3G→4G→5G:一张图看懂核心网演进史~
3G→4G
3GPP诞生于1998年,旨在对第三代(3G)移动通信网络进行技术规范。1999年,3GPP基于2G系统发布了首版标准Release 99。在Release 99中,核心网分为电路交换域和分组交换域两部分。
此外,EIR(Equipment Identity Register,设备标识寄存器)、HLR(Home Location Register,归属位置寄存器),和AuC(Authentication Center,鉴权中心)是电路域和分组域共享的实体,包含了每个订阅的用户设备 (UE) 的所有管理信息,还负责连接规则以及信息和数据保护。
2009年,为了更好的支持移动互联网广泛普及,以及支持更多的用户连接和数据流量,3GPP发布了4G首版标准Release 8。
Release 8提出了分组交换系统的标准,称为EPC(Evolved Packet Core,演进分组核心)。在这个新架构中,所有的服务(比如语音、数据和短信)都由IP协议驱动,这意味着传统电路交换域从核心网中消失了。
4G核心网CUPS
为了更灵活的支持不断增长的数据流量,为了让核心网更具模块化和可扩展性,3GPP在Release 14版本中提出了一种称为CUPS的新架构,即CP(控制面)与UP(用户面)分离(Control and User Plane Separation)。在CUPS架构下,控制面和用户面可以独立扩展。基于CUPS架构,PDN-GW分离为PGW-C和PGW-U,S-GW分离为SGW-C和SGW-U。此外,TDF(Traffic Detection Function,流量检测功能)也被分拆为TDF-C和TDF-U两部分。
4G→5G
随着NFV(网络功能虚拟化)和SDN(软件定义网络)技术不断发展,以及为了支持5G端到端网络切片,进入5G时代,核心网再次发生了变革。主要体现在两个方面:一、支持全虚拟化架构,原来3G和4G中的网元实体演变为软件化的网络功能;二、除了支持传统4G核心网网元实体的演进,还引入了控制和操作网络切片的相关功能。