2019年5G核心网前沿报告-中国通信学会

5G核心网前沿报告（2019年）中国通信学会2019年12月版权声明本前沿报告版权属于中国通信学会，并受法律保护。

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专家组和撰写组名单撰写组(按单位排名)前言移动核心网从4G EPC演进到5GC，在网元形态、网络架构、信令协议、业务能力等方面发生了较大的变化。

在网元形态方面，4G EPC以物理网元形态为主，通常基于专用硬件实现，模块颗粒度较大。

5GC以虚拟化网元形态为主，特别是控制面网元的虚拟化比较成熟，支持云原生部署，可以基于共享云资源池部署5GC VNF。

在网络架构方面，4G EPC采用的是封闭架构，拓扑和连接关系相对稳定，跨省信令通常采用汇聚转接方式实现。

而5GC控制面采用的是基于SBA的开放架构，服务颗粒度较小，可以灵活增加新的服务，网络拓扑支持动态变化，跨省信令先通过NRF级联实现查询、然后可以直接通信。

在信令协议方面，4G EPC控制面使用的是Diameter协议，而5GC 控制面使用的是HTTPv2。

在业务能力方面，5G 支持eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量大连接）、URLLC （低时延高可靠）三大应用场景，除了支持2C业务之外，还通过网络切片、边缘计算等能力可以更好地支持2B业务。

相对而言，4G虽然有不少物联网应用，网络架构主要还是面向2C业务设计的。

本报告主要研究5G核心网的新特性、以及所面临的挑战，希望抛砖引玉，共同推进我们移动通信网络从4G到5G的技术换代进程。

中国通信学会信息通信网络技术委员会主任委员：2019年12月目录一、研究概述 (1)二、全球发展态势 (1)三、我国发展态势 (2)四、技术预见 (4)（一）5G网络云化 (5)（二）服务化架构 (7)（三）5G网络切片 (8)（四）5G网络边缘计算 (10)五、工程难题 (15)（一）国际工程难题 (15)（二）国内工程难题 (16)1、5G与4G互操作组网模式的选择 (16)2、5G云化部署的解耦模式 (16)3、网络切片的端到端关联 (17)六、政策建议 (17)（一）技术政策建议 (17)1、坚定不移走5G SA目标架构的道路 (17)2、推动5G关键核心技术的标准化工作 (18)（二）产业政策建议 (19)1、加快推动5G SA终端产业链的繁荣 (19)2、推动5G垂直行业应用的商业模式模式创新、融合应用创新等193、推动产业生态圈的建立，完善融合政策体系 (20)一、研究概述信息通信技术向各个领域融合渗透，经济社会向数字化转型升级的趋势愈发明显。

简述5G移动网络新技术及核心网架构作者：张巍来源：《科学与信息化》2019年第34期摘要面对5G移动通信网络日趋多样化、差异化的通信场景和业务需求，人们需要探讨5G移动通信核心网架构及移动性关键新技术，引入软件灵活定义的去中心化网络架构，并提出网络功能虚拟化技术、5G切片中的高速通信技术，提升5G 移动网络用户体验。

关键词 5G移动网络;关键技术;核心网引言5G时代网络架构实现了颠覆性的转变，是一种人与物、物与物之间的通信，其具有大连接、低时延、高速率的网络特征。

在5G时代，核心网网络具有关键性的价值与作用。

面对日益复杂多元化的网络业务需求，要不断优化5G 移动网络核心网络架构和关键技术，提出集中控制与分布控制相结合的移动性网络管理体系，使其部署更加合理、灵活和高效。

1 5G移动网络新技术1.1 网络功能虚拟化技术5G移动网络中的NFV技术是重要的关键技术，主要涵盖有以下内容：（1）网络功能虚拟化组件（NFVI）。

由虚拟机和服务器等物理资源进行具体功能模块的封装和承载，进行数据的底层传输、存储和计算的资源支撑。

（2）虚拟化网络功能（VNFs）。

采用NFV软件技术进行部署，具体执行某一特定功能，诸如：域名解析系统、网络地址转换系统、防火墙等。

（3）NFV编排管理。

要合理确定所需的多个VNF的数量及连接关系，明晰多个VNF在服务链中的排列方式，并通过底层NFVI构建服务链，较好地实现特定切片网络的具体功能，实现对网络系统资源的移动性管理[1]。

