5G 网络架构知识点梳理

1. 逻辑架构总览5G 系统架构遵循“服务化架构”原则但从功能和拓扑上可以清晰地划分为两大域5G 核心网5GC, 5G Core Network网络的“大脑”负责全网的控制、调度、认证、策略和用户面管理。无线接入网NG-RAN, Next Generation Radio Access Network网络的“四肢”负责将终端设备如手机无线接入到核心网。2. 核心网5GC关键网元5GC 采用“控制面CP与用户面UP分离CUPS”的设计理念。网元缩写英文全称中文译名核心功能解释AMFAccess and Mobility Management Function接入和移动性管理功能控制面核心。负责终端用户的注册、认证、连接管理以及切换时的移动性管理。它是终端接入5G网络的“第一站”负责NAS非接入层信令的终结。SMFSession Management Function会话管理功能控制面核心。负责建立、修改和释放用户的数据会话PDU会话。它管理用户的IP地址分配、QoS服务质量策略控制并选择和管理UPF。UPFUser Plane Function用户面功能用户面核心。负责用户数据包的路由和转发。它是数据从无线网流向外部数据网络如互联网的“关口”执行数据包检测、流量使用上报、以及QoS策略的具体实施。3. 无线接入网NG-RAN组成NG-RAN 打破了“一种无线技术只对应一种基站”的界限它由两类逻辑节点组成节点名称英文全称中文全称解释gNBnext Generation NodeB5G基站提供NRNew Radio新空口用户面和控制面协议终结的节点即支持5G新空口技术的基站。ng-eNBnext Generation evolved NodeB支持5GC的4G基站提供E-UTRA演进的UMTS陆地无线接入用户面和控制面协议终结的节点即经过升级、可以连接到5GC的4G LTE基站。注意ng-eNB 与旧4G网络中的 eNB 不同关键区别在于它是连接到5GC核心网而不是旧的 EPC演进分组核心网。4. 关键接口逻辑连接接口是网元之间通信的“管道”定义了消息交互的协议和流程。接口名称连接双方解释NG 接口5GC--NG-RAN(gNB/ng-eNB)这是核心网和无线网之间的接口。它又分为 -NG-C (控制面)连接 AMF 与基站。 -NG-U (用户面)连接 UPF 与基站。Xn 接口基站--基站(gNB-gNB, gNB-ng-eNB, ng-eNB-ng-eNB)这是基站与基站之间的接口。主要用于支持用户在基站间的切换移动性管理以及实现双连接等增强功能。Uu 接口基站--UEUE 与基站gNB/ng-eNB之间的无线空口UE (User Equipment)用户终端设备如智能手机。一个简单的逻辑流程是UE--(Uu)--gNB/ng-eNB--(NG)--5GC (AMF/SMF/UPF)--(N6)--外部数据网络