【5G基础学习笔记】 5G核心网架构

1. 5G 不同应用场景需求指标差异

    

 

2. 5G 时代的网络挑战及改进方向

    控制面与用户面分离

    网络功能服务化，软件硬件解耦

 

3. 5G 网络总体架构

 

 

   3.1 基于服务架构 SBA

     CUPS 控制面与控制面分离

      3.1.1 AMF 接入和移动管理功能

      ccess and Mobility Management Function，接入和移动管理功能，终端接入权限和切换等由它来负责

 

     接入和移动管理功能（AMF）包括以下功能

• -终止RAN CP接口（N2）。
• -终止NAS（N1），NAS加密和完整性保护。
• -注册管理。
• -连接管理。
• -可达性管理。
• -流动性管理。
• -合法拦截（适用于AMF事件和LI系统的接口）。
• -为UE和SMF之间的SM消息提供传输。
• -用于路由SM消息的透明代理。
• -接入身份验证。
• -接入授权。
• -在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输。
• -安全锚功能（SEAF）。
• -监管服务的定位服务管理。
• -为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输。
• -用于与EPS互通的EPS 承载 ID分配。
• -UE移动事件通知。

 

      3.1.2 SMF 会话管理功能

       会话管理功能（SMF）包括以下功能

• -会话管理，例如会话建立，修改和释放，包括UPF和AN节点之间的隧道维护。
• -UE IP地址分配和管理（包括可选的授权）。
• -DHCPv4（服务器和客户端）和DHCPv6（服务器和客户端）功能。
• -ARP代理和/或以太网PDU的IPv6 Neighbor Solicitation Proxying。 SMF通过提供与请求中发送的IP地址相对应的MAC地址来响应ARP和/或IPv6邻居请求请求。
• -选择和控制UP功能，包括控制UPF代理ARP或IPv6邻居发现，或将所有ARP / IPv6邻居请求流量转发到SMF，用于以太网PDU会话。
• -配置UPF的流量控制，将流量路由到正确的目的地。
• -终止接口到策略控制功能。
• -合法拦截（用于SM事件和LI系统的接口）。
• -收费数据收集和支持计费接口。
• -控制和协调UPF的收费数据收集。
• -终止SM消息的SM部分。
• -下行数据通知。
• -AN特定SM信息的发起者，通过AMF通过N2发送到AN。
• -确定会话的SSC模式。
• -漫游功能：
• -处理本地实施以应用QoS SLA（VPLMN）。
• -计费数据收集和计费接口（VPLMN）。
• -合法拦截（在SM事件的VPLMN和LI系统的接口）。
• -支持与外部DN的交互，以便通过外部DN传输PDU会话授权/认证的信令。

 

      3.1.3 UDF 用户平面功能

      用户平面功能（UPF）包括以下功能：

• -用于RAT内/ RAT间移动性的锚点（适用时）。
• -外部PDU与数据网络互连的会话点。
• -分组路由和转发（例如，支持上行链路分类器以将业务流路由到数据网络的实例，支持分支点以支持多宿主PDU会话）。
• -数据包检查（例如，基于服务数据流模板的应用程序检测以及从SMF接收的可选PFD）。
• -用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向）。
• -合法拦截（UP收集）。
• -流量使用报告。
• -用户平面的QoS处理，例如UL / DL速率实施，DL中的反射QoS标记。
• -上行链路流量验证（SDF到QoS流量映射）。
• -上行链路和下行链路中的传输级分组标记。
• -下行数据包缓冲和下行数据通知触发。
• -将一个或多个“结束标记”发送和转发到源NG-RAN节点。
• -ARP代理和/或以太网PDU的IPv6 Neighbor Solicitation Proxying。 UPF通过提供与请求中发送的IP地址相对应的MAC地址来响应ARP和/或IPv6邻居请求请求。

 

      3.1.4 PCF 策略控制功能

 

      3.1.4 NEF 网络开发功能  The Network Exposure Function

      为第三方提供特定服务，对外提供网络服务的能力，例如网络优化，功能的增强

 

      3.1.5 NRF 网络仓储功能  The Network Repository Function 

      为SBA架构服务的功能，支持服务发现功能，

 

 

      3.1.6 UDM 统一数据管理The Unified Data Management

      控制面功能，生成鉴权的功能，UE id的生成

 

      3.1.6 AUSF 鉴权服务功能 The Authentication Server Function

      3.1.7 AF 应用功能 The Application Function

      3.1.8 UDR 统一存放数据的功能 The Unified Data Repository

         Storage and retrieval of subscription data bye the UDM

         Storage and retireval of structured data for exposure

 

       3.1.9 UDSF  The Unstructured Data Storage Function

       3.1.10 SMSF 短消息服务功能 The Short Message Service Function

       3.1.11 NSSF 网络切片选择功能 The Network Slice Selection Function

 

4. 5G 核心网网络功能服务框架

    4.1 网络功能服务注册发现授权机制