【原】怎樣在5G網絡中打通國際長途？

通信百科 2023-10-23 發布于陜西

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要打通國際漫游，需要我們的移動通信系統跨運營商支持漫游功能。

我們所熟知的語音漫游，最早出現在 GSM 時期。隨后數據漫游也作為GPRS（通用分組無線系統）的一部分引入到漫游功能中。到了3G/4G時代，其演進分組系統 (EPS) 則可以提供更加復雜的數據漫游。

到了 5G系統（5GS）時代，這些移動網絡運營商希望引入 5GS 漫游作為演進分組系統 (EPS) 漫游的補充。讓它們的5G用戶無論身在任何運營商的網絡中，都可以使用5G服務。

那么為什么要漫游？

漫游的目的之一是可以擴展運營商的服務范圍，允許其移動用戶在另一運營商的網絡內使用這些服務，該網絡可能位于另一個國家（國際漫游）或同一國家（國家漫游）。當然最主要還是因為漫游可以為運營商提供了額外的收入來源。

因此，如何保障 EPS 和 5GS 之間的漫游順暢互通，就尤為重要！

所有的漫游，無論是語音漫游還是數據漫游都建立在漫游協議之上，需要運營商之間的漫游協議和連接（信令和承載）才能啟用此功能。連接可以是運營商之間的直接連接（例如鄰國之間），也可以是國際樞紐之間（例如地理上相距較遠的國家之間）。

如下圖所示的是一個簡化的 5GS 與 EPS 互通的漫游架構。此架構僅支持在 VPLMN 和家庭公共陸地移動網絡 (HPLMN) 中使用 5GS 進行漫游，基于漫游的初始階段已經與 EPS 互通。同時，為了簡化清晰，架構中沒有呈現如SMS、位置處理等NF(New Function)。

這種架構能夠使運營商能夠擴展其現有的漫游協議和網絡，以納入到 5GS。但是EPS漫游和5GS漫游不同，基于服務的架構 (SBA) 和網絡邊緣保護的安全功能是 5GS 中的新功能，這個新功能安全邊緣保護代理 (SEPP) 提供支持。

另外，上面的架構要求 UE 能夠同時支持 EPS 和 5GS，以便能夠在兩者之間漫游。當 UE 連接到 VPLMN 時，UE 將向 AMF(接入和移動管理功能) 注冊。AMF 將查詢NRF (網絡存儲庫功能)。在這種情況下，它用作訪問 NRF (V-NRF)，而 V-NRF 將查詢歸屬 NRF (H-NRF) 以找到AUSF(身份驗證服務器功能) 和 HPLMN 中的UDM (統一數據管理)。V-NRF 和 H-NRF 之間的流量以及 VPLMN 和 HPLMN 之間的所有其他控制平面流量都將通過 SEPP。

UE通常會建立一個或多個協議數據單元（PDU）會話，這與非漫游呼叫流程類似，只是同時涉及V-NRF和H-NRF，以及SEPP。V-SMF (訪問會話管理功能) 的使用和移動性 V-SMF 的重定位特定于漫游——也就是說，V-SMF 僅在 UE 處于 VPLMN 并且 PDU 會話是錨定在HPLMN中的H-SMF（Home-SMF）中。

在EPS漫游中，EPC節點服務網關（SGW）和分組數據網絡網關（PDN-GW）用于PDN連接，無論UE在VPLMN還是HPLMN。

那么當發生漫游時，5GS中語音功能和緊急服務是怎樣進行的？

通過 IMS 語音的 EPS 漫游我們稱為 S8 歸屬路由（S8HR）。同樣，5GS 語音漫游遵循與S8HR漫游相同的原則，稱之為 N9 歸屬路由 (N9HR)。通常來說，我們可以使用EPS Fallback和 VoNR 兩種方案來解決語音在5GS中的漫游問題。

與4G的互通，將為EPS回退以及VoNR和VoLTE之間的系統間切換提供可能。建議在漫游時使用VoNR，因為與非漫游情況相比，漫游情況下EPS回退中的額外呼叫設置延遲將更大。在HPLMN中同時支持EPS回退和VoNR可最大限度地利用與漫游合作伙伴兼容的網絡功能。

對于漫游用戶的緊急呼叫，則由 VPLMN 根據監管要求提供。這適用于 5GS 漫游以及 S8HR 漫游。5GS 中的緊急服務要么通過 5GS 本地提供，要么是緊急服務通過 Fall back 回退到 EPS。在 5GC 注冊過程中，AMF 向 UE 提供了關于這兩種解決方案中哪一種是有效的指示。

對于 5GS 上的緊急呼叫，UE 將建立緊急 PDU 會話。經VPLMN中的SMF/UPF解析后，緊急呼叫將通過VPLMN IMS連接到“應急中心”。在緊急服務回退的情況下，將從5GS移動到EPS，然后將使用緊急 PDN 和 VPLMN IMS 在 EPS 上建立緊急呼叫。如在 EPS 中一樣，由于 VPLMN 和 HPLMN 之間通常沒有 IMS NNI接口，因此 VPLMN IMS 無法從 HPLMN IMS 獲取 UE/用戶標識符。相反，它必須在緊急呼叫建立之前從 VPLMN 5GC 獲取這些標識符。從應急中心到用戶的任何緊急回叫都將通過 HPLMN IMS。

綜上，這種5GS漫游體系結構，通過在VPLMN中使用5GS以及漫游時5GS和EPS之間的移動性，可以擴展現有的EPS漫游解決方案。能夠同時使用EPS和5GS的用戶設備也能夠同時使用EPS和5GS漫游。

未來幾年，多數移動網絡運營商將創建支持無縫語音和數據服務的聯合演進分組系統（EPS）和5G系統（5GS）網絡。無論他們的合作伙伴是否同時擁有EPS和5GS，或者僅擁有EPS，他們都將繼續期待5G的漫游功能。

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