5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能

5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能12024/1/265G核心網(wǎng)概述5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能組成5G核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)5G核心網(wǎng)部署方案及實(shí)踐5G核心網(wǎng)安全挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略總結(jié)回顧與拓展延伸contents目錄22024/1/265G核心網(wǎng)概述0132024/1/265G核心網(wǎng)，也稱為5GC（5GCore），是5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)處理和管理網(wǎng)絡(luò)中的信令、數(shù)據(jù)和會(huì)話等關(guān)鍵功能。5G核心網(wǎng)采用服務(wù)化架構(gòu)（SBA），基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活部署、擴(kuò)展和升級(jí)。5G核心網(wǎng)定義與架構(gòu)架構(gòu)定義42024/1/26業(yè)務(wù)支持4G核心網(wǎng)主要支持移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，而5G核心網(wǎng)支持增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）、海量機(jī)器類通信（mMTC）和低時(shí)延高可靠通信（uRLLC）三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4G核心網(wǎng)采用緊耦合的網(wǎng)元架構(gòu)，而5G核心網(wǎng)采用服務(wù)化架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的解耦和靈活組合。網(wǎng)絡(luò)切片5G核心網(wǎng)支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求提供定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，而4G核心網(wǎng)不具備此功能。5G核心網(wǎng)與4G核心網(wǎng)區(qū)別52024/1/26隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，5G核心網(wǎng)將越來越多地采用云化部署方式，提高資源利用率和降低成本。云化部署為了滿足低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù)需求，5G核心網(wǎng)將與邊緣計(jì)算技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的下沉和就近處理。邊緣計(jì)算利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，5G核心網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維和自優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)。智能化5G核心網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)62024/1/265G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能組成0272024/1/26負(fù)責(zé)處理終端的接入和移動(dòng)性管理，包括注冊(cè)、認(rèn)證、授權(quán)等過程。與終端進(jìn)行通信，提供位置管理和移動(dòng)性管理功能，確保終端在網(wǎng)絡(luò)中的無縫移動(dòng)。支持非3GPP接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種接入技術(shù)的統(tǒng)一管理和互操作性。接入和移動(dòng)性管理功能（AMF）82024/1/26負(fù)責(zé)建立、修改和釋放PDU會(huì)話，管理用戶平面數(shù)據(jù)路徑。提供QoS控制、計(jì)費(fèi)、策略執(zhí)行等功能。與UPF、PCF等網(wǎng)元進(jìn)行交互，協(xié)同完成會(huì)話管理和業(yè)務(wù)控制。會(huì)話管理功能（SMF）92024/1/26負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，提供數(shù)據(jù)包的分類、標(biāo)記、計(jì)費(fèi)等處理。支持流量檢測(cè)和報(bào)告，實(shí)現(xiàn)基于流的計(jì)費(fèi)和安全控制。與SMF、PCF等網(wǎng)元進(jìn)行交互，協(xié)同完成用戶平面數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)控制。用戶平面功能（UPF）102024/1/26負(fù)責(zé)提供策略規(guī)則，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)如何進(jìn)行流量控制、QoS管理、計(jì)費(fèi)等操作。支持基于用戶、業(yè)務(wù)、位置等多維度的策略控制。與SMF、UPF等網(wǎng)元進(jìn)行交互，協(xié)同完成策略控制和業(yè)務(wù)保障。策略控制功能（PCF）112024/1/26負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理用戶數(shù)據(jù)，包括簽約數(shù)據(jù)、認(rèn)證數(shù)據(jù)、授權(quán)數(shù)據(jù)等。提供統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)視圖和訪問接口，支持多業(yè)務(wù)、多網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的用戶數(shù)據(jù)管理。與AMF、SMF等網(wǎng)元進(jìn)行交互，協(xié)同完成用戶身份認(rèn)證、授權(quán)和會(huì)話管理等操作。