5G核心网异网漫游组网

2020年，工信部发文推进电信基础设施共建共享，要求各地通信管理局以“集约利用存量资源、能共享不新建”的原则，组织中国联通、中国电信、中国移动、中国广电四家企业与中国铁塔等进一步完善共建共享协调机制，统筹铁塔等基站配套设施建设需求，支持基础电信企业本着“公平公正、互惠互利”的原则开展5G网络共建共享和异网漫游。

在党的二十大召开后，加快5G发展、推动“新基建”成为重要国策，而异网漫游有助于加快我国5G网络建设。国家相关部门也在积极推动5G异网漫游工作，工信部发布的《关于促进网络开放共享推动5G异网漫游的实施意见》指出，要推进5G接入网共享和核心网漫游，进一步拓展5G网络共建共享的深度和广度，形成热点地区多网并存、边远地区一网托底的网络格局。

众所周知，5G网络要实现广覆盖，其基站的建设规模需要达到4G网络的3到4倍。如果按照过去的建网模式，在每个地方都要有各大运营商的5G网络覆盖，不仅投资规模巨大，而且网络建设进度会被拖慢。

通过异网漫游，各大运营商可以在热点区域各自建设5G网络，而在边远地区，只需要以“分片包干”的形式共同建设一张5G网络。例如，在西藏边远地区由中国移动进行5G网络覆盖，其他运营商的用户可以通过异网漫游使用中国移动的5G网络；在新疆边远地区，由中国联通进行5G网络覆盖，其他运营商的用户同样可以共享中国联通的5G网络。显而易见，这种建网方式既实现了边远地区的5G网络覆盖，又降低了运营商的投资成本，可以有效加快5G网络覆盖进度。

目前，各大运营商的接入网共建共享模式已初具规模，而漫游区域的核心网异网漫游建设已迫在眉睫，如何快速地构建高效的异网漫游核心网成为各大运营商核心网建设的难题。

因此，运营商应充分运用核心网异网漫游相关技术，积极规划5G核心网异网漫游组网方案，快速建设异网漫游网络，才能更好地提升用户的业务体验，为业务的发展提供更好的支撑。本文旨在为运营商5G核心网异网漫游组网提供技术解决方案，加快5G核心网异网漫游组网建设，更好地为异网漫游用户提供5G网络服务。

5G核心网异网漫游架构

5G核心网异网漫游是指在独立组网（SA）方式下，归属网络方用户在漫游区域内通过接入拜访网络方5G网络的方式使用5G网络。

5G核心网漫游运营商双方的5G接入网、核心网独立建设和管理，用户独立管理。如图1所示，5G核心网异网漫游采用归属路由方式实现，即漫游用户数据回到归属网络，业务由归属网络提供。

图1 5G核心网异网漫游

提供5G核心网漫游的网络，可以为用户提供数据业务、基于IMS的语音或视频业务以及SMS over IP（IMS）短消息业务。提供5G核心网漫游业务的运营商双方基于网间漫游协议为漫游用户提供相应的服务。

5G核心网异网漫游总体要求及场景

5G核心网异网漫游网络，应向用户提供数据业务以及基于IMS域的VoNR语音或视频通话（含紧急呼叫业务）、SMS over IP（IMS）短消息业务。

当用户处于不同的漫游场景时，终端会按照一定规则选择不同的网络，漫游共享5G区域：有拜访运营商（PLMN2）的5G信号和4G信号时，拜访网络方只共享5G不共享4G；有归属运营商（PLMN1）的4G信号时，漫游用户优先使用拜访网络方的5G信号；无归属运营商的4G信号时，漫游用户使用拜访网络方的5G信号。

5G核心网漫游主要适用的场景是：县及以下行政区、有拜访网络5G信号且无归属网络5G信号的区域。要实现异网漫游还需要满足两个前提：一是终端能够自动搜索并选择拜访网络的5G频率，二是终端在有归属网络5G信号时可自动切换回归属网络。在漫游共享5G区域内和边界区域，异网漫游终端可能涉及的移动性场景如图2所示，主要有以下5类：在拜访网络方5G网络内移动；从归属网络方4G网络漫出到共享5G网络；从共享5G网络漫回到归属网络方4G网络；从归属网络方5G网络漫出到共享5G网络；从共享5G网络漫回到归属网络方5G网络。

图2 5G核心网异网漫游移动性场景

5G核心网异网漫游组网架构

目前，各大运营商的5G核心网异网漫游组网方案还在初步建设阶段，具体的组网与共享区域、共享方式（4G/5G之间有无互操作）、信令业务量等密切相关。

从核心网的网络架构层面来说，核心网异网漫游类似于独立组网的国际漫游。运营商可以在各自信令面网络边界部署SEPP(安全边缘保护代理），实现拓扑隐藏等功能，用户面使用UPF互通；5G核心网异网漫游采用归属网络路由方式，即漫游用户的语音和数据业务均回到归属网络进行处理，漫游网络仅提供接入服务。5G核心网异网漫游组网初期整体架构建议如图3所示。

图3 5G核心网异网漫游组网初期整体架构

首先，异网漫游局新建网元包括vSEPP、I-NRF、H-SMF、H-UPF。vSEPP负责PLMN间控制面信令安全传输；I-NRF用于独立组网下漫游跨PLMN的服务发现；H-SMF和H-UPF分别是控制面和用户面归属地接入网关。

其次，SEPP为PLMN级信令网关，网内其他NF将所有跨PLMN信令发送至SEPP，SEPP提供PLMN间的信令路由转发，SEPP提供信令传输加密保护，实现拓扑隐藏和信令校验等安全防护功能。

再次，漫出使用5G独立组网业务，采用归属地路由方式，数据会话锚点建立在H-SMF上。

最后，IMS承载通过归属地网络接入IMS网络，提供语音、短信等业务。运营商应按现网5G核心网实际部署情况，决定漫游局的SEPP、H-SMF、H-UPF是按全网集中还是按大区或省份分散的方式部署。

5G核心网异网漫游试商用组网建议

运营商5GC网络整体组网架构应保持不变，采用分大区或省部署5GC控制面，现网5GC网元升级支持异网漫游功能及VoNR业务。中国联通异网漫游试商用组网如图4所示。

图4 中国联通异网漫游试商用组网

大区或省可设置异网漫游互联互通节点，在互联互通节点新建I-NRF及SEPP网元，异网漫游用户的信令面通过归属节点SEPP连接，用户面通过UPF连接。

在承载网层面，互联互通节点部署边缘路由器（BG）设备及防火墙，以实现运营商网间互通。

5GC现网网元升级改造

异网漫游试商用大区或省份的AMF、SMF、UPF和UDM必须升级，NRF、NSSF、CG和PCF等其他网元也应升级，否则将存在一定业务约束，但不会影响基本数据业务。中国联通5G核心网网元升级改造点说明如表1所示。

表1 中国联通5G核心网网元升级改造点说明

互联互通节点组网

中国联通异网漫游互联互通节点I-NRF、SEEP的组网与互通运营商组网方式尽可能一致，以简化组网。

I-NRF组网

设置异网漫游I-NRF，通过SEPP与其他运营商NRF对接。为避免现网H-NRF改造，试商用阶段以I-NRF直接对接L-NRF。I-NRF直接和L-NRF对接，I-NRF需要配置到具体省份的路由，包括号段、NF Instance ID等。I-NRF组网架构如图5所示。

图5 I-NRF组网架构

在运营商内部，每个大区的I-NRF和本大区的SEPP对接，每个大区的I-NRF和所有大区的L-NRF对接，NRF基于号段向L-NRF转发发现UDM的异网漫游请求；I-NRF基于TAI（PLMN+TAC）向L-NRF转发发现SMF的异网漫游请求；L-NRF基于异网漫游PLMN向I-NRF转发异网漫游请求。

SEPP组网

SEPP基于PLMN路由，以负荷分担方式路由，无大区或省份信息，因此不支持优选本区域的对端SEPP。另外，由于各个厂家的拓扑隐藏实现方案不同，A厂家设备隐藏处理过的地址无法在B厂家设备进行还原，无法实现异厂家SEPP设备互为备份组网，因此试商用阶段采用新建同厂家SEPP设备，SEPP部署数量与对端尽可能保持一致。在建设初期，暂时按照运营商在互联互通节点各部署一对SEPP设备的方案建设，SEPP组网架构如图6所示。

节点内一对SEPP负荷分担，与所辖省5GC网元对接，转发异网漫游信令。

图6 SEPP组网架构

笔者建议运营商之间SEPP对等部署，对等大区的SEPP之间交叉互联，实现负荷分担组网，转发跨PLMN信令；非对等大区之间的SEPP不交叉组网。运营商内部大区之间的SEPP互通，转发涉及的跨大区信令，每一个大区的SEPP仅与本大区管辖省份的5GC、I-NRF对接，不与跨大区省份5GC网元对接。

核心网漫游方案作为5G异网漫游的保底方案，通过引入INRF和SEPP网元，实现了不同运营商之间的信令加密传输和拓扑隐藏，更好地保护了运营商网络的隐私性和独立性。为加快推进5G网络覆盖，工信部已多次组织召开相关会议，并在新疆进行了相关技术的验证工作，为后续的5G异网漫游建设做好了各项准备工作。

5G异网漫游有助于推动5G网络的快速发展，更好地提升用户的业务体验；加快形成热点地区多网并存、边远地区一网托底的5G网络覆盖格局。因此，快速构建5G核心网异网漫游网络，是打造资源集约、运行高效、业务体验良好的5G网络的关键。