3.1　5G系统侧网络架构

3.1.1　5G网络架构演进

在LTE网络中，终端的会话管理和终端的移动性管理通过同一个网络实体处理，导致网络演进的不灵活性和不可扩展性。

5G移动通信目标是实现万物互联，支持丰富的移动互联网业务和物联网业务，4G的网络架构主要用于满足语音要求和传统的移动宽带（Mobile Broadband，MBB）业务，已经不能高效地支持此类业务。

在制定5G网络架构之前，3GPP首先对5G系统及网络架构提出如下需求[1]。

·　能够支持不同RAT类型，包括E-UTRA、non-3GPP接入类型；不支持GERAN和UTRAN接入。在non-3GPP接入类型中，应该支持WLAN和固网接入；应该支持卫星无线接入。

·　针对不同的接入系统支持统一的鉴权架构。

·　支持终端同时通过多个接入技术的同时连接。

·　允许接入网和核心网独立演进，最大化解耦接入网和核心网。

·　支持控制平面和用户平面功能分离。

·　支持IP包、非IP包、Ethernet包的数据传输。

·　有效支持不同程度的终端移动性，包括业务连续性。

·　满足终端和数据网络之间不同业务的时延需求。

·　支持网络切片功能。

·　支持针对垂直行业的网络架构增强。

·　支持网络能力开放等。

为了能够更好、更高效地满足上述需求，同时，为了支持运营商更好地实现服务的快速创新、快速上线、按需部署等，3GPP在TSG SA#73次会议采纳了控制平面和用户平面完全分离的网络架构。这种设计方式，有利于不同网元独立的扩容、优化和技术演进。用户面可以集中部署也可以分布式部署，在分布式部署时可以将用户面下沉到更接近用户的位置，提升对用户请求的响应速度；而控制面则进行集中管理与集中部署，提升可维护性和可靠性。

同时，移动网络需要一种开放的网络架构，通过网络架构的开放支持不断扩充的网络能力，通过接口开放支持业务访问提供的网络能力。基于以上考虑，3GPP在TSG SA#73次会议采纳了5G服务化网络架构（Service Based Architecture，SBA）；针对5G核心网功能进行了重构，以网络功能（Network Function，NF）的方式重新定义了网络实体，各NF对外按独立的功能（服务）进行实现并可互相调用，从而实现了从传统的刚性网络（网元固定功能、网元间固定连接、固化信令交互等）向基于服务的柔性网络的转变。基于服务化的网络架构解决了点到点架构紧耦合的问题，实现了网络灵活演进，保障了各种业务需求。

此外，5G网络引入了网络切片架构。网络切片架构是在网络功能虚拟化、软件化的基础上，把网络切成多个虚拟且相互隔离的子网络，分别应对有不同业务质量要求的服务，再将网络功能进一步细粒度模块化，实现灵活组装业务应用和业务客户化定制功能。