轉(zhuǎn)自丨5G通信

作者丨5G哥

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5GC

即5G核心網(wǎng)，5G核心網(wǎng)對(duì)用戶面和控制面分離，采用服務(wù)化架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由網(wǎng)絡(luò)功能（NF）組成，采用分布式的功能，根據(jù)實(shí)際需要部署，新的網(wǎng)絡(luò)功能加入或撤出，并不影響整體網(wǎng)絡(luò)的功能。

5G系統(tǒng)架構(gòu)被定義為支持?jǐn)?shù)據(jù)連接和服務(wù)，使部署能夠使用諸如網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)之類的技術(shù)。5G系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)利用已識(shí)別的控制平面（CP）網(wǎng)絡(luò)功能之間基于服務(wù)的交互。

NF（網(wǎng)絡(luò)功能）

5G采用了全新的架構(gòu)，打破了原來(lái)的層級(jí)結(jié)構(gòu)，不再使用大而全的集成化節(jié)點(diǎn)，而是將相關(guān)的功能分別拆解，各司其職，通過(guò)參考點(diǎn)接入，它們被成為網(wǎng)絡(luò)功能（NF）。

網(wǎng)絡(luò)功能（NF）常見(jiàn)的有AMF，SMF，UPF，UDM等，NF可以隨時(shí)新加入和退出，只要資源池中還有其它相同的網(wǎng)絡(luò)功能，就不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)，這極大的方便了組網(wǎng)部署。也便于負(fù)荷分擔(dān)、升級(jí)等。

參考點(diǎn)

在5G核心網(wǎng)中，參考點(diǎn)是特定兩個(gè)功能之間的交互界面，是標(biāo)準(zhǔn)的雙方之間的協(xié)議映射關(guān)系，類似于以往移動(dòng)通信中的接口的概念，但又只是邏輯性的。

服務(wù)化接口和參考點(diǎn)是5G架構(gòu)所引入的兩種不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的模型化的交互方式，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能塊和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的接口和連接的靈活的定義來(lái)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于多樣的特定的服務(wù)類型在各個(gè)協(xié)議層的靈活的處理方法和處理流程的實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)化接口和參考點(diǎn)有聯(lián)系、相同點(diǎn)，也有區(qū)別。一個(gè)服務(wù)化接口只針對(duì)于某個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能塊，網(wǎng)絡(luò)功能塊通過(guò)這個(gè)接口向外與其他的功能塊進(jìn)行交互，而其他的功能塊通過(guò)與那個(gè)接口相應(yīng)的接口與此功能塊進(jìn)行交互；而參考點(diǎn)是特定兩個(gè)功能塊之間的交互界面，是標(biāo)準(zhǔn)的雙方之間的協(xié)議映射關(guān)系。所以，兩個(gè)功能塊之間的參考點(diǎn)一般可以通過(guò)一個(gè)或更多的服務(wù)化接口來(lái)代替，從而提供完全相同的功能實(shí)現(xiàn)。

MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算）

移動(dòng)邊緣計(jì)算（MobileEdge Computing, MEC）是5G中的關(guān)鍵技術(shù)，可利用無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)就近提供電信用戶所需服務(wù)和云端計(jì)算功能，而創(chuàng)造出一個(gè)具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級(jí)服務(wù)環(huán)境。

MEC一方面可以改善用戶體驗(yàn)，節(jié)省帶寬資源，另一方面通過(guò)將計(jì)算能力下沉到移動(dòng)邊緣節(jié)點(diǎn)，提供第三方應(yīng)用集成，為移動(dòng)邊緣入口的服務(wù)創(chuàng)新提供了無(wú)限可能。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)應(yīng)用的無(wú)縫結(jié)合，將為應(yīng)對(duì)各種OTT應(yīng)用提供了有力的武器。