統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理功能（UDM）122024/1/265G核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)03132024/1/2603切片資源動(dòng)態(tài)調(diào)整根據(jù)業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整切片的資源分配，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。01切片實(shí)例化和配置通過創(chuàng)建和管理多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)切片，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的特定需求。02切片間隔離和安全性確保不同切片之間的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯相互隔離，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)142024/1/26邊緣節(jié)點(diǎn)部署和配置在靠近用戶和數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣部署計(jì)算節(jié)點(diǎn)，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延和帶寬消耗。邊緣應(yīng)用開發(fā)和部署支持在邊緣節(jié)點(diǎn)上開發(fā)和部署應(yīng)用，提供低時(shí)延、高帶寬的計(jì)算服務(wù)。邊緣與中心協(xié)同實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)與中心云平臺(tái)的協(xié)同工作，優(yōu)化資源分配和業(yè)務(wù)處理流程。邊緣計(jì)算技術(shù)030201152024/1/26123通過引入自動(dòng)化工具和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)配置、管理和優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和挖掘，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化和故障處理提供智能化決策支持。智能化決策支持將自動(dòng)化和智能化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)。自動(dòng)化與智能化融合自動(dòng)化和智能化技術(shù)162024/1/265G核心網(wǎng)部署方案及實(shí)踐04172024/1/26獨(dú)立組網(wǎng)（SA）與非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）方案比較網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)SA采用全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，與4G網(wǎng)絡(luò)完全分離；NSA則基于4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。部署方式SA需要新建5G核心網(wǎng)和基站，實(shí)現(xiàn)端到端5G網(wǎng)絡(luò)；NSA則利用現(xiàn)有4G基站和核心網(wǎng)，通過升級(jí)軟件或增加硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)5G服務(wù)。業(yè)務(wù)能力SA支持5G網(wǎng)絡(luò)所有新型業(yè)務(wù)和應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等；NSA受限于4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無法充分發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。演進(jìn)路徑SA是5G網(wǎng)絡(luò)的最終演進(jìn)方向，可實(shí)現(xiàn)與未來6G等更先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡；NSA則是一種過渡性方案，長(zhǎng)期演進(jìn)受限。182024/1/26eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）01面向高速率、大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，如高清視頻、VR/AR等。mMTC（海量機(jī)器類通信）02面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如智慧城市、智能家居等。uRLLC（超高可靠低時(shí)延通信）03面向?qū)r(shí)延和可靠性要求極高的業(yè)務(wù)，如自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制等。典型應(yīng)用場(chǎng)景分析192024/1/26某運(yùn)營(yíng)商在城市中心區(qū)域部署5GSA網(wǎng)絡(luò)，通過新建5G基站和核心網(wǎng)設(shè)備，提供高速移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。該網(wǎng)絡(luò)支持網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計(jì)算等新型業(yè)務(wù)，滿足了不同行業(yè)客戶的需求。案例一某運(yùn)營(yíng)商在工業(yè)園區(qū)部署5GNSA網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有4G基站和核心網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。該網(wǎng)絡(luò)主要面向工業(yè)控制、智能制造等領(lǐng)域，提供了低時(shí)延、高可靠性的通信服務(wù)。同時(shí)，通過與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的智能化管理和優(yōu)化。案例二實(shí)際部署案例分享202024/1/265G核心網(wǎng)安全挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略05212024/1/265G核心網(wǎng)面臨包括DDoS攻擊、惡意軟件注入、中間人攻擊等多種攻擊手段，這些攻擊可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞、數(shù)據(jù)泄露和服務(wù)中斷。