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轉自丨5G通信
作者丨5G哥
即5G核心網(wǎng)，5G核心網(wǎng)對用戶面和控制面分離，采用服務化架構設計，主要由網(wǎng)絡功能（NF）組成，采用分布式的功能，根據(jù)實際需要部署，新的網(wǎng)絡功能加入或撤出，并不影響整體網(wǎng)絡的功能。
5G系統(tǒng)架構被定義為支持數(shù)據(jù)連接和服務，使部署能夠使用諸如網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(SDN)之類的技術。5G系統(tǒng)架構應利用已識別的控制平面（CP）網(wǎng)絡功能之間基于服務的交互。
5G采用了全新的架構，打破了原來的層級結構，不再使用大而全的集成化節(jié)點，而是將相關的功能分別拆解，各司其職，通過參考點接入，它們被成為網(wǎng)絡功能（NF）。
網(wǎng)絡功能（NF）常見的有AMF，SMF，UPF，UDM等，NF可以隨時新加入和退出，只要資源池中還有其它相同的網(wǎng)絡功能，就不會影響網(wǎng)絡，這極大的方便了組網(wǎng)部署。也便于負荷分擔、升級等。
在5G核心網(wǎng)中，參考點是特定兩個功能之間的交互界面，是標準的雙方之間的協(xié)議映射關系，類似于以往移動通信中的接口的概念，但又只是邏輯性的。
服務化接口和參考點是5G架構所引入的兩種不同的網(wǎng)絡實體之間的模型化的交互方式，通過對網(wǎng)絡功能塊和網(wǎng)絡實體之間的接口和連接的靈活的定義來實現(xiàn)5G網(wǎng)絡對于多樣的特定的服務類型在各個協(xié)議層的靈活的處理方法和處理流程的實現(xiàn)。
服務化接口和參考點有聯(lián)系、相同點，也有區(qū)別。一個服務化接口只針對于某個網(wǎng)絡功能塊，網(wǎng)絡功能塊通過這個接口向外與其他的功能塊進行交互，而其他的功能塊通過與那個接口相應的接口與此功能塊進行交互；而參考點是特定兩個功能塊之間的交互界面，是標準的雙方之間的協(xié)議映射關系。所以，兩個功能塊之間的參考點一般可以通過一個或更多的服務化接口來代替，從而提供完全相同的功能實現(xiàn)。
移動邊緣計算（MobileEdge Computing, MEC）是5G中的關鍵技術，可利用無線接入網(wǎng)絡就近提供電信用戶所需服務和云端計算功能，而創(chuàng)造出一個具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級服務環(huán)境。
MEC一方面可以改善用戶體驗，節(jié)省帶寬資源，另一方面通過將計算能力下沉到移動邊緣節(jié)點，提供第三方應用集成，為移動邊緣入口的服務創(chuàng)新提供了無限可能。移動網(wǎng)絡和移動應用的無縫結合，將為應對各種OTT應用提供了有力的武器。
NG接口是無線接入網(wǎng)和5G核心網(wǎng)之間的接口。它是一個邏輯接口，規(guī)范了NG接口，NG-RAN節(jié)點與不同制造商提供的AMF的互連。
NG接口分為NG-C接口（NG-RAN和5GC之間的控制面接口）和NG-U接口（NG-RAN和5GC之間的用戶面接口）。分離NG接口無線網(wǎng)絡功能和傳輸網(wǎng)絡功能，以便于引入未來的技術。
接入和移動管理功能，是5G中非常重要的網(wǎng)絡功能，它直接管理5G無線接入的請求，進行注冊管理，連接管理，可達性管理，移動性管理等功能。
在AMF的單個實例中可以支持部分或全部AMF功能，無論網(wǎng)絡功能的數(shù)量如何，UE和CN之間的每個接入網(wǎng)絡只有一個NAS接口實例，至少實現(xiàn)NAS安全性和移動性管理的網(wǎng)絡功能之一。
用戶平面功能，是5G中重要的網(wǎng)絡功能之一。分組路由和轉發(fā)，數(shù)據(jù)包檢查，用戶平面部分策略規(guī)則實施，例如門控，重定向，流量轉向等。
5G核心網(wǎng)的用戶面和控制面徹底分離，使能UPF（用戶面功能）實現(xiàn)下沉和分布式部署。這種分離架構，使MEC（多接入邊緣計算）成為可能，并分布式部署于網(wǎng)絡接入側、本地側、匯聚側和核心側。
會話管理功能，5G中重要的網(wǎng)絡功能之一。會話管理，例如會話建立，修改和釋放，包括UPF和AN節(jié)點之間的通道維護，UEIP地址分配和管理等。
有了SMF，5G能輕松對用戶會話進行管理和功能的擴展，如網(wǎng)絡切片、雙連接等。在SMF的單個實例中可以支持部分或全部SMF功能，并非所有功能都需要在網(wǎng)絡切片的實例中得到支持。SMF還可以包括與安全策略相關的功能。
策略控制功能（PCF），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡功能之一。它的主要功能是使用統(tǒng)一的策略框架來管理網(wǎng)絡行為，并協(xié)同UDR中的用戶信息，來執(zhí)行相關的策略。
PCF類似于以往移動通信系統(tǒng)中的智能網(wǎng)控制部分，PCF包括以下功能：支持統(tǒng)一的策略框架來管理網(wǎng)絡行為；為控制平面功能提供策略規(guī)則以強制執(zhí)行它們；訪問與統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲庫（UDR）中的策略決策相關的用戶信息。
