比较全面、深入的5G核心网知识介绍

5G设备系统厂家技术专家编写的培训材料，比较全面、深入地介绍了5G核心网的系列知识。3GPP 5G ongoing Releases5 G Phase1及 Phase2主要支持功能(SARe-15标准5G服务化移动性/会话/eMB特性56 Voice语音业务策略控制4G/5G高效用户面架构接入管理over nrEPS Fallback架构互操作路径选择Re-16标准5G服务化56到3的切片漫游及网络能力大数据分析mMTc架构增强SRVCC互操作开放功能标准化 URlLCE特性1Re15阶段关注最紧急的应用案例以满足市场需求,完成5G核心网整体架构及基本功能的定义,攴持·Re16阶段重点进行现有核心网架构的增强和完善,包括完整的 JeMBB,mMTC和RLC三个场景的内容eMBB业务基础特性、VoNR语音功能以及 EPS Fallback功能服务化架构及网络切片能力增强以及在未部署 VoltE情况下5G语音的连续性方案设计888DCONTENTS。,15G核心网标准5G核心网络架构∴∴∴∴35G核心网特性与关键技术8888.".∴∴∵∴∴∴,5G System ArchitectureNCEFNG-CP LNENREPCFUDMAF4G网络架构② Nef nmf Npce nudoNamfNsmf③3S1-MMESeaMMEPCRFAUSFAMFSMFMMES1LTE-UySGOperators IP以5G网络架构F-UTRANsErvIngUEPDNServicesGatewayGatewayRANS1-U(e.g. IMS, Pss etc.UEDIUPFDN,,。"。。,,相比EPC核心网架构,5G核心网变化①控制转发分离网络结构更加扁平化,控制面功能集中部署、用户面功能可以根据业务需可下沉到网络边缘,减少路由迂回;②控制面功能模块化设计将网元(NE)拆解为多个网络功能(NF)服务,网络功能服务可以独立扩展,按需编排和分布式部署;③服务化接口网元之间的点到点接→网终功能之间点到多点接口,各网终功能之间可以根据需求任意通讯,优化通讯路径,提高通信效率;④功能组件集中管理引入NRF,可以实现网终功能服务自动管理(自动注册/更新/去注册、自动发现和选择、状态检测、认证授权等);⑤统数据管理NF( Network FunctionAMF:唯一的N1和N2接凵终结点、注册及迕接管理、移动性及可达性管理、接入认证及安全锚点功能等;·sM":会话管理(建立、修改、释放)、卩P地址分配、选择和控制UP、终结会话部分NAs消息、策咯执行和Qos的控制部分、下行数据通知、确定会话SSC模式、计费等;PCF:支持统一的策略控制框架、提供策略规则到控制平面功能执行( SME AMF);支持面向ασS、计费、按需会话管理、按需接入及移动性管理制定策略;AUsF:认证服务器功能,为UE执行认证流程、保持安全上下文等;NRF:维护部署的NF实例信息,提供网络功能注册和发现功能,使得控制平面功能能够彼此发现和直接通信;UDM:存储用户签约数据、策略数据等·UPF:分纠路由和转发、分组检测、用户平面部分策略执行、流量使用量上报、UL-CL、分支点支持多宿主PDU会话、下行数据缓存等;NSsF:为UE选择服务的网络切片实例、决定为UE服务的 AMF Set或候选AMF表;·NEF:维护开放的网络服务列表、作为面向应用的入口功能等;BsF:实现5G用户会话绑定功能;· NWDAF:网络数据分析功能,负责采集并分析网络状态信息,并将网络状态分析信息通知/发布给订阅它的PCF和NSsF,供PCF决策和NSsF切片选择;Rel-15仅支持对切片负载级别的分析;8885G System Architecture for non-roaming scenario5G网络架构新增特性◆网络切片新增网络切片选择功能NSSF。网络可针对不同QOS业务,部署不同切片服务化架构通过网络功能重构,控制面形成多个独立网络功能,NF部署更加灵活控制面新增NRF,实现NF服务化管理功能、NF寻址、服务发现功能、网络切片选择控制面NF接口协议栈为HTTP,接口形式为RestfulAP的服务化接口◆边缘计算EC·∪PF只处理分组路由和转发,可下沉至网络边缘,支持灵活的本地业务应用5G边缘UPF完全由SMF选择、控制,解决了4G边缘计算在业务连续性、移动性、计费等方面存在的问题网络能力开放新增网络开放功能NEF,易于运营商部署更多业务应用为运营商提供增加业务收入的可能888D5G System Architecture for roaming scenario,,,,。。。分为本地疏导架构和归属地路由架构;在本地疏导架构(如图)中,漫游UE在拜访网络中3Gpp连接数据网络;在归属地路由NSSFNEFNRFPCFUDMNRF架构中,漫游UE在归属网络中NnssNorfNaNudeNorf连接数据网络:VSEPPhSEPP安全代理SEPP( Security EdgeNsmfNausNpcProtection Proxy)部署在PLMNAMFSMFAUSEPCFNEF网络边缘,作为非透明传输代理节点,通过N32接,保护N1N2N4VPLMNHPLMN归属地和拜访地之间控制面漫UE(R)ANUPFDN游消息的传递;实现拓扑隐藏,内部的网络拓扑结构对外不可见;SBI( Service Based Interface服务化接口N2传输协议HTP20ersN4∴序列化协议JSON,JSON相比现有Dⅰ ameter性能ANUPESME: :: :AMFPCUDMNRENSSSFNsmfNamfUdm::: Nhrf::: Ns上有差距,但通用性、可描述性、可读性更强服务化接口交换接口风格REST;基于HTTP/RESTFUL的通信接口NF之间生产者科消费者模式,交互模型为RQJSONRSP和 SUB-NOT|FY;Http 20TLS4G网中大量使用 Diameter协议,56网务今EPC网络有联互通需求,因此5G信令网中应攴持两种信令协议共存与互转的情况;服务化接口的优势i化接口设计:网络功能服务间的交互解耦,不同服务实例的接口可重用,无需逐按照业务流程定义接口消息优化参数传递:参数只在请求者和响应者间传递,无需跨越整个业务流程,提鬲实时性,可靠性支持网络功能的局部调整:功能更新明确到服务,只对请求者和服务者有影响,对体业务流程影响小,提高功能调整效率∴有利于业务流程的标准化推进:无耑重复榘构、接凵和流程等标准化过程,聚焦更新服务,甚至可以先开发再标准;888D…∵∵∴Control plane Protocol stack∴∴∴∴∴°。UE连接到网络中使用一个唯一的N1NAS连接,唯一的N1终结点位于AMF;N1接口上的NAS协议包括 NAS MM部分和 NAS SM部分;NAS MM消息包括注册管理和迕接管理的NAS消息;.: NAS SM支持处理UE和SMF之间的会话管理,支持PDU会话用户面的建立、修改和释放会话管理信令和短消息通过 NAS MM协议传输: