序
4G移动通信网络自2010年开始在全球规模商用至今，成功地促进了移动互联网的爆发式增长。各类依赖于智能手机和高速蜂窝连接的互联网应用和创新层出不穷，从深层次改变了人们的生活方式。经过多年的发展，4G移动通信已取得了惊人的商业成功，成为人们生活不可或缺的通信基础设施。截至2019年年底，中国的移动用户总数已经超过16亿，渗透率超过100%，全国4G基站总规模突破了430万个。移动终端已逐渐成为人们接入互联网的主要方式。移动通信的跨越式发展，也为各行各业向信息化、数字化和移动化转型提供了全新的契机。在此基础上，移动通信产业开始从4G向5G演进，5G网络正在从理论走进现实，移动通信产业正在迎来又一次新的变革。
随着移动宽带的普及，用户对移动网络的业务体验需求也在逐步提高。以4K/8K高清视频、VR/AR、实时游戏、在线商城、移动支付为代表的移动宽带业务对于带宽、时延和安全性的要求快速提升。在4G网络的基础上，5G网络需要进一步提升通信带宽，降低传输时延，为消费者提供更优质的移动宽带业务体验，为方兴未艾的移动互联网的蓬勃发展提供更为坚实的连接基础，从而催生出更多新的移动业务和商业模式。
除此之外，5G网络的触角也在向垂直行业延伸。随着行业数字化进程的推进，包括ICT、金融、零售、汽车、工厂、农业等各行业正在不断地进行转型。5G网络承载着支撑物联网和行业数字化转型的重任，社会普遍寄希望于5G网络能够为各行各业提供统一的连接能力，通过构建更为完善的面向公共通信和垂直行业通用的通信网络架构，支撑行业的快速数字化转型和业务创新。在网络需求方面，有别于移动宽带业务，很多垂直行业对于部分通信网络的性能（如时延、可靠性和数据安全）的要求非常苛刻，这也为5G网络的设计和部署带来了全新的挑战。
与此同时，以网络虚拟化、云计算、软件定义网络、网络切片、边缘计算、人工智能为代表的一系列ICT演进技术也在同一时期逐步成熟并形成初期部署。5G网络所面临的部署和运营环境正在发生革命性的变化，网元的虚拟化和分布式部署逐渐成为趋势。5G网络架构的设计，除了需要全面支持多种差异化业务，如增强移动宽带、超高可靠低时延无线通信、海量物联网连接等典型场景，同时需要考虑如何满足新的部署环境对网络的需求，以及如何支撑异系统（如4G/5G）共网联合部署和降低运营复杂度的问题，其网络架构的设计难度可想而知。
在业界的共同努力下，5G第一个标准化版本Rel-15于2018年6月顺利发布，提供了5G基础业务的支持能力。Rel-16计划于2020年3月冻结，进一步增强了针对各类垂直行业的支持能力。5G网络架构采用了模块化、服务化、控制转发分离、接入无关等新的设计理念，使得5G网络架构相较于4G网络架构更简单、更灵活、更易于扩展，以便通过统一的网络架构适配多种多样的业务需求和部署场景。针对云化部署和边缘计算等更为复杂的部署场景，5G网络架构设计了网元注册发现、网络切片、用户面灵活路由等新的控制和转发机制，以迎合未来移动网络的演进趋势。
早在2013年，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立了旨在促进国内5G网络研究的IMT-2020（5G）推进组，系统性地组织包括运营商、设备商、终端厂商和芯片厂商在内的上下游产业链，参与和推动新一代移动通信研究和标准化工作，并孵化了一系列丰硕的成果。华为积极与各运营商及产业伙伴就5G标准化展开合作，基于对移动通信网络的设计和运营支撑经验，始终围绕业务需求和灵活部署、简化运营的目标，设计通用的系统网络架构和接口，为3GPP和ITU的5G标准化做出了积极的贡献。其网络架构的技术专家Frank Mademann自5G网络架构研究项目立项之初，到Rel-15标准化完成的整个过程中承担3GPP SA2网络架构工作组主席的职责，以专业的技术水平和高效的组织能力保证了5G网络架构的标准化顺利完成。通过产业链的共同努力，5G网络架构标准化工作取得了快速进展，在3GPP面向5G的第一个版本完成了5G非独立组网和独立组网架构的同期支持。
2019年6月，中国发布了5G运营牌照，正式启动5G网络的商业部署，其中多家运营商均计划2020年商业化部署5G核心网以支持5G独立组网业务的开通。这将是世界上最大规模的5G网络部署，为中国在5G阶段的产业创新和持续领先打下了坚实的基础，也为世界各国的5G实践提供了更多的借鉴。
本书围绕5G网络架构的演进，从基本概念入手，介绍了5G网络架构的业务、部署驱动力及整体设计原则，重点论述了5G网络架构各基础特性及增强特性的实现原理和标准化方案，并对网络架构的进一步演进进行了展望。本书的第一作者谭仕勇是中国IMT-2020（5G）推进组网络技术组组长，其他作者均长期参与3GPP相关的研究和标准化工作，对于5G网络架构标准化从最初的用例和需求确定，到基本方案确定和标准制定，以及后续演进趋势都有着深刻的理解。本书的素材既有来自包括3GPP在内的各个标准组织的最新标准协议、技术文稿，也有作者对标准化过程中核心问题讨论的总结。本书可以作为通信研究从业人员的参考资料，了解5G网络架构标准化的来龙去脉及发展趋势，也可以作为相关通信产品开发人员的参考和技术指导材料，还可以作为5G网络核心网商用部署的特性选择的参考文献。
华为技术有限公司Fellow
华为无线标准专利部部长
3GPP标准专家
IMT-2020推进组专家
万蕾
2020年1月