1.2 5G切片中的高速通信技术（1）采用基于软件OVS的虚拟机数据转发。

可以基于Open Flow协议进行网络控制层和数据层的通信标准，由控制层提供开放性接口，实现多样化的网络控制和管理，由开放高效的网络架构实现不同业务数据流的高效转发。

在软件OVS的虚拟软件交换平台之中，能够通过ovs-dpctl、ovs-ofctl和ovcdb-tool这三个控制器，实现良好的控制访问、网络隔离和流量监控，其中：ovsdb是OVS的配置数据库，用于存储远程控制模式下的配置信息，远程调用RPC进行通信。

5G核心网关键技术及业务能力研究摘要:本文结合5G核心网的结构体系特点，对5G核心网关键技术和业务能力进行分析与研究，以供同仁参考。

关键词:5G核心网；结构体系；关键技术；业务能力一、前言5G核心网是一个虚拟化、分层的核心网络。

5G核心网是一种资源可以共享的网络体系架构，极其适用于当下新发展背景所需，并且完成从网络运营到业务服务的经济可持续发展模式。

随着5G标准的出台，商业部署被提上议事日程，描述整个社会更好的信息生活的5G需求变得可以想象。

作为连接社会一切服务和业务支持业务之间的现代社会信息基础设施架构的一项重要基础组成结构部分，移动宽带核心网络架构将力争在移动5G阶段时实现对其整体架构、功能和平台等的一次全面的重新配置。

与目前传统运营商的移动4G核心网部署(EPC)技术相比，5G核心网技术采用了适应云平台技术的先进设计规划思想，采用了面向云服务的底层架构技术和功能优化设计，提供用户更方便通用的和更经济适合的数据接入、更灵活快速的数据控制操作和网络传输功能以及用户更多易于扩展使用的扩展能力开放。

二、5G核心网网络架构体系分析为了能够满足不同情景下多样化服务的需求，必须建设一个核心网络，必要时进行灵活部署。

随着NFV技术和SDN技术等新兴技术的日益深入的发展，第五代移动通信基础网络系统也已经通过整合运用了这些移动网络基础新的架构技术来有效实现和完成实现了运营商对原有网络功能进行划分和的网络重新分配，传统的移动通信基础技术网络结构模式将向逐渐地面向基于移动基础IT支撑服务的网络新技术方向的转变。

图1中所示便是以第五代核心体系结构为设计理论基础，将移动第五代核心网络体系结构依次再拆分为成若干个功能模块。

5G核心网络模块系统的网络基本的功能特性设计之一即是要通过设计将其每个核心网络功能块都划分为至少几个功能不同的层次上的核心功能模块，在这种将核心网络功能模块完全按照模块化原理设计出来的新技术基础上，网络模块中的控制面功能又可被和核心网络的转发和平台功能相较完全有效地分离。

通信技术移动通信核心网关键技术研究高丽华，高乐文，任新宇，井志强（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，黑龙江网络商用的主要问题集中在无线网络、核心网络以及传输网络上。

包括网络功能在设备配置方面的虚拟化及控制平面与用户平面的分离，网络的结构，即非独立组网核心网；虚拟化；控制平面；网络切片Research on Key Technology of 5G Mobile Core NetworkGAO Lewen，REN Xinyu，China Mobile Communications Group Design Institute，Heilongjiang BranchG network for commercial use focus on wireless networktransmission network.This paper discusses the issues related to the 5G core networkthe separation of control plane from user planeslicing and low-cost profit computation for diversified services，and it reviewed the分离控制面和用户面是移动通信网络演变的一2G语音4G使用网络结构继承结构，并在控制面与用户面的分离中有了进一步的提高，从而减少用户的流速失真和因特网的主要技术。

在一个具体实施中，传统媒体网关设备的控制面和用户面作为会话管理功5G系统地址分配、选择与控制用于数据分组路由的用户节点，其主要功能为用户掩码，如重发、数据分组检测以及策略执行等。