統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲庫（UDR），通過UDM存儲和檢索用戶數(shù)據(jù)，由PCF存儲和檢索策略數(shù)據(jù)，存儲和檢索用于開放的結構化數(shù)據(jù)。
在5G核心網(wǎng)中，用戶數(shù)據(jù)通過UDM進行鑒權和存儲，有UDR進行整體的管理，并按照規(guī)范提供標準接口供調取和查詢，既實現(xiàn)開發(fā)，又保障數(shù)據(jù)的安全性。
統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UDM），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡功能之一。通過生成3GPPAKA身份驗證憑據(jù)，通過對SUPI的存儲和管理，對用戶進行識別處理，對用戶進行合法性驗證。
通過UDM，可以對非法用戶進行有效攔截，UDM使用可能存儲在UDR中的用戶數(shù)據(jù)（包括身份驗證數(shù)據(jù)），在這種情況下，UDM實現(xiàn)應用流程邏輯，不需要內部用戶數(shù)據(jù)存儲。
網(wǎng)絡存儲庫功能（NRF），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡功能之一。支持服務發(fā)現(xiàn)功能，從NF實例接收NF發(fā)現(xiàn)請求，并將發(fā)現(xiàn)的NF實例（被發(fā)現(xiàn)）的信息提供給NF實例。
在5G中可以靈活配置，在網(wǎng)絡分切片的背景下，基于網(wǎng)絡實現(xiàn)，可以在不同級別部署多個NRF，包括：PLMN級別（NRF配置有整個PLMN的信息），共享切片級別（NRF配置有屬于一組網(wǎng)絡切片的信息），切片特定級別（NRF配置有屬于S-NSSAI的信息）。
網(wǎng)絡開放功能（NEF），是5G對外開放和提供標準接口的網(wǎng)絡功能。基于3GPP網(wǎng)絡功能通過NEF向其他系統(tǒng)公開功能和事件，既提供開放性，又能保障系統(tǒng)的安全。
NEF的存在，將5G系統(tǒng)的功能實現(xiàn)標準化的展現(xiàn)，極大的便利了第三方接入，例如應用功能，邊緣計算等，同時，對網(wǎng)絡和用戶敏感信息的屏蔽，又保證了系統(tǒng)的安全。
數(shù)據(jù)網(wǎng)絡名稱（DNN），DNN在5G中的定義等同于以往定義的APN。兩個標識符具有相同的含義并且具有相同的信息。
DNN可以應用為PDU會話選擇SMF和UPF，為PDU會話選擇N6接口，以及確定要應用于此PDU會話的策略。DNN可以與S-NSSAI一起用于運營商，以允許訂戶接入與S-NSSAI關聯(lián)的網(wǎng)絡切片中支持的任何數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。
UE無線能力管理功能（UCMF），用于存儲與PLMN分配或制造商分配的UE無線功能ID對應的字段條目。AMF可以向UCMF用戶，以從UCMF獲得UCMF分配的UE無線功能ID的新值，以在本地緩存它們。
從與UCMF直接交互或通過NEF（或通過網(wǎng)絡管理）與UCMF交互的AF執(zhí)行UCMF中制造商分配的UE無線功能ID條目的配置。UCMF還分配PLMN分配的UE無線功能ID值。每個PLMN分配的UE無線能力ID也與其相關的UE模型的TAC相關聯(lián)。當AMF請求UCMF為一組UE無線能力分配UE無線能力ID時，它指示UE無線能力與之相關的UE的TAC。
短信網(wǎng)絡功能（SMSF），支持基于NAS的SMS，主用用于管理用戶數(shù)據(jù)檢查并相應地進行SMS傳遞。
SMSF將帶有UE的SM-RP / SM-CP傳遞，將SM從UE中繼到SMS-GMSC / IWMSC / SMS-Router，將SMS從SMS-GMSC / IWMSC / SMS-Router中繼到UE。同時，驗證短信相關的CDR，并進行合法攔截。
與AMF和SMS-GMSC的交互，用于UE不可用于SMS傳輸?shù)耐ㄖ鞒蹋矗擴E不可用于SMS時，通知SMS-GMSC通知UDM）。
網(wǎng)絡切片選擇功能（NSSF），是5G支持網(wǎng)絡切片網(wǎng)絡功能。選擇為UE提供服務的網(wǎng)絡切片實例集，以為用戶提供個性化的網(wǎng)絡服務。
NSSF確定允許的NSSAI，并在必要時確定到用戶的S-NSSAI的映射，對于已配置的NSSAI，并在需要時確定到已用戶的S-NSSAI的映射，確定AMF集用于服務UE，或者，基于配置，可能通過查詢NRF來確定候選AMF列表。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析功能（NWDAF），是運營管理的網(wǎng)絡分析邏輯功能。NWDAF為NF提供特定于網(wǎng)絡切片的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析。NWDAF在網(wǎng)絡切片實例級別上向NF提供網(wǎng)絡分析信息（即，負載級別信息），并且NWDAF不需要知道使用該網(wǎng)絡切片的當前用戶。
NWDAF將網(wǎng)絡切片特定的網(wǎng)絡狀態(tài)分析信息通知給用戶它的NF。NF可以直接從NWDAF收集切片特定的網(wǎng)絡狀態(tài)分析信息，這極大的增強了5G網(wǎng)絡對切片用戶的大數(shù)據(jù)掌握。PCF和NSSF都是網(wǎng)絡分析的使用者。PCF可以在其策略決策中使用該數(shù)據(jù)。NSSF可以使用NWDAF提供的負載級別信息進行切片選擇。
