与4G相比,5G的SA网络引入了服务化、切片、移动性管理和会话管理分离以及C/U、C/D分离等特性。 首先,比较4G和5G网络架构: 4G网络架构5G网络架构
为了更深入地理解5G的各个网元,将5G网元的功能与4G进行比较。
5G核心网取消4G分省部署,以区域形式部署,所有控制面和数据面网元全部集中部署到区域中心,用户面网元可根据业务需要部署到区域市和终端。 的核心网8移动区域部署情况
5G的终极目标网将建设为2G/3G/4G/5G融合的核心网,因此SMF需要实现SGW-C、PGW-C、GGSN-C的功能;
UPF实现SGW-U、PGW-U及GGSN-U功能的融合;
AMF实现MME和SGSN功能的融合。
传统的2/3/4G核心网需要准直连信令网实现信令连接收敛、信令寻址和会话耦合,这种网络的缺点是会出现信令风暴,导致路由5GC核心网引入了服务化架构,使用HTTP/2协议。 在R16标准中,协议提出了分离服务和通信的可选NF非直接连接方式,但标准尚不成熟。 因此,在5G SA商业初期,NF的数量较少,NF能够实现直接连接和静态配置的路由(与4G类似)。 Proxy采用链路聚合,能够降低NF信令连接管理的复杂性和NRF处理负荷。 初期可以不引进,后期可以根据设备能力和标准成熟,建议可以引进。
再考虑5G网络下的语音架构,众所周知,当前5G语音以EPS Fallback的形式实现,最终实现VoNR。 两者的网络架构其实是一样的。 为了保持IP地址的连续性,必须部署SMF PGW-C、UPF PGW-U和UDM HSS融合设备。
为了保持策略控制的一致性,PCRF和PCF需要融合;
5G网络通过UPF PWG-U融合设备与IMS网络互联,接口类似于SGi接口;
IMS网络与UDM HSS、PCC和UE的接口、协议均与VoLTE一致;
在5GC和EPC之间引入互操作接口N26,采用GTP-C协议。
VoNR和EPS故障恢复方案的区别仅在于与5G到4G触发的条件不同的情况。 VoNR基于覆盖条件触发,gNB在5G覆盖不成功时切换到4G网络以维持语音连续性。
EPS故障恢复基于流量触发,gNB在5GC上建立语音承载时触发到4G网络的切换或重定向。
最后查看5G短消息业务,5G支持短信Ip和短信Inas两种方式承载侧消息。 其中,SMS over IP对5GC没有额外要求,协议在R15上主要定义SMS over NAS的技术方案。 因此,引入了新网源短信,实现了与短信中心的互联,通过IP-SW-GW实现了最多5G的短信域选择。
在5G初期,只有终端才能支持短信over IP,因此SMSF的部署主要是面向行业用户提供短信over nas服务。