NG接口

NG接口是無(wú)線接入網(wǎng)和5G核心網(wǎng)之間的接口。它是一個(gè)邏輯接口，規(guī)范了NG接口，NG-RAN節(jié)點(diǎn)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能和傳輸網(wǎng)絡(luò)功能，以便于引入未來(lái)的技術(shù)。

 

AMF

接入和移動(dòng)管理功能，是5G中非常重要的網(wǎng)絡(luò)功能，它直接管理5G無(wú)線接入的請(qǐng)求，進(jìn)行注冊(cè)管理，連接管理，可達(dá)性管理，移動(dòng)性管理等功能。 

在AMF的單個(gè)實(shí)例中可以支持部分或全部AMF功能，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)功能的數(shù)量如何，UE和CN之間的每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)NAS接口實(shí)例，至少實(shí)現(xiàn)NAS安全性和移動(dòng)性管理的網(wǎng)絡(luò)功能之一。

 

UPF

用戶平面功能，是5G中重要的網(wǎng)絡(luò)功能之一。分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)包檢查，用戶平面部分策略規(guī)則實(shí)施，例如門(mén)控，重定向，流量轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)下沉和分布式部署。這種分離架構(gòu)，使MEC（多接入邊緣計(jì)算）成為可能，并分布式部署于網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)、本地側(cè)、匯聚側(cè)和核心側(cè)。

 

SMF

會(huì)話管理功能，5G中重要的網(wǎng)絡(luò)功能之一。會(huì)話管理，例如會(huì)話建立，修改和釋放，包括UPF和AN節(jié)點(diǎn)之間的通道維護(hù)，UEIP地址分配和管理等。

有了SMF，5G能輕松對(duì)用戶會(huì)話進(jìn)行管理和功能的擴(kuò)展，如網(wǎng)絡(luò)切片、雙連接等。在SMF的單個(gè)實(shí)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(luò)切片的實(shí)例中得到支持。SMF還可以包括與安全策略相關(guān)的功能。

 

PCF

策略控制功能（PCF），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能之一。它的主要功能是使用統(tǒng)一的策略框架來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)行為，并協(xié)同UDR中的用戶信息，來(lái)執(zhí)行相關(guān)的策略。

PCF類似于以往移動(dòng)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(lái)管理網(wǎng)絡(luò)行為；為控制平面功能提供策略規(guī)則以強(qiáng)制執(zhí)行它們；訪問(wèn)與統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)（UDR）中的策略決策相關(guān)的用戶信息。

 

UDR

統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)（UDR），通過(guò)UDM存儲(chǔ)和檢索用戶數(shù)據(jù)，由PCF存儲(chǔ)和檢索策略數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和檢索用于開(kāi)放的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

在5G核心網(wǎng)中，用戶數(shù)據(jù)通過(guò)UDM進(jìn)行鑒權(quán)和存儲(chǔ)，有UDR進(jìn)行整體的管理，并按照規(guī)范提供標(biāo)準(zhǔn)接口供調(diào)取和查詢，既實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)，又保障數(shù)據(jù)的安全性。

 

UDM

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UDM），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能之一。通過(guò)生成3GPPAKA身份驗(yàn)證憑據(jù)，通過(guò)對(duì)SUPI的存儲(chǔ)和管理，對(duì)用戶進(jìn)行識(shí)別處理，對(duì)用戶進(jìn)行合法性驗(yàn)證。

通過(guò)UDM，可以對(duì)非法用戶進(jìn)行有效攔截，UDM使用可能存儲(chǔ)在UDR中的用戶數(shù)據(jù)（包括身份驗(yàn)證數(shù)據(jù)），在這種情況下，UDM實(shí)現(xiàn)應(yīng)用流程邏輯，不需要內(nèi)部用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

NRF 

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)庫(kù)功能（NRF），5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能之一。支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能，從NF實(shí)例接收NF發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求，并將發(fā)現(xiàn)的NF實(shí)例（被發(fā)現(xiàn)）的信息提供給NF實(shí)例。

