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行業科普

4G/5G核心網如何實現全融合和互操作？

更新時間 : 2021-11-25 16:53:03
一、前言
5G的商用部署進程將是一個基于4G系統進行的長期的替換、升級、迭代的過程，4G系統是在過渡到5G全覆蓋過程中，作為保障用戶業務連續性體驗這一目的的最好補充。因此4G/5G融合組網，以及互操作技術將是各大運營商在網絡演進中需要重點考慮的問題之一。

4G/5G融合組網

二、4G/5G融合組網  
4G/5G融合組網意味著網絡、數據、業務均需要進行一體化的融合演進，對從現有4G網絡到5G的演進過程來說，用戶簽約數據融合、業務策略數據融合以及業務連續性是在網絡融合過程中需要最優先考慮的問題。基于這部分網絡演進需求，3GPP定義了專用于跨系統互操作的4G/5G融合網元，即MME+AMF、HSS+UDM、PCRF+PCF、PGW-C+SMF和PGW-U+UPF。
4G/5G融合互操作系統架構如下圖所示，其中N26接口為可選接口，其應用部署取決于運營商具體的部署策略和業務需求。
4G/5G融合互操作系統架構
4G/5G融合互操作系統架構

三、跨系統互操作網元融合部署 
4G/5G網元融合部署的意義除了數據和用戶狀態的統一管理外，大部分4G/5G間的主要交互流程均可以通過融合網元內部接口實現，不需要單獨定義標準化接口，簡化了互操作業務處理流程。 

• 針對PCRF+PCF，融合部署支持統一的套餐流量管理，一個套餐可以同時在多種接入方式下累積，同時支持網絡采用統一的控制策略，可以根據用戶的網絡切換情況在內部進行QoS映射，保證統一的策略控制和用戶體驗。如PCRF和PCF不采用融合組網，則不同接入制式流量需要在不同的網元中進行累積，無法進行數據同步，難以進行同一套餐的統一控制，同時需要在兩個網元中進行策略數據的受理，業務處理相對復雜。

• 針對PGW-C+SMF以及PGW-U+UPF，融合部署支持4G/5G切換過程中的業務連續性，保證用戶的無縫切換體驗，同時用戶面融合部署對接入制式不敏感，切換過程中不需要變更用戶面錨點，節省業務處理資源。如不采用融合組網，切換過程中會發生用戶IP地址的改變，將無法保證用戶業務和會話的連續性，并且需要更多資源處理切換相關的流程，增加網絡負荷。 

考慮到以上情況，跨系統互操作網元融合部署將是一個相對合理和優化的選擇。

在4G和5G間的互操作過程中，可能涉及到MME和AMF之間的可選接口N26接口，根據運營商的部署策略，互操作流程可以選擇使用N26接口，也可以選擇不使用N26接口。

四、 IPLOOK融合4G/5G核心網 
IPLOOK是一家專業的4G/5G核心網供應商，其推出的一站式4G/5G全融合解決方案能夠實現多種接入方式，包括3GPP接入和非3GPP接入。
IPLOOK的融合4G/5G 核心網可以在5GC和EPC切換過程中對相關的UE信息、策略、MM上下文、SM上下文、QoS等信息進行直接的映射，避免了更多的交互過程，有利于減少切換時延，助力運營商向5G平滑演進，深度整合垂直行業，滿足各種接入場景下的一站式建網需求。

IPLOOK支持以下兩種部署場景：
•  部署場景一
在4G網絡基礎上疊加部署5GC網絡，通過N26接口實現4G/5G互操作，快速部署5G業務。
核心網互操作方案由于對現有無線網絡改造較少，且終端簡單(SR，Single Radio終端即可)，這種方案可用于前期快速部署5G網絡和4G、5G網絡異廠家部署，便于用戶選取合適的設備廠商。
IPLOOK融合4G/5G核心網部署場景一

•  部署場景二
新建4G/5G融合的5GC網絡，和現網EPC組成混合組Pool。5G用戶錨定5GC，減少跨節點互操作，提升業務體驗。
IPLOOK融合4G/5G核心網部署場景二

五、結語
在針對移動網絡向5G演進的研究中，4G網絡將長期和5G共存是通信產業內的普遍共識。
現有網絡中設備大部分為傳統架構設備，即廠家專有軟件必須運行在對應的專有硬件平臺上，因此在后續網絡向全虛擬化5G核心網演進的過程中，應該盡可能地最小化對現有網絡設備的影響，同時在最優化投資效率的前提下，進行4G/5G融合網絡架構的改造和演進，打造適合自身業務需求和網絡演進策略的4G/5G融合互操作體系。
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