5G核心网基础知识概述

1、CS电路交换（一旦有数据要传，就建专门的连接，一直占用）PS分组交换（如果有数据要传，就分成几个包，分别送过去）4G3G手机基站核心网用户面 控制面SAE(System Architecture Evolution)系统架构演进项目LTE(Long Term Evolution)长期演进计划E-UTRAN(UMTS TerrestrialRadio Access Network)UMTS陆地无线接入网EPC(Evolved Packet Core)演进分组核心网接入网核心网EPS(Evolved Packet System)演进分组系统EPC是广义LTE的组成部分。广义的LTE，也就是现在大家

2、通常所说的LTE，泛指整个EPS系统（既包括无线接入网部分，也涵盖了核心网部分）。狭义的LTE（Long Term Evolution，长期演进计划），是3GPP当年制定的新一代宽带移动通信标准项目。IMS，全称是IMS是3GPP R5阶段提出的一个新的“域” 。IMS基于IP承载，叠加在PS域（分组域）之上。IMS为用户提供文本、语音、图片、视频等不同的IP多媒体信息服务。IMS不是一个具体的产品，而是一种网络架构，是对IP多媒体业务进行控制的网元的总称。IP基于IP的传输会话控制业务实现多媒体语音视频图片文本子系统依赖于现有网络的发展最大程度重用现有网络手机CS电路域MGWMSCSLTE基

3、站打电话（语音业务）上网（数据业务）对方所在网络互联网IMS语音及多媒体业务IMS：加强版的CS EPC：加强版的PSVoLTE：加强版的“打电话”P-GWMMEeNodeBS-GWUEUENodeBUMTSLTE-UuIuGbS1-US11PCRFOCSBOSS系统HSS/SPRCG计费系统S5/8SGiRxSGSNRNCBSC/PCULTEUEGPRSBTSS4S3S10UuIubAbisUmGxGy运营商的IP服务网络 (例如IMS,PSS等)类型协议名称位置功能控制面S1APS1-MMEeNodeB MME用于传送会话管理(SM)和移动性管理(MM)等控制面信息GTPv2-CS3MME

4、 SGSN采用GTP协议，在MME和SGSN设备间建立隧道，传送信令S10MME MME采用GTP协议，在MME设备间建立隧道，传送信令S11MME S-GW采用GTP协议，在MME和GW设备间建立隧道，传送信令DiameterS6aMME HSS用于完成用户位置信息的交换和用户签约信息的管理GxP-GW PCRF提供QoS策略和计费准则的传递RxAF PCRF用于AF传递应用层会话信息给PCRF用户面GTPv1-US1-UeNodeB S-GW在GW与eNodeB设备间建立隧道，传送数据包S12S-GW UTRAN在UTRAN与GW之间建立隧道，传送数据控制面+用户面GTPv2-CGTPv1

5、-US4S-GW SGSN采用GTP协议，在S-GW和SGSN设备间建立隧道，传送数据和信令S5/S8S-GW P-GW采用GTP协议，在S-GW和P-GW设备间建立隧道，传送数据和信令InternetEPCEUTRANeNodeB小区间无线资源管理无线承载控制连接移动性管理无线接入控制eNodeB测量动态资源分配RRCPDCPRLCMACPHYMMENAS安全安全状态 移动性管理EPC承载控制SGW移动性管理 接入点PGWUE IP分配基于每用户的 包过滤S1SCTPL2L1IPL2L1IPSCTPS1-MMEeNodeBMMES1-APS1-APNASMACL1RLCPDCPUERRCMA

6、CL1RLCPDCPRRCLTE-UuNASRelayServing GWPDN GWS5/S8GTP-UGTP-UUDP/IPUDP/IPL2RelayL2L1L1PDCPRLCMACL1IPApplicationUDP/IPL2L1GTP-UIPSGiS1-ULTE-UueNodeBRLCUDP/IPL2PDCPGTP-URelayMACL1L1UEgNBgNBng-eNBng-eNBUE5GCNG-RANUEUEUENEFNRFPCFUDMAFAUSFAMFSMFUE(R)ANUPFDNNnefNnrfNpefNndmNafNausfNamfNsmfN1N2N4N3N6终端（手机）接入网

7、（基站）运营商数据网络核心网5G网络功能中文名称类似4G EPC网元AMF接入和移动性管理MME中NAS接入控制功能SMF会话管理MME、SGW-C、PGW-C的会话管理功能UPF用户平面功能SGW-U+PGW-U用户平面功能UDM统一数据管理HSS、SPR等PCF策略控制功能PCRFAUSF认证服务器功能HSS中鉴权功能NEF网络能力开放SCEFNSSF网络切片选择功能5G新增，用于网络切片选择NRF网络注册功能5G新增，类似增强DNS功能功能A 功能B 功能C网元A网元B网元C网元A我们通常所说的虚拟化，实际上全称是网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtuali

8、zation）。网络功能虚拟化：就是采用虚拟化技术、基于X86等通用硬件实现业务功能节点的软件化。全合一的架构业务、控制、媒体 硬件合一控制专有硬件媒体专有硬件控制专有硬件媒体专有硬件业务专有硬件控制和媒体分离业务、控制、媒体分离EPCHSSIMSX86通用硬件网元功能软件与 运行资源分离虚拟层NFVNFV将网元功能与硬件资源解耦，实现了系统功能软件化和硬件资源通用化。NFV使得专有硬件被COTS通用硬件所取代。COTS：Commercial Off-The-Shelf ，商用现成品或技术。虚拟化平台硬件资源虚拟机1#虚拟机2#虚拟机3#操作 系统操作 系统操作 系统物理计算节点物理存储物理网

9、络虚拟化是云计算技术的重要组成部分。虚拟化通过创建虚拟机，实现网元功能之间的隔离。物理计算节点物理存储物理网络虚拟化层(Hypervisor)VNFMVNF(vEPC)NFVOOSS/BSSNFVIVNF()VNF (vIMS)虚拟计算节点虚拟存储虚拟网络EMS 2EMS 3EMS 1Or-ViOr-VnfmVi-VnfmOs-MaVe-VnfmNf-ViVn-NfVl-Ha现网接口MANOVNFVIM业务域管理编排域Orchestrator编排Manager VNF 生命周 期管理硬件资源、 虚拟化资源 管理监控CoreCacheMVODUIMSDUCore接入管理会话管理移动性管理计费管理IoT Svr DU Core接入管理会话管理Core高清视频切片手机切片海量物联网切片任务关键性物联网切片DUV2X SvrCVa2cXheSv r网络切片：虚拟化和微服务架构，可以更好地支持网络切片。Edge Cloud（NFV）Core Cloud（NFV）HypervisorHypervisor移动边缘计算：实现低时延，同时降低骨干网压力。4G5G边缘计算架构减轻数据传输