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本人就職于國際知名終端廠商,負責modem芯片研發,
在5G早期負責終端資料業務層、核心網相關的開發作業,目前牽頭6G算力網路技術標準研究,
博客內容主要圍繞:
5G協議講解
算力網路講解(云計算,邊緣計算,端計算)
高級C語言講解
Rust語言講解
5G 核心網架構概述

| 5G 核心網組成 |
| 網元 | 全稱 | 功能 |
|---|---|---|
| AMF | Core Access and Mobility Management Function | 核心接入和移動性管理功能 |
| AUSF | Authentication Server Function | 鑒權服務器功能 |
| NSSF | Network Slice Selection Function | 網路切片選擇功能 |
| UDM | Unified Data Management | 統一資料管理功能(類似4G 中的 HSS) |
| SMF | Session Management Function | 會話管理功能 |
| UDP | User Plane Function | 用戶面功能 |
| PCF | Policy Control Function | 策略控制功能(類似于4G中的 PCRF) |
| DN | Data Network | 資料網路,如運營商服務、互聯網接入或第三方服務 |
| AF | Application Function | 應用功能 |
| NEF | Network Exposure Function | 網路開放功能 |
| NRF | NF Repository Function | 網元查詢功能 |
| 5G-EIR | 5G Equipment Identity Register | 5G 設備標識注冊功能 |
| UDSF | Unstructured Data Storage Function | 非結構化資料存盤功能 |
| UDR | Unified Data Repository | 統一資料存盤功能 |
其中,用戶面的UPF和控制面的 AMF和SMF是5G 核心網的關鍵節點:
- UPF節點的功能
- 資料分組路由和傳遞;
- 外部網路路由;
- QoS操作;
- 資料分組檢查;
- 業務測量(Traffic Measurements);
- inter-RAT移動性錨點,
- SMF節點的功能(SMF是LTE中MME和SGW、PGW中的會話管理功能的融合體)
- 會話管理;
- UE IP地址分配與管理;
- UP 面功能選擇和控制;
- 合法監聽,
- AMF節點的功能(AMF是MME中除了會話管理功能以外的其他功能的集合)
- 注冊管理;
- 連接管理;
- 可達性管理;
- 移動性管理;
- 鑒權,
| 5G 核心網 VS. LTE 核心網的變化 |

變化一: 核心網和接入網解耦
接入網系統為用戶提供獨立的接入能力,它與部署場景、業務場景緊密相關,接入網追求的是讓用戶可以更高效、便利地接入網路,
核心網系統為用戶多樣化的接入技術提供統一匯聚,它一方面為用戶業務服務,另一方面也為運營商業務編排服務,核心網追求的是可擴展和兼容性,
上圖中可以看出,5GS 的接入網系統并非與 LTE 一樣只由一個制式的接入網技術組成,而是由 5G NR 接入網技術和演進后的 LTE接入網 E-UTRAN 組成,在 3GPP 中統稱為 NG-RAN,具體來講,演進后的 LTE 接入網的網路節點就是 NG-eNB,而5G 接入網網路節點就是 gNB,
變化二: 用戶面和控制面分離
5GS 的用戶面功能由部署于NG-RAN 和外部網路之間的UPF承擔,UPF是 LTE SGW 和 PGW 用戶面功能的融合,相比LTE SGW+PGW 的用戶面結構更加簡潔、集中,UPF 的出現為SDN 和 NFV 技術的實作奠定了基礎,也為實作邊緣計算鋪平了道路,
用戶面和控制面分離使用戶面更具靈活性,可以提供更為個性化的路由服務,這也給降低時延奠定了基礎,
變化三: 基于服務的網路架構
上圖中的 “總線” 其實就是基于服務的網路架構思想,基于服務的網路架構是5G 核心網架構和設計思路的重要變化,所謂 “基于服務的” ,其核心思想是核心網設計重心在于對內、對外服務和功能的提供,解除網路功能與服務間的耦合性,從點對點通信模式改變為 “生產者” 和 “消費者” 之間的相互獨立關系,
變化四: 對業務多樣性能力的增強
說到業務多樣性,大家一定會想到QoS,從3G系統以來,QoS都是移動通信系統中實作業務多樣性的核心技術,但是,隨著移動互聯網技術的發展,業務多樣性問題更加突出,傳統的QoS并不能滿足多樣化的業務需求,特別是在垂直業務場景中,其對網路的技術需求與傳統業務有天壤之別,因此,5G 中除了繼續對QoS體系進行增強以外,還引入了網路切片的概念,
網路切片實質上是一種虛擬網路,5G 核心網可以根據特定的用戶需求,在物理層網路中虛擬出特定能力的網路,比如針對一般的eMBB場景,可以提供移動環境下的大帶寬接入;針對工業物聯網場景,降低對移動性的優化,加強可靠性、低時延的優化,這兩個虛擬網路對于用戶來說是完全隔離的兩個網路,但在物理上共用同一個核心網和接入網實作,這個關系類似于電腦上的虛擬機,基于同一套資源,虛擬機可以同時模擬多個不同且相互獨立的系統,但對于用戶來說,虛擬機之間完全隔離,網路切片技術為運營商提供了無限的商業可能,為運營商的業務形態創新奠定了基礎,

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