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5G核心网介绍

再见MME…5G核心网你彻底变了

想必你已听说，由中国移动牵头提出的SBA构架已被3GPP确认为5G核心网基础构

架，实在令人欣喜自豪。

但是，相对于传统核心网，这一构架变动之大，不禁让人感叹技术创新步伐之快，有点
猝不及防之感。

5G核心网构架主要包含三大关键技术：SBA、CUPS和网络切片，在小编看来，这是

最终实现化整为零、由硬变软的彻底演进。

什么是SBA？

SBA（ServiceBasedArchitecture），即基于服务的架构。它基于云原生构架设计，

借鉴了IT领域的“微服务”理念。
众所周知，传统网元是一种紧耦合的黑盒设计，NFV（网络功能虚拟化）从黑盒设备中

解耦出网络功能软件，但解耦后的软件依然是“大块头”的单体式构架，需进一步分解

为细粒度化的模块化组件，并通过开放API接口来实现集成，以提升应用开发的整体敏

捷性和弹性。

为此，业界提出了基于CloudNative的设计原则。

CloudNative的使命是改变世界如何构建软件，其主要由微服务架构、DevOps和以

容器为代表的敏捷基础架构几部分组成，目标是实现交付的弹性、可重复性和可靠性。

微服务就是指将Monolithic（这个词太难传神翻译了，本文翻译成单体式应用程序）

拆分为多个粒度更小的微服务，微服务之间通过API交互，且每个微服务独立于其他服

务进行部署、升级、扩展，可在不影响客户使用的情况下频繁更新正在使用的应用。

正是基于这样的设计理念，传统网元先是转换为网络功能（NF），然后NF再被分解为

多个“网络功能服务”。

SBA=网络功能服务+基于服务的接口。网络功能可由多个模块化的“网络功能服务”

组成，并通过“基于服务的接口”来展现其功能，因此“网络功能服务”可以被授权的

NF灵活使用。

其中，NRF（NFRepositoryFunction，NF贮存功能）支持网络功能服务注册登记、

状态监测等，实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展。

CUPS

CUPS（ControlandUserPlaneSeparation），即控制与用户面分离。目的是让网络

用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网（中心数据中心），也

可部署于接入网（边缘数据中心），最终实现可分布式部署。
事实上，核心网一直沿着控制面和用户面分离的方向演进。比如，从R7开始，通过Direct

Tunnel技术将控制面和用户面分离，在3GRNC和GGSN之间建立了直连用户面隧道，

用户面数据流量直接绕过SGSN在RNC和GGSN之间传输。到了R8，出现了MME

这样的纯信令节点。

PS：移动性管理实体（MME）:MME的主要功能是支持NAS（非接入层）信令及其安

全、跟踪区域（TA）列表的管理、P-GW和S-GW的选择、跨MME切换时进行MME

的选择、在向2G/3G接入系统切换过程中进行SGSN的选择、用户的鉴权、漫游控制

以及承载管理、3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理（终结于S3节

点），以及UE在ECM_IDLE状态下可达性管理（包括寻呼重发的控制和执行）。

只是到了4.5G和5G时代，这一分离的趋势更加彻底，也更加必要。
其中一大原因就是，为了满足5G网络毫秒级时延的KPI。

光纤传播速度为200km/ms，数据要在相距几百公里以上的终端和核心网之间来回传

送，显然是无法满足5G毫秒级时延的。物理距离受限，这是硬伤。

因此，需将内容下沉和分布式的部署于接入网侧（边缘数据中心），使之更接近用户，
降低时延和网络回传负荷。

网络切片

5G服务是多样化的，包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等

等。

这些服务对网络的要求是不一样的，比如工业自动化要求低时延、高可靠但对数据速率
要求不高；高清视频无需超低时延但要求超高速率；一些大规模物联网不需要切换，部
分移动性管理对之而言是信令浪费等等，为此5G要像一把瑞士军刀一样，多功能满足

差异化的网络服务。

于是，我们就要把网络切成多个虚拟且相互隔离的子网络，分别应对不同的服务。

当然，这么灵活的切片工作岂是传统大块头的黑盒设备能担当的，自然要虚拟化、软件
化，再将网络功能进一步细粒度模块化，才能实现灵活组装业务应用。

因此，3GPP就确认了由中国移动牵头26家公司提出的SBA构架为5G核心网基础构

架。

5G系统构架
构架如下：

•AuthenticationServerFunction(AUSF)

•CoreAccessandMobilityManagementFunction(AMF)

•Data