5G核心网主要包括的网元有AMF、SMF和UPF,目前UPF一般放在需求方,及在地市或县城,AMF和SMF一般集中在省公司。各网元之间的接口如下:
AMF(Access and Mobility management Function 接入和移动性管理功能)支持具有不同移动性管理需求的UE。它执行以下主要任务:
- 非接入层(NAS)信令终端;
- NAS信令安全;
- 接入层安全控制;
- 用于3GPP接入网之间移动性的核心网节点间信令;
- 空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行);
- 注册区管理;
- 支持系统内和系统间的移动性;
- 接入认证;
- 访问授权,包括漫游权限检查;
- 移动性管理控制(订阅和策略);
- 支持网络切片;
- SMF选择。
SMF(Session Management Function 会话管理功能)可以与AMF一起支持定制的移动性管理方案,如“仅限移动启动的连接”(MICO:Mobile Initiated Connection Only)或RAN增强功能,如“RRC Inactive”状态。它执行以下主要任务:
- 会话管理;
- UE IP地址分配与管理;
- UPF的选择与控制;
- 在UPF配置流量控制,将流量路由到适当的目的地;
- 策略执行和QoS控制部分;
- 下行数据通知。
UPF(User Plane Function 用户面功能)执行以下主要任务:
- 系统内和系统间移动的锚点;
- 连接到数据网络的外部PDU会话点;
- 分组路由和转发;
- 包检查和用户面策略规则执行部分;
- 流量使用报告;
- 上行链路分类器,用于支持将业务流路由到数据网络;
- 支持多宿主PDU会话的分支点;
- 用于用户面的QoS处理,例如包过滤、选通、上下行速率实施;
- 上行链路业务验证(SDF to QoS流映射);
- 下行分组缓冲和下行数据通知触发。
其他主要网络功能包括:
- “网络存储库功能”(NRF:Network Repository Function):它为NF服务管理提供支持,包括注册、注销、授权和发现。
- “网络公开功能”(NEF:Network Exposure Function):提供网络功能能力的外部公开。外部暴露可分为监控能力、供应能力、流量路由的应用影响和策略/计费能力。
- “统一数据管理”(UDM:Unified Data Management):5GC支持用于计算和存储分离的数据存储体系结构。统一数据存储库(UDR:Unified Data Repository )是主数据库。引入非结构化数据存储函数(UDSF:Unstructured Data Storage Function)来存储动态数据。
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