比较全面、深入的5G核心网知识介绍

【实例简介】
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 Releases 5 G Phase1及 Phase2主要支持功能(SA Re-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 nr EPS 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 1 Re15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 888D CONTENTS 。, 15G核心网标准 5G核心网络架构 ∴∴∴∴ 35G核心网特性与关键技术 8 888 .". ∴∴∵∴∴∴ , 5G System Architecture NCEF NG-CP LNE NRE PCF UDM AF 4G网络架构② Nef nmf Npce nudo Namf Nsmf ③3 S1-MME Sea MME PCRF AUSF AMF SMF MME S1 LTE-Uy SG Operators IP 以5G网络架构 F-UTRAN sErvIng UE PDN Services Gateway Gateway RAN S1-U (e.g. IMS, Pss etc. UE DI UPF DN ,,。"。。,, 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 Function AMF: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; 888 5G System Architecture for non-roaming scenario 5G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Restful AP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 888D 5G 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 NSSF NEF NRF PCF UDM NRF 架构中,漫游UE在归属网络中 Nnss Norf Na Nude Norf 连接数据网络: VSEPP hSEPP 安全代理SEPP( Security Edge Nsmf Naus Npc Protection Proxy)部署在PLMN AMF SMF AUSE PCF NEF 网络边缘,作为非透明传输代 理节点,通过N32接,保护 N1 N2 N4 VPLMN HPLMN 归属地和拜访地之间控制面漫 UE (R)AN UPF DN 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HTP20ers N4 ∴序列化协议JSON,JSON相比现有Dⅰ ameter性能 AN UPE SME: :: :AMF PC UDM NRE NS SSF Nsmf Namf Udm::: 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RQ JSON RSP和 SUB-NOT|FY; Http 20 TLS 4G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: 【实例截图】
【核心代码】