刘 扬，贺晓博，肖 益，马天丰（中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司，河南郑州 450007）

0 前言

对全球大多数正在运营4G 网络的通信运营商来说，5G 网络的商用部署进程都将是一个与4G 系统长期并存，逐步替代的过程，尤其是在5G 网络部署的初期阶段，5G 覆盖尚不完善，其与4G 系统的互操作，可以为5G用户提供更好的业务连续性体验。因此，如何简化4G/5G 网元互操作的复杂性，正是当前各大运营商在5G网络部署中需要重点考虑的难点问题。

网元融合部署，减少网元和外部接口数量，是降低网络复杂性的重要手段。4G/5G 核心网融合涉及的网元范围较广，本文仅针对接入控制面网元MME 和AMF 的融合部署进行分析，从MME 和AMF 在网络中的功能分析入手，结合4G/5G 网络互操作的标准进展和未来网络融合演进的趋势，对实现MME/AMF 集中化部署目标架构的不同路径进行分析和讨论。

1 MME和AMF的关系

众所周知，在第4代移动通信网的核心网中，MME网元是LTE 接入网络的控制节点，它负责空闲模式的UE 的定位，传呼过程，包括中继MME 是负责信令处理部分。它在终端的承载（bearer）激活/关闭过程中起到关键作用，不但为终端初始化连接到移动网时分配提供服务的网关，还负责用户的移动性管理、和HSS交互实现对终端的鉴权认证等功能。

在演进到5GC 网络架构时，借鉴IT 领域的“微服务”理念，3GPP 提出了全新云原生架构——服务化架构（SBA），将4G 核心网MME 网元原本承担的接入控制和移动性管理功能独立形成了5GC 中的接入和移动性管理功能（AMF），并将其原本承担的会话管理功能从MME 中分离出来，与GW 网元中的控制部分功能合并，形成了5GC中的会话管理功能（SMF）。

由此可以看出，在对无线网络的接入控制方面5GC 中的AMF 与EPC 中的MME 网元有大部分功能是重合的。此外，在3GPP的4G/5G网络互操作标准架构中，还特别为这2 个网元间定义了一个N26 标准接口（见图1）。

图1 非漫游场景下4G/5G互操作标准架构

因此，与从标准层面必须合设的UDM/HSS、PCF/PCRF、SMF/GW-C、UPF/GW-C 不同，如果仅从支持4G/5G 互操作功能角度，MME 和AMF 网元是支持分别独立设置的。

但是，考虑到SA 阶段的5G 核心网——5GC 是采用服务化架构，完全基于云原生技术打造的一张全新网络，在新网络部署的目标架构中，网元是融合设置还是独立设置，还需要考虑更多的因素。

2 4G/5G接入控制网元部署的目标架构

近年来，国内各大运营商在网络转型思考和实践中，都已经认识到网络管理层、控制层、业务层节点的区域化集中部署，可以带来集中运维、扁平化管理、大区统一资源调配、基地式创新等制度和技术优势，因此，各运营商在考虑全新的5GC 部署网络架构时，无不将控制面网元集中化部署作为重要方案之一，优先考虑。

结合目前国内各运营商都是分省部署MME 网元的现状，未来MME 和AMF 设置目标架构主要可分为图2所示的两大方案。

综合考虑各方案在用户体验、运维管理和规划建设三大方面的特点，对上述两大方案的分析如表1 所示。

表1 MME/AMF网元设置目标架构方案对比分析

综上，对于接入控制面网元MME/AMF 设备在5G的部署目标建议采用大区集中融合部署方式（即方案2）。该目标架构下，MME 设备与AMF 采用合设方式统一设置在大区中心DC中，省内不再设置MME设备，目标架构如图3所示。