多樣化的攻擊手段5G核心網(wǎng)采用服務(wù)化架構(gòu)和虛擬化技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)邊界模糊，安全策略難以統(tǒng)一實(shí)施，增加了安全防護(hù)的難度。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G核心網(wǎng)支持高速數(shù)據(jù)傳輸和低時(shí)延業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中快速流動(dòng)，增加了數(shù)據(jù)泄露和篡改的風(fēng)險(xiǎn)。高度的數(shù)據(jù)流動(dòng)性5G核心網(wǎng)面臨的安全威脅和挑戰(zhàn)222024/1/26強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)采用防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等安全設(shè)備，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和過濾，防止惡意攻擊和非法訪問。對(duì)核心網(wǎng)設(shè)備和用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，根據(jù)角色和權(quán)限實(shí)施訪問控制，確保只有授權(quán)用戶能夠訪問敏感數(shù)據(jù)和資源。采用先進(jìn)的加密算法和完整性校驗(yàn)技術(shù)，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密和完整性保護(hù)，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改。對(duì)核心網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的操作進(jìn)行記錄和審計(jì)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理安全問題；同時(shí)建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，對(duì)安全事件進(jìn)行快速響應(yīng)和處理。實(shí)施身份認(rèn)證和訪問控制加強(qiáng)數(shù)據(jù)加密和完整性保護(hù)建立安全審計(jì)和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制5G核心網(wǎng)安全防護(hù)措施建議232024/1/26智能化安全防御隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來5G核心網(wǎng)將采用智能化安全防御手段，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)識(shí)別異常流量和攻擊行為，提高安全防護(hù)的準(zhǔn)確性和效率。零信任安全架構(gòu)零信任安全架構(gòu)將成為未來5G核心網(wǎng)的重要發(fā)展方向，該架構(gòu)強(qiáng)調(diào)“永不信任、始終驗(yàn)證”的原則，通過動(dòng)態(tài)訪問控制和持續(xù)身份驗(yàn)證等手段提高網(wǎng)絡(luò)的安全性?？缬騾f(xié)同安全未來5G核心網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)與不同網(wǎng)絡(luò)域（如物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等）的協(xié)同安全，通過跨域身份認(rèn)證、安全策略協(xié)同等手段提高整體網(wǎng)絡(luò)的安全性。未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)與展望242024/1/26總結(jié)回顧與拓展延伸06252024/1/26介紹了5G核心網(wǎng)的整體架構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、控制面與用戶面的分離等關(guān)鍵技術(shù)。5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)功能5G核心網(wǎng)協(xié)議棧5G核心網(wǎng)部署和運(yùn)維詳細(xì)講解了5G核心網(wǎng)的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能，如AMF、SMF、UPF等，以及它們之間的交互和協(xié)作。介紹了5G核心網(wǎng)協(xié)議棧的組成和原理，包括HTTP/2、gRPC等協(xié)議在5G核心網(wǎng)中的應(yīng)用。講解了5G核心網(wǎng)的部署和運(yùn)維方法，包括容器化部署、自動(dòng)化運(yùn)維等技術(shù)和工具。本次課程重點(diǎn)內(nèi)容回顧262024/1/26通過這次課程，我對(duì)5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能有了更深入的了解，特別是在實(shí)踐操作中，我感受到了5G技術(shù)的先進(jìn)性和高效性。學(xué)員A這次課程讓我對(duì)5G核心網(wǎng)協(xié)議棧有了更清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也讓我意識(shí)到自己在網(wǎng)絡(luò)通信方面的知識(shí)儲(chǔ)備還有待加強(qiáng)。學(xué)員B通過課程中的案例分析和實(shí)踐操作，我深刻體會(huì)到了5G技術(shù)在未來通信領(lǐng)域的重要性和廣闊前景。學(xué)員C學(xué)員心得體會(huì)分享272024/1/26下一步學(xué)習(xí)計(jì)劃和資源推薦學(xué)習(xí)計(jì)劃深入學(xué)習(xí)5G核心網(wǎng)的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能，特別是AMF、SMF、UPF等關(guān)鍵功能的工作原理和實(shí)現(xiàn)方式。掌握5G核心網(wǎng)協(xié)議棧的組成和原理，熟悉HTTP/2、gRPC等協(xié)議在5G核心網(wǎng)中的應(yīng)用。282024/1/26下一步學(xué)習(xí)計(jì)劃和資源推薦了解5G核心網(wǎng)的部署和運(yùn)維方法，學(xué)習(xí)容器化部署、自動(dòng)化運(yùn)維等技術(shù)和工具的使用。292024/1/2