核心网知识

5G网知识

三大场景

eMBB(大带宽),uRLLC(高可靠，低时延迟),mMTC(超大连接)

网络切片特性

5G网络切片，可以优化网络资源分配，实现最大成本效率，满足多元化个性要求

通信网络定位

整个通信网络的逻辑架构，一直都是：
ue→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→ue

无线接入网，也就是通常所说的RAN（Radio Access Network），如基站
承载网-光纤等载体
手机上网其实就是通过基站与核心网交互的过程，地市基站-省级网络-省核心网-互联网。

核心网

5G核心网转变

虚拟化技术-NFV，让网元功能和运行硬件资源分离，核心网网元逐渐向纯软件靠拢，演变成了一个个NF（Network Function，网络功能），可以运行在标准的IT服务器上。核心网网元交互是完全采取服务治理的模式，即微服务服务注册、发现。

核心网部署形态

5G核心网可以部署在云端、本地数据中心和边缘计算节点等不同的位置，华为、中兴等厂商帮助运营商实现建设。
形态上主要部署在省中心，5G核心网的主要网元如AMF、SMF和UPF，通常集中在省公司进行部署，可以更好地管理网络资源，确保服务的稳定性和质量‌。此外，集中部署有助于简化网络管理，减少运维成本，并提高整体效率‌。

在实际部署中，UPF一般放在需求方，借助核心网部分网元下沉行业客户边缘计算及专网搭建，如在地市或县城，这种分布有助于平衡网络负载，确保服务的及时响应。此外MCE大多部署在普通汇聚机房或CO点，以实现低时延业务处理‌。

upf下沉

该方案保证行业客户通过N4连接运营商核心网即可。

upf+下沉

以软件模块的方式集成local AMF、local SMF以及local UDM。针对范围较为封闭、有大网连接中断带来较大安全隐患的矿井专网
本地的udm在运营商c面失联时，可以临时承担责任。
网络恢复后，业务无法自动从UPF+切换至大区控制面网元，需人工踢用户下线重新上线。
需要额外建设：增加与基站的N2接口，local UDM与运营商UDM之间的接口用于同步。

5GC下沉

党政军使用
核心思想是共享udm、甚至下沉udm，AMF+SMF+UPF+UDM下沉部署，全部不使用大网网元，需要运营商BOSS连接下沉的udm完成用户签约。
需要运营商管控下沉udm的权限。

核心网架构

5G核心网为了实现网络切片，采取模块化、软件化的思想

接口及协议

核心网网元间的接口协议如下：

1、AMF是5GC的主要功能单元，完成终端用户的接入和移动性管理
2、SMF（Session Management Function 会话管理功能）：负责处理用户的业务，计费与QoS策略控制在这里
3、UPF:用户面功能，相当于4G里SGW和PGW的用户面功能的集合。承担角色：
数据面锚点
连接数据网络的PDU会话点
报文路由和转发：报文解析和策略执行
流量使用量上报
合法监听（用户面收集）
UPF只能基于IP地址作路由
4、UDM 统一数据管理功能，提供用户的签约数据
5、AUSF鉴权服务功能，提供认证和计费的功能
6、PCF策略控制功能，承担角色:
支持统一策略管理网络行为
提供基于切片的策略
提供移动性相关的策略规则给AMF
提供会话相关策略给SMF
7、NSSF 网络切片选择功能，根据入网的UE提供NSSAI或S-NSSAI排队应该为UE提供哪个网络切片服务，进而决定由哪个AMF为该UE提供接入服务

接口说明

N1：移动ue到核心网amf，nas接口
N2：接入网ran基站到核心网amf，HTTP/2接口, 服务化接口
N4：连接smf和upf，传输一些控制面的消息同时也会传输一些用户面的消息， GTP-U接口
N3：连接ran基站和upf， GTP-U接口
N6：连接外部DN，GTP-U接口
N9：两个UPF之间，是一个5G封装的用户面接口，支持3GPP和非3GPP的接入
其余的也是类似N2，服务化接口

分流技术

三种分流方式(ULCL、DNN、切片)
1、ULCL-UPF:上行分流。UL-CL根据SMF下发的过滤规则，根据分流策略如通过检查数据包目的IP地址进行分流
2、DNN:通过定制终端，在出场设备预制园区DNN设置，或URSP终端，通过URSP方案网络侧进行配置更改DNN
3、切片:支持多切片终端，需支持URSP能力，以便通过URSP方案进行切片ID与业务流关联配置。

对应使用场景：
2B场景仅需访问本地业务，无需访问internet，使用DNN/切片方案;
2B2C场景，同时需访问本地业务和internet，使用ULCL方案

ulcl分流是针对的同一pdu对话，dnn网络侧会根据用户访问的地址判断是否新建pdu对话。

ULCL场景示例：
都是和smf下发的策略配置有关

基于位置-用户签约了基于位置的PCC策略，位置移动时会报告SMF。进入特定区域，触发SMF插入ULCL UPF，并将分流策略发给ULCL UPF进行后续upf分流

双域专网

双域专网场景下，在运营商侧通过ULCL-UPF分流、签约专用DNN和多DNN分流等技术满足校园师生在校内、本地和全国范围内“不换卡、不换号、无需设置”访问校园内网和互联网。其中，ulcl-upf可以当成连接内外网的锚点，如下：

upf分类

主辅锚点

上图中的主、辅锚点便是一个很好的示意。主为ue访问internet，辅为访问本地网络

共享upf

分流upf设备可以服务于一个、多个5G专网，所以有共享upf、专用upf之分。通常地市级别，运营商可在地市新建一套行业共享的ULCL UPF，不同用户可共享该UPF作为辅锚点。

下沉upf

也可按功能分为三种，一种是接入互联网的大区UPF，另外两种是共用本地流量卸载的地市专有UPF以及用于客户数据不出园区的下沉UPF。下沉upf专网工作模式：由SMF根据专用DNN为物联网终端选择专用UPF提供服务

dnn

DNN是一个虚拟概念，数据网络名称。
应用为PDU会话选择SMF和UPF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，以允许用户接入与S-NSSAI关联的网络切片中支持的任何数据网络

DNN分流方案分为单DNN方案和多DNN方案。

多DNN方案主要为解决ULCL不支持漫游、专用DNN漫游时公网流量迂回增加时延的问题
用户访问互联网，该部分流量仍需全部汇聚至园区专用UPF，国内漫游场景下，用户在拜访地访问互联网的业务仍需要经由归属地UPF疏导至互联网，路由的迂回增加了业务时延，影响业务体验。

核心思想就是增加了一个流量出口：互联网流量从地市通用UPF出口

专网安全网关

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基于首信实现接入认证

解决方案

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