图3 MME/AMF网元部署目标架构示意图

3 面向目标架构的接入控制网元建设策略

从对目前分省建设的MME 设备替换时间选择的角度来看，达成AMF/MME 网元目标架构的建设策略，主要可以分为以下2种。

策略1：5G 初期AMF 大区集中、vMME 分省建设，待4G 拐点来临，再用1～2 年时间完成对设置在省内MME 网元的割接上收，实现目标架构。即在5G 部署初期，大区中心仅集中新建独立AMF 设备，MME 设备仍在各省内继续传统模式进行建维，5G 用户的4G/5G互操作通过N26 接口实现。随着5G 业务和用户的发展，在全网4G 业务量开始下降前（4G 业务拐点），通过全国范围的批量割接实现MME 设备容量的快速上收大区集中设置。该策略下，5G 部署初期的网络组织如图4所示。

策略2：以终为始，在5G 部署初期就开始采用目标架构AMF/MME 在大区中心融合集中设置，利用1～2年时间完成全网MME 设备的割接上收。即在5G 部署初期，就在大区中心按照目标架构将MME/AMF 融合部署，5G 基站接入大区中心，4G 基站按照一定策略将5G 覆盖较好的地区以城市甚至城市群的颗粒度割接接入大区融合设置的MME 中，后续随5G 规模建设网络覆盖范围的扩大，最终将现网4G基站全部割接收入大区，实现目标网络架构。该策略下，5G 部署初期的网络组织如图5所示。

图4 5G初期MME/AMF网元部署架构示意图（策略1）

图5 5G初期MME/AMF网元部署架构示意图（策略2）

上述2种策略中，策略1初期在大区中心部署的设备规模较小，考虑到当前集中化运维的平台工具不成熟、网络维护体制与大区化运维尚不匹配的现实情况，该策略带来的集中化维护挑战较小，等待2～3 年后的4G 拐点时期，工具、平台、割接手段更为成熟，大区集中建维制度与团队相对稳定，向目标网络架构演进割接可能更平稳。但该策略也带来了大区规模小、初期规模优势难以体现，存在跨省N26接口影响用户体验，4G 拐点时的大割接可能在5G 发展重要口碑期影响网络质量和用户体验等一系列问题。

策略2的“一步到位”，优势是多方面的。

a）可以快速推动公司组织机构、工具平台、人员匹配集中化网络，迅速形成集中化建维的规模效应。

b）可以利用5G 建设初期网络设备更新频繁、稳定性较差的阶段进行割接，能够更好保证2～3 年后5G品牌口碑期的网络稳定和用户业务体验。

c）该策略可以在5G 网络建设全程将N26 接口内置在融合设备内部，以网元内部切换提升切换成功率，进而提升用户体验。

d）对于2C 业务来说，随5G 用户渗透率的增长，业务对MME 和AMF 的容量需求是一个此消彼长的过程，MME/AMF 网元融合设置还可以在5G 网络建设的各阶段充分利用接入控制网关设备的处理能力，避免投资浪费。

但是，此策略也对5G部署初期的网络规划提出了更高的要求，首先是4G/5G 网络在核心网与无线网建设中需要协同规划，对网络初期规划和建设提出了更高的要求；其次，初期大区规模较大，集中化的维护运营对当前人员配置、管理制度、自动化工具/平台条件带来巨大挑战。

4 结束语

核心网中的接入控制网元虽然只是核心网众多网元中的一个，但其作为移动用户接入核心网的第1 个网元，在用户体验的保证上起到关键作用，其部署策略的选择，对于简化网络、降低建维复杂度有着非常重要的影响，甚至可以进一步影响网络重构的进程，需要各大运营商慎重选择。

当前，随着传统电信运营量收剪刀差不断加大，全球通信运营商无不试图以网络重构、运营转型来探索新的发展机遇。恰逢5GC 核心网标准和设备逐渐成熟，它以全新的架构、全云化的部署形式，立即引发了各大运营商借之加速网络重构的极大热情。在网络重构的道路上，全球范围内目前还没有一个普适的成功模式可供借鉴，各大运营商谁能够结合自身资源禀赋，在网络重构过程中方向把握更准、走得更快，谁就有可能以更小的代价、更低的风险，获得更高的投资效益与建维效率，以及更好的用户业务体验，从而有利于在激烈的竞争中更好提升自身的品牌价值。