5G 网络架构

1. 5G架构

1.1 控制平面

1.1.1 AUSF

1.1.2 AMF

1.1.3 SMF

1.1.4 UDM

1.1.5 PCF

1.1.6 NEF

1.1.7 NRF

1.2 数据平面

1.2.1 UPF

  • 替代了原有的 SGW 和 PGW

1.3 注册过程

  • 第一步：注册请求，UE 向 RAN发起注册请求；
  • 第二步：RAN 选择合适的 AMF ；
  • 第三步：
  • 第四步：
  • 第五步：
  • 第六步：
  • 第七步：

2. 4G架构

2.1 网络功能组件

2.1.1 MME

2.1.1.1 解释
  • Mobility Management Entity（MEE），移动管理实体
2.1.1.2 职责

  • 接入控制，包括安全和许可控制：MME支持在法律许可的范围内拦截和监听；为2G/3G接入网提供了控制函数接口S3，为HHS提供了S6a接口；

  • 位置管理：包括1.同一MME内不同eNB的位置更新；2.不同MME之间的位置记录；3.空闲模式UE的定位。

  • 附着 与去附着：如对空闲模式UE的传呼。

  • 会话管理，包括对EPC Bearer （承载）的建立、修改、释放。

  • 当UE初始化并建立连接时，选择一个SGW/PGW，转发用户的数据包。

  • NAS层信令的加密和完整性保护；

2.1.2 Serving Gateway (S-GW)

2.1.2.1 解释
  • Serving Gateway，服务网关；
2.1.2.2 负责
  • 在MME的控制下进行数据包的路由和转发，即将接收到的用户数据（以GTP协议数据包的形式）转发给指定的网元
  • 为UE创建默认Bearer（承载）
  • IP头压缩
  • 基于用户和承载的计费

2.1.3 PCF

2.1.4 PDN Gateway

2.1.4.1 解释
  • PDN GateWay，PDN 网关，为EPC网络的边界网关，连接Internet -用户面相关-
2.1.4.2 负责
  • 会话和Bearer（承载）管理：如默认承载无法保证业务质量时由PGW创建专有承载。
  • UE所用IP地址的分配，接入外部PDN（公用数据网）的网关功能
  • 在SAE(美国机动车工程协会标准)中还负责非3GPP接入。
  • 分组路由和转发
  • 基于业务的计费

2.1.5 UE

2.1.6 eNodeB

2.1.7 HSS

2.1.7.1 解释
  • Home Subscriber Server，归属签约用户服务器，是IMS（IP多媒体子系统）中控制层的组成部分
2.1.7.2 功能

  • 支持用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库（用户的SAE开户信息，PDN信息）。

  • 向IMS提供有关用户物理位置的信息；

2.1.8 PCRF

2.1.8.1 解释
  • Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能单元
2.1.8.2 功能
  • 对用户和业务态QoS服务质量进行控制，为用户提供差异化的服务。并且为用户提供业务流承载资源保障以及流量计费策略。

2.1.9 E-SMLC

2.1.10 GMLC