1.1.2 核心网
传统的2G、3G、4G网络采用的是点对点的架构,这意味着网元和网元之间的接口需要预先定义和配置,并且这些接口只能用于特定两类网元之间的通信。这种架构的灵活性相对较低,对于网络的扩展和演进存在一定限制。
5G核心网采用基于服务的架构(Service Based Architecture,SBA)设计,主要由AMF、SMF和UPF等网络功能(Network Function,NF)单元组成,NF之间通信采用超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)/传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)。5G系统服务化架构如图1-7所示。
5G核心网NF之间的交互采用服务化接口,降低NF之间接口定义的耦合度。通过这种模块化和服务化接口设计,实现NF之间的解耦与整合,各解耦后的NF抽象为网络服务,可以独立扩容、独立演进、按需部署,这使5G网络更加灵活和可扩展,能够更好地适应不同的业务需求。
非漫游5GC参考点方式如图1-8所示。N1为UE和AMF之间的参考点,N2为RAN和AMF之间的参考点,N3为RAN和UPF之间的参考点,N4为SMF和UPF之间的参考点。
图1-7 5G系统服务化架构
1.NSSF(Network Slice Selection Function,网络切片选择功能)。
2.NEF(Network Exposure Function,网元开放功能)。
3.NRF(Network Repository Function,网络存储功能)。
4.PCF(Policy Control Function,策略控制功能)。
5.UDM(Unified Data Management,统一数据管理)。
6.AF(Application Function,应用功能)。
7.AUSF(Authentication Server Function,鉴权服务功能)。
图1-8 非漫游5GC参考点方式
5G网元及功能见表1-3。
表1-3 5G网元及功能
续表
注:1.AM策略信息是指UE的服务区域限制和频率选择优先级(Radio Frequency Selection Priority,RFSP)。
4G与5G网元功能映射见表1-4。
表1-4 4G与5G网元功能映射
续表
注:1.MME(Mobile Management Entity,移动管理实体)。
2.PGW(Packet Data Network GateWay,分组数据网络网关)。
3.SGW(Serving GateWay,服务网关)。
4.PCRF(Policy and Charing Rules Function,策略和计费规则功能)。
5.HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)。
非漫游态下5GS和EPC[1]/E-UTRAN[2]互连接态如图1-9所示。在5G覆盖边缘,可将进行中的5G业务通过切换或重定向方式转移到4G网络,保持业务的连续性。
图1-9 非漫游态下5GS和EPC/E-UTRAN互连接态
为了4G/5G之间更好的兼容性,新建5GC时建议遵循规范3GPP TS23.501要求,搭建4G/5G融合网络,将UDM/HSS、PCF/PCRF、SMF/PGW-C、UPF/PGW-U全部部署为融合网元,MME和AMF之间通过N26接口实现互操作。4G和5G核心网融合见表1-5。
表1-5 4G和5G核心网融合