转自丨5G通信
作者丨5G哥
即5G核心网，5G核心网对用户面和控制面分离，采用服务化架构设计，主要由网络功能（NF）组成，采用分布式的功能，根据实际需要部署，新的网络功能加入或撤出，并不影响整体网络的功能。
5G系统架构被定义为支持数据连接和服务，使部署能够使用诸如网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络(SDN)之类的技术。5G系统架构应利用已识别的控制平面（CP）网络功能之间基于服务的交互。
5G采用了全新的架构，打破了原来的层级结构，不再使用大而全的集成化节点，而是将相关的功能分别拆解，各司其职，通过参考点接入，它们被成为网络功能（NF）。
网络功能（NF）常见的有AMF，SMF，UPF，UDM等，NF可以随时新加入和退出，只要资源池中还有其它相同的网络功能，就不会影响网络，这极大的方便了组网部署。也便于负荷分担、升级等。
在5G核心网中，参考点是特定两个功能之间的交互界面，是标准的双方之间的协议映射关系，类似于以往移动通信中的接口的概念，但又只是逻辑性的。
服务化接口和参考点是5G架构所引入的两种不同的网络实体之间的模型化的交互方式，通过对网络功能块和网络实体之间的接口和连接的灵活的定义来实现5G网络对于多样的特定的服务类型在各个协议层的灵活的处理方法和处理流程的实现。
服务化接口和参考点有联系、相同点，也有区别。一个服务化接口只针对于某个网络功能块，网络功能块通过这个接口向外与其他的功能块进行交互，而其他的功能块通过与那个接口相应的接口与此功能块进行交互；而参考点是特定两个功能块之间的交互界面，是标准的双方之间的协议映射关系。所以，两个功能块之间的参考点一般可以通过一个或更多的服务化接口来代替，从而提供完全相同的功能实现。
移动边缘计算（MobileEdge Computing, MEC）是5G中的关键技术，可利用无线接入网络就近提供电信用户所需服务和云端计算功能，而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境。
MEC一方面可以改善用户体验，节省带宽资源，另一方面通过将计算能力下沉到移动边缘节点，提供第三方应用集成，为移动边缘入口的服务创新提供了无限可能。移动网络和移动应用的无缝结合，将为应对各种OTT应用提供了有力的武器。
NG接口是无线接入网和5G核心网之间的接口。它是一个逻辑接口，规范了NG接口，NG-RAN节点与不同制造商提供的AMF的互连。
NG接口分为NG-C接口（NG-RAN和5GC之间的控制面接口）和NG-U接口（NG-RAN和5GC之间的用户面接口）。分离NG接口无线网络功能和传输网络功能，以便于引入未来的技术。
接入和移动管理功能，是5G中非常重要的网络功能，它直接管理5G无线接入的请求，进行注册管理，连接管理，可达性管理，移动性管理等功能。
在AMF的单个实例中可以支持部分或全部AMF功能，无论网络功能的数量如何，UE和CN之间的每个接入网络只有一个NAS接口实例，至少实现NAS安全性和移动性管理的网络功能之一。
用户平面功能，是5G中重要的网络功能之一。分组路由和转发，数据包检查，用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向等。
5G核心网的用户面和控制面彻底分离，使能UPF（用户面功能）实现下沉和分布式部署。这种分离架构，使MEC（多接入边缘计算）成为可能，并分布式部署于网络接入侧、本地侧、汇聚侧和核心侧。
会话管理功能，5G中重要的网络功能之一。会话管理，例如会话建立，修改和释放，包括UPF和AN节点之间的通道维护，UEIP地址分配和管理等。
有了SMF，5G能轻松对用户会话进行管理和功能的扩展，如网络切片、双连接等。在SMF的单个实例中可以支持部分或全部SMF功能，并非所有功能都需要在网络切片的实例中得到支持。SMF还可以包括与安全策略相关的功能。
策略控制功能（PCF），5G核心网的网络功能之一。它的主要功能是使用统一的策略框架来管理网络行为，并协同UDR中的用户信息，来执行相关的策略。
PCF类似于以往移动通信系统中的智能网控制部分，PCF包括以下功能：支持统一的策略框架来管理网络行为；为控制平面功能提供策略规则以强制执行它们；访问与统一数据存储库（UDR）中的策略决策相关的用户信息。