在5G中可以靈活配置，在網(wǎng)絡(luò)分切片的背景下，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，可以在不同級(jí)別部署多個(gè)NRF，包括：PLMN級(jí)別（NRF配置有整個(gè)PLMN的信息），共享切片級(jí)別（NRF配置有屬于一組網(wǎng)絡(luò)切片的信息），切片特定級(jí)別（NRF配置有屬于S-NSSAI的信息）。

NEF

網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放功能（NEF），是5G對(duì)外開(kāi)放和提供標(biāo)準(zhǔn)接口的網(wǎng)絡(luò)功能?；?GPP網(wǎng)絡(luò)功能通過(guò)NEF向其他系統(tǒng)公開(kāi)功能和事件，既提供開(kāi)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的展現(xiàn)，極大的便利了第三方接入，例如應(yīng)用功能，邊緣計(jì)算等，同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和用戶敏感信息的屏蔽，又保證了系統(tǒng)的安全。

DNN

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)名稱（DNN），DNN在5G中的定義等同于以往定義的APN。兩個(gè)標(biāo)識(shí)符具有相同的含義并且具有相同的信息。

DNN可以應(yīng)用為PDU會(huì)話選擇SMF和UPF，為PDU會(huì)話選擇N6接口，以及確定要應(yīng)用于此PDU會(huì)話的策略。DNN可以與S-NSSAI一起用于運(yùn)營(yíng)商，以允許訂戶接入與S-NSSAI關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)切片中支持的任何數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

UCMF 

UE無(wú)線能力管理功能（UCMF），用于存儲(chǔ)與PLMN分配或制造商分配的UE無(wú)線功能ID對(duì)應(yīng)的字段條目。AMF可以向UCMF用戶，以從UCMF獲得UCMF分配的UE無(wú)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(guò)NEF（或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理）與UCMF交互的AF執(zhí)行UCMF中制造商分配的UE無(wú)線功能ID條目的配置。UCMF還分配PLMN分配的UE無(wú)線功能ID值。每個(gè)PLMN分配的UE無(wú)線能力ID也與其相關(guān)的UE模型的TAC相關(guān)聯(lián)。當(dāng)AMF請(qǐng)求UCMF為一組UE無(wú)線能力分配UE無(wú)線能力ID時(shí)，它指示UE無(wú)線能力與之相關(guān)的UE的TAC。

 

SMSF

短信網(wǎng)絡(luò)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(yīng)地進(jìn)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(shí)，驗(yàn)證短信相關(guān)的CDR，并進(jìn)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?，?dāng)UE不可用于SMS時(shí)，通知SMS-GMSC通知UDM）。

NSSF

網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能（NSSF），是5G支持網(wǎng)絡(luò)切片網(wǎng)絡(luò)功能。選擇為UE提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例集，以為用戶提供個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

NSSF確定允許的NSSAI，并在必要時(shí)確定到用戶的S-NSSAI的映射，對(duì)于已配置的NSSAI，并在需要時(shí)確定到已用戶的S-NSSAI的映射，確定AMF集用于服務(wù)UE，或者，基于配置，可能通過(guò)查詢NRF來(lái)確定候選AMF列表。

 

NWDAF

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能（NWDAF），是運(yùn)營(yíng)管理的網(wǎng)絡(luò)分析邏輯功能。NWDAF為NF提供特定于網(wǎng)絡(luò)切片的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析。NWDAF在網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例級(jí)別上向NF提供網(wǎng)絡(luò)分析信息（即，負(fù)載級(jí)別信息），并且NWDAF不需要知道使用該網(wǎng)絡(luò)切片的當(dāng)前用戶。

NWDAF將網(wǎng)絡(luò)切片特定的網(wǎng)絡(luò)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(luò)狀態(tài)分析信息，這極大的增強(qiáng)了5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)切片用戶的大數(shù)據(jù)掌握。PCF和NSSF都是網(wǎng)絡(luò)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(fù)載級(jí)別信息進(jìn)行切片選擇。

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