《5G核心網(wǎng)NGC專題》課件

《5G核心網(wǎng)NGC專題》本課件將深入探討5G核心網(wǎng)NGC的架構(gòu)、功能、部署方案和應(yīng)用場景，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供全面、深入的理解。5G核心網(wǎng)NGC簡介5G核心網(wǎng)NGC5G核心網(wǎng)NGC（NextGenerationCore）是下一代核心網(wǎng)絡(luò)，它是5G網(wǎng)絡(luò)的核心控制和數(shù)據(jù)處理中心，為5G用戶提供各種服務(wù)，包括移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等。主要特點(diǎn)NGC采用云化、虛擬化、微服務(wù)等技術(shù)，具有靈活、可擴(kuò)展、易于管理等特點(diǎn)，能夠更好地滿足5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展需求。5G核心網(wǎng)NGC的構(gòu)成控制平面負(fù)責(zé)管理用戶、網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)，包括AMF（接入管理功能）、SMF（會話管理功能）、UPF（用戶平面功能）等。用戶平面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，包括UPF（用戶平面功能），它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和流量控制，支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和QoS策略。其他功能除了控制平面和用戶平面，NGC還包括一些其他功能，例如策略控制、安全管理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等，為網(wǎng)絡(luò)提供更全面的支持。5G核心網(wǎng)NGC的功能1用戶管理負(fù)責(zé)用戶身份驗證、注冊和授權(quán)，為用戶提供安全可靠的網(wǎng)絡(luò)接入。2數(shù)據(jù)傳輸負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃院透咝浴?網(wǎng)絡(luò)資源管理負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源的分配和調(diào)度，為用戶提供最佳的服務(wù)質(zhì)量。4服務(wù)管理負(fù)責(zé)提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等，滿足用戶多樣化的需求。5G核心網(wǎng)NGC的架構(gòu)云化架構(gòu)NGC采用云化架構(gòu)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活擴(kuò)展，提高資源利用率。微服務(wù)架構(gòu)NGC采用微服務(wù)架構(gòu)，將功能模塊獨(dú)立部署，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。網(wǎng)絡(luò)切片NGC支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求創(chuàng)建不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率?？刂破矫婀δ軐?shí)體AMF（接入管理功能）負(fù)責(zé)用戶注冊、鑒權(quán)和認(rèn)證，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，并管理用戶會話。SMF（會話管理功能）負(fù)責(zé)用戶會話管理，包括會話建立、維護(hù)和釋放，為用戶提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。用戶平面功能實(shí)體UPF（用戶平面功能）負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和流量控制，支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和QoS策略。數(shù)據(jù)傳輸U(kuò)PF負(fù)責(zé)將用戶數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)用戶需求提供不同的QoS服務(wù)。5G核心網(wǎng)NGC的業(yè)務(wù)流程注冊和認(rèn)證用戶連接到5G網(wǎng)絡(luò)時，首先需要進(jìn)行注冊和認(rèn)證，以確保用戶身份的合法性。會話管理在用戶成功注冊和認(rèn)證后，NGC會為用戶建立會話，并管理用戶數(shù)據(jù)傳輸。移動性管理當(dāng)用戶在網(wǎng)絡(luò)中移動時，NGC會負(fù)責(zé)用戶的移動性管理，確保用戶在移動過程中能夠保持連接并正常使用服務(wù)。注冊和認(rèn)證流程用戶請求用戶通過5G終端發(fā)送注冊請求到AMF。AMF處理AMF接收用戶請求，進(jìn)行身份驗證和授權(quán)，并向用戶發(fā)送認(rèn)證信息。用戶認(rèn)證用戶使用認(rèn)證信息進(jìn)行身份驗證，并向AMF發(fā)送確認(rèn)信息。會話建立如果驗證成功，AMF會為用戶建立會話，并向用戶發(fā)送接入許可。會話管理流程1會話建立用戶發(fā)起會話請求，SMF負(fù)責(zé)創(chuàng)建會話，分配資源并建立數(shù)據(jù)連接。2數(shù)據(jù)傳輸用戶數(shù)據(jù)包通過UPF進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，SMF負(fù)責(zé)管理會話狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼＿M(jìn)行。3會話釋放用戶主動或被動斷開連接，SMF負(fù)責(zé)釋放會話，釋放相關(guān)資源，并更新會話狀態(tài)。移動性管理流程1用戶移動當(dāng)用戶從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時，NGC會進(jìn)行移動性管理。2位置更新用戶移動到新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，會向新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送位置更新請求。3會話切換新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)會為用戶建立新的會話，并切換用戶到新的會話，確保用戶在移動過程中能夠保持連接。5G核心網(wǎng)NGC的接口網(wǎng)元間接口負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信，例如AMF與SMF、SMF與UPF之間的接口。1網(wǎng)元與外部系統(tǒng)接口負(fù)責(zé)與外部系統(tǒng)之間的通信，例如與LTEEPC、IMS、DNS等系統(tǒng)之間的接口。2網(wǎng)元間接口1N2AMF與SMF之間的接口，用于用戶注冊、認(rèn)證和會話管理。2N4SMF與UPF之間的接口，用于用戶數(shù)據(jù)傳輸和QoS控制。3N6UPF與5G終端之間的接口，用于用戶數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)元與外部系統(tǒng)接口S1-U與LTEEPC之間的接口，用于支持LTE用戶接入5G網(wǎng)絡(luò)。S6a與IMS之間的接口，用于支持VoLTE、VoWiFi等語音業(yè)務(wù)。S11與DNS之間的接口，用于域名解析。5G核心網(wǎng)NGC部署選型1獨(dú)立部署將NGC獨(dú)立部署，可以更好地利用NGC的優(yōu)勢，例如靈活擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)切片。2與LTEEPC集成將NGC與LTEEPC集成，可以實(shí)現(xiàn)4G和5G網(wǎng)絡(luò)的互操作，提高用戶體驗。3與4GEPC共享與4GEPC共享部分功能，可以降低部署成本，但會影響NGC的靈活性和可擴(kuò)展性。部署場景一：獨(dú)立部署獨(dú)立部署優(yōu)勢獨(dú)立部署可以充分利用NGC的靈活性和可擴(kuò)展性，滿足各種業(yè)務(wù)需求。獨(dú)立部署挑戰(zhàn)獨(dú)立部署需要投入更多的資源，例如設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。部署場景二：與LTEEPC集成集成優(yōu)勢集成部署可以實(shí)現(xiàn)4G和5G網(wǎng)絡(luò)的互操作，提高用戶體驗，并降低