统一数据存储库（UDR），通过UDM存储和检索用户数据，由PCF存储和检索策略数据，存储和检索用于开放的结构化数据。
在5G核心网中，用户数据通过UDM进行鉴权和存储，有UDR进行整体的管理，并按照规范提供标准接口供调取和查询，既实现开发，又保障数据的安全性。
统一数据管理（UDM），5G核心网的网络功能之一。通过生成3GPPAKA身份验证凭据，通过对SUPI的存储和管理，对用户进行识别处理，对用户进行合法性验证。
通过UDM，可以对非法用户进行有效拦截，UDM使用可能存储在UDR中的用户数据（包括身份验证数据），在这种情况下，UDM实现应用流程逻辑，不需要内部用户数据存储。
网络存储库功能（NRF），5G核心网的网络功能之一。支持服务发现功能，从NF实例接收NF发现请求，并将发现的NF实例（被发现）的信息提供给NF实例。
在5G中可以灵活配置，在网络分切片的背景下，基于网络实现，可以在不同级别部署多个NRF，包括：PLMN级别（NRF配置有整个PLMN的信息），共享切片级别（NRF配置有属于一组网络切片的信息），切片特定级别（NRF配置有属于S-NSSAI的信息）。
网络开放功能（NEF），是5G对外开放和提供标准接口的网络功能。基于3GPP网络功能通过NEF向其他系统公开功能和事件，既提供开放性，又能保障系统的安全。
NEF的存在，将5G系统的功能实现标准化的展现，极大的便利了第三方接入，例如应用功能，边缘计算等，同时，对网络和用户敏感信息的屏蔽，又保证了系统的安全。
数据网络名称（DNN），DNN在5G中的定义等同于以往定义的APN。两个标识符具有相同的含义并且具有相同的信息。
DNN可以应用为PDU会话选择SMF和UPF，为PDU会话选择N6接口，以及确定要应用于此PDU会话的策略。DNN可以与S-NSSAI一起用于运营商，以允许订户接入与S-NSSAI关联的网络切片中支持的任何数据网络。
UE无线能力管理功能（UCMF），用于存储与PLMN分配或制造商分配的UE无线功能ID对应的字段条目。AMF可以向UCMF用户，以从UCMF获得UCMF分配的UE无线功能ID的新值，以在本地缓存它们。
从与UCMF直接交互或通过NEF（或通过网络管理）与UCMF交互的AF执行UCMF中制造商分配的UE无线功能ID条目的配置。UCMF还分配PLMN分配的UE无线功能ID值。每个PLMN分配的UE无线能力ID也与其相关的UE模型的TAC相关联。当AMF请求UCMF为一组UE无线能力分配UE无线能力ID时，它指示UE无线能力与之相关的UE的TAC。
短信网络功能（SMSF），支持基于NAS的SMS，主用用于管理用户数据检查并相应地进行SMS传递。
SMSF将带有UE的SM-RP / SM-CP传递，将SM从UE中继到SMS-GMSC / IWMSC / SMS-Router，将SMS从SMS-GMSC / IWMSC / SMS-Router中继到UE。同时，验证短信相关的CDR，并进行合法拦截。
与AMF和SMS-GMSC的交互，用于UE不可用于SMS传输的通知流程（即，当UE不可用于SMS时，通知SMS-GMSC通知UDM）。
网络切片选择功能（NSSF），是5G支持网络切片网络功能。选择为UE提供服务的网络切片实例集，以为用户提供个性化的网络服务。
NSSF确定允许的NSSAI，并在必要时确定到用户的S-NSSAI的映射，对于已配置的NSSAI，并在需要时确定到已用户的S-NSSAI的映射，确定AMF集用于服务UE，或者，基于配置，可能通过查询NRF来确定候选AMF列表。
网络数据分析功能（NWDAF），是运营管理的网络分析逻辑功能。NWDAF为NF提供特定于网络切片的网络数据分析。NWDAF在网络切片实例级别上向NF提供网络分析信息（即，负载级别信息），并且NWDAF不需要知道使用该网络切片的当前用户。
NWDAF将网络切片特定的网络状态分析信息通知给用户它的NF。NF可以直接从NWDAF收集切片特定的网络状态分析信息，这极大的增强了5G网络对切片用户的大数据掌握。PCF和NSSF都是网络分析的使用者。PCF可以在其策略决策中使用该数据。NSSF可以使用NWDAF提供的负载级别信息进行切片选择。
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赵之齐