图1 5G核心网SBA架构图1.3 网络切片网络切片分割物理网络形成多个独立终端逻辑网络，包括接入网络、核心网络以及传输网络等，可被视为5G网络中的虚拟专用网络，为用户提供个性化服务，并表现了5G网络的灵活性。

5G核心网前沿报告
2020年06月
前言
移动核心网从4G EPC演进到5GC，在网元形态、网络架构、信令协议、业务能力等方面发生了较大的变化。

在网元形态方面，4G EPC以物理网元形态为主，通常基于专用硬件实现，模块颗粒度较大。

5GC以虚拟化网元形态为主，特别是控制面网元的虚拟化比较成熟，支持云原生部署，可以基于共享云资源池部署5GC VNF。

在网络架构方面，4G EPC采用的是封闭架构，拓扑和连接关系相对稳定，跨省信令通常采用汇聚转接方式实现。

而5GC控制面采用的是基于SBA的开放架构，服务颗粒度较小，可以灵活增加新的服务，网络拓扑支持动态变化，跨省信令先通过NRF级联实现查询、然后可以直接通信。

在信令协议方面，4G EPC控制面使用的是Diameter协议，而5GC 控制面使用的是HTTPv2。

在业务能力方面，5G 支持eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量大连接）、URLLC （低时延高可靠）三大应用场景，除了支持2C业务之外，还通过网络切片、边缘计算等能力可以更好地支持2B业务。

相对而言，4G虽然有不少物联网应用，网络架构主要还是面向2C业务设计的。

本报告主要研究5G核心网的新特性、以及所面临的挑战，希望抛砖引玉，共同推进我们移动通信网络从4G到5G的技术换代进程。

2019年5G深度报告目录1、“新基建”意在逆周期调节，通信行业成重点1.1、“新基建”逆周期调节对抗新冠疫情“黑天鹅”冲击1.2、科技属性与基建属性并重，科技周期与政策周期叠加1.3、“新基建”政府侧投资体量预计可达8-9 万亿元，通信板块直接受益2000 到2500 亿元2、5G 网络建设超万亿元体量，短期设备商受益最大2.1、近期5G 投资规模或达 1.5 万亿元，新基建将投资节奏前挪2.2、60 万站建设规模，2020 年运营商资本开支或达3500 亿元2.3、5G 技术中国领先，设备商战略反超，20 年业绩落地3、物联网：5G + 工业互联网再度升温3.1、通信行业物联网标准占据主导地位3.2、“新基建”推动工业互联网爆发4、IDC：流量快速增长倒逼云基础设施扩张4.1、内生驱动IDC 长期高增长4.2、疫情催化云应用，政策加码IDC5、投资建议5.1、中兴通迅，受益5G 加速，通信板块优质龙头标的。

5.2、移为通信，高毛利、高成长的物联网精品公司5.3、光环新网，领先的IDC 和云计算行业综合服务商5.4、宝信软件，批发型第三方IDC 龙头企业2019年5G深度报告1、“新基建”意在逆周期调节，通信行业成重点1.1、“新基建”逆周期调节对抗新冠疫情“黑天鹅”冲击“新基建”主要包含5G 基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域，其中与通信直接相关的就有三项：5G 基建、大数据中心和工业互联网；在“新基建”相关的7 个政策文件中，有3 个直接出现了“5G”字样，重视程度较高，相关行业将充分受益。

3 月10 日，中国移动SPN 设备集采结果公示。

公告结果显示，国内三大传统承载网供应商入围，华为以25 个省份第一名、1 个省份第二名中标最大份额，烽火以 1 个省份第一、25 个省份第二中标约30%份额，中兴以第三中标19 个省份约13%份额。

