自转移5G通信 　　

作者吴戈 　　

5GC

是5G核心网。5G核心网将用户面和控制面分离，采用面向服务的架构设计，主要由网络功能(NF)组成。它采用分布式功能，根据实际需要进行部署。增加或撤销新的网络功能并不影响整个网络的功能。 　　

5G系统架构被定义为支持数据连接和服务，使部署能够使用网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)等技术。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。 　　

NF（网络功能）

5G采用了全新的架构，打破了原有的层级结构。而不是使用大而全的集成节点，将相关功能单独拆解，各司其职。它们通过参考点被称为网络功能(NF)。 　　

常见的网络功能有AMF、SMF、UPF、UDM等。NF可以随时添加和退出。只要资源池中有其他相同的网络功能，就不会影响网络，极大地方便了组网部署。也便于负载分担和升级。 　　

参考点

在5G核心网中，参考点是特定两个功能之间的交互接口，是双方之间的标准协议映射关系，类似于以前移动通信中接口的概念，只是逻辑上的。 　　

服务接口和参考点是5G架构引入的两个不同网络实体之间的建模交互模式。通过灵活定义网络功能块和网络实体之间的接口和连接，可以实现5G网络在各种协议层对各种具体业务类型的灵活处理方法和流程。 　　

服务接口和参考点之间有联系，有相似之处，也有不同之处。服务接口仅用于某个网络功能块。网络功能块通过该接口向外与其他功能块交互，而其他功能块通过该接口对应的接口与该功能块交互。参考点是两个特定功能块之间的交互接口，是双方的标准协议映射关系。因此，两个功能块之间的参考点通常可以由一个或多个服务接口代替，从而提供完全相同的功能实现。 　　

MEC（移动边缘计算）

MobileEdge Computing，MEC)是5G中的关键技术，可以通过无线接入网就近提供电信用户所需的服务和云计算功能，打造高性能、低时延、高带宽的电信级服务环境。 　　

一方面，MEC可以提升用户体验，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，可以提供第三方应用集成，为移动边缘门户的服务创新提供了无限可能。移动网络与移动应用的无缝结合，将为各种OTT应用提供有力武器。 　　

00-1010ng接口是无线接入网与5G核心网的接口。它是一个逻辑接口，标准化了NG接口以及不同制造商提供的NG-RAN节点和AMF之间的互连。 　　

NG接口分为NG-C接口(NG-RAN和5GC之间的控制平面接口)和NG-U接口(NG-RAN和5GC之间的用户平面接口)。将NG接口的无线网络功能和传输网络功能分开，方便未来技术的引入。 　　

00-1010接入和移动性管理功能是5G中非常重要的网络功能。它直接管理5G无线接入的请求，并执行注册管理、连接管理、可达性管理、移动性管理等功能。 　　

AMF的单个实例可以支持部分或全部AMF功能。不考虑网络功能的数量，UE和CN之间的每个接入网只有一个NAS接口实例，至少实现了NAS安全和移动性管理的网络功能之一。 　　

NG接口

用户面功能是5G中重要的网络功能之一。路由和转发、分组检查、用户平面策略规则的实现，例如选通、重定向、流量分流等。 　　

5G核心网的用户面和控制面完全分离，使UPF (User plane function，用户面功能)实现下沉和分布式部署。这个分离建筑 　　

00-1010会话管理功能，5G中重要的网络功能之一。会话管理，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。 　　

通过SMF，5G可以轻松管理用户会话和扩展功能，如网络切片和双连接。SMF的单个实例可以支持部分或全部SMF功能，但网络切片的实例不需要支持所有功能。SMF还可以包括与安全策略相关的功能。 　　

00-1010策略控制功能(PCF)，5G核心网的网络功能之一。其主要功能是使用统一的策略框架管理网络行为，配合UDR中的用户信息实施相关策略。 　　

PCF类似于以前移动通信系统中的智能网控制部分，它包括以下功能：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实施它们；访问统一数据存储库(UDR)中与策略决策相关的用户信息。 　　

AMF

统一数据存储库(UDR)通过UDM存储和检索用户数据，由PCF管理 　　 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。

UDM

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。

NRF

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）。

NEF

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。

DNN

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。

UCMF

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。

SMSF

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）。

NSSF

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。

NWDAF

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。