexE技术在以太网技术的基础上实现了业务速率和物理通道速率的解耦，物理接口速率不必再等于客户业务速率，可以是灵活的其他速率。
灵活以太网技术是切片以太网的基础，可对高速率接口进行精细化划分，实现不同低速率业务在不同时隙中的传输，相互之间物理隔离。FlexE技术具有子管道特性和物理层交叉特性，在传输网络上可以构建端到端SPNChannel刚性管道。FlexE用于SPN架构中，基于原生以太内核扩展以太网切片能力，既完全兼容当前以太网络，又避免报文经过L2/L3存储转发，可提供确定性低时延、硬管道的以太网L1组网能力。
FLexE技术在PHY层和MAC层之间增加了FLexEShim层，通过时隙交叉实现用户业务流在FlexEShim层转发，用户报文在网络中间节点无需解析，业务流交叉过程近乎瞬间完成，单跳设备转发时延仅1~10μs，从而实现极低的转发时延。而传统的IP/MPLS交换，对于客户业务报文采用逐跳转发策略，网络中每个节点设备都需要对数据包进行MAC层的缓存、CRC校验、MPLS层的解析和查表转发、队列调度，这些处理会耗费大量时间，使得单设备转发时延高达数十μs。
3.3设备虚拟技术
核心网要想实现网络切片，所依托核心技术即为设备虚拟化。该技术强调灵活分配现有资源，确保任意虚拟设备均有独立资源对应，并且切片管理面、控制面板与转发面均独立存在，各切片均不会给其他带来影响，这也是保证业务具有理想可靠性的前提。事实证明，该技术可被用来灵活调配网元资源，例如管理资源以及转发资源，且不同切片对应不同资源，真正做到了对切片进行动态创建，所创建切片也较传统切片更加灵活。
45G核心网的未来发展和应用
4.1安全性
安全一直是核心网建设过程中的主要指标，是贯穿于整个建设过程中的需求，5G核心网是虚拟网络的一种体现，虽然传输速率更高，有着多元化的功能体现，但是虚拟网络技术并没有获得实际的网络服务信任，很容易被外界环境造成攻击，在未来的发展过程中，是以智能设备作为主要支持，在使用过程中的安全性仍然是存在的主要问题，就需要对现有的技术进行完善，尤其是关于设备安全方面，可以设置具体的标准体系，使其达到预期的目的。
4.2云存储
在5G核心网的应用过程中，人们对于数据接入的渠道以及方式有了更高的要求，对传输速度以及容量范围等也就提出了更多的设计方向，但是现阶段的核心网建设并不能实现全部功能的满足，在终端管理等机制上有了新的改变，需要有关人员在部署上不断对其进行创新和优化，对现有的云网络结构体系进行网络层的设置，保证它可以拥有更广阔的存储空间。
4.3智能化网络
5G核心网开展带宽按需配置和调整（BoD）、光虚拟专网（OVPN）以及跨域层的大网环境下的业务快速部署、数据中心间互联带宽的自动调度和减少运营人力等，都要求网络实现智能化。5G核心网智能化管控具体有以下三方面的需求：一是端到端SDN化灵活管控，要求能够实现L0到L3网络的端到端管控，支持跨层的业务联动控制；二是网络切片的智能化管控，能够支持切片网络的自动化部署和计算，支持网络切片的按需定制，实现切片用户的隔离，并对切片网络进行智能运维；三是智能化运维，5G网络中SDN控制器系统引入智能化运维功能，提供统一的维护界面，以降低运维的复杂度，通过引入人工智能（AI）等智能化技术，对网络配置、流量、告警、操作等网络数据进行采集和分析，以实现告警快速定位、流量预测分析和网络优化等智能化运维功能。
结语
通过前文分析能够看出，5G技术标准随着行业发展而走向完善，这也为SDN网络提供了前进的动力。要想对5G优势进行充分发挥，在推动物联网持续发展的基础上，对数字世界进行打造，关键是要掌握相关技术及其优化方向，只有这样才能使网络环境更符合用户需求。
参考文献
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