5G核心网前沿报告（2019年）中国通信学会2019年12月目录一、研究概述 (1)二、全球发展态势 (1)三、我国发展态势 (2)四、技术预见 (4)（一）5G网络云化 (5)（二）服务化架构 (7)（三）5G网络切片 (8)（四）5G网络边缘计算 (10)五、工程难题 (15)（一）国际工程难题 (15)（二）国内工程难题 (16)1、5G与4G互操作组网模式的选择 (16)2、5G云化部署的解耦模式 (16)3、网络切片的端到端关联 (17)六、政策建议 (17)（一）技术政策建议 (17)1、坚定不移走5G SA目标架构的道路 (17)2、推动5G关键核心技术的标准化工作 (18)（二）产业政策建议 (19)1、加快推动5G SA终端产业链的繁荣 (19)2、推动5G垂直行业应用的商业模式模式创新、融合应用创新等193、推动产业生态圈的建立，完善融合政策体系 (20)一、研究概述信息通信技术向各个领域融合渗透，经济社会向数字化转型升级的趋势愈发明显。

5G作为新一代通信技术发展的主要方向，是全球技术和产业竞争的战略高地，亦是引领科技创新、重塑传统产业发展模式、发展新经济关键动力之一。

5G网络领先是实现国家5G战略的基石，只有网络快速发展，5G应用才能更好更全面地发展。

针对5G核心网技术，网络云化、服务化架构、网络切片及网络边缘计算技术不仅是发展趋势，也是必须攻破的挑战。

二、全球发展态势GSA报告显示截至2019年7月，全球有71个国家正在积极考虑合适的5G频谱。

目前包括中、英、美、日、韩在内的30多个国家已完成5G频谱牌照的发放。

5G发展前景广阔，5G产业的快速增长将带动IoT产业万亿级的规模发展，GSMA预测全球2025年IoT 连接收入510亿美元，约占比5%；其它平台、应用、云、数据分析、安全、系统集成、运维管理都达千亿级。

摩根斯坦利预计到2030年，中美日韩四国在5G七方面应用的收入（固定无线接入、云游戏、车联网、智能制造、联网监控、联网无人机、远程医疗服务），将在2018年移动服务收入的基础上增加1560亿美元，提高40%。

2019-2020年5G 终端产业研究报告目录一、5G 产业整体发展概况 (1)二、5G 终端产业综述 (3)（一）5G 终端新特性 (3)（二）5G 终端产业发展特点 (5)三、5G 终端产业链主要环节发展现状 (15)（一）芯片与关键元器件 (16)（二）操作系统 (23)（三）关键配套器件 (27)（四）整机设计与制造 (30)（五）应用与服务 (34)四、热点事件解析 (36)（一）我国首次5G+VR+4K 春晚直播 (36)（二）工信部正式发放5G 商用牌照 (36)（三）《鼓励外商投资产业目录（2019 年版）》发布37 （四）华为发布我国首款5G 手机 (38)（五）5G Soc 芯片“首发”之争 (39)（六）高通推出骁龙X55 5G 芯片套片 (40)五、我国5G 终端产业面临的问题及挑战 (40)（一）基带芯片技术产业化有待完善 (40)（二）中高频器件发展存在滞后 (41)（三）终端应用处于商业探索阶段 (41)（四）行业级应用开发平台不完善 (42)六、5G 终端产业发展的措施建议 (42)（一）突破5G 关键核心技术，加快中高频器件产业化 (42)（二）加强产业链上下游协同，推进产业生态体系构建 (43)（三）加快行业应用场景挖掘，推进地方示范基地建设 (43)（四）推动消费端多形态终端发展，加快5G 终端普及 (44)一、5G 产业整体发展概况第五代移动通信（5G）是个人应用向行业应用跨越的转折点，主要有三大应用场景——增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延（uRLLC）和海量物联（mMTC）。

5G 采用高低频段（6GHz 以下低频段以及25GHz 以上高频段）搭配的部署方式，以低频段（Sub-6GHz 频段）满足物联网场景的广覆盖需求，以高频段（毫米波频段）满足移动互联网的高速率需求。

图 1.1 全球5G 标准必要专利族统计情况2017 年12 月，国际标准化组织3GPP 宣布5G 非独立组网（NSA）第一版NR 标准正式冻结，该标准的完成是5G 全面发展的重要里程碑，为建立全球统一标准的5G 生态系统1打下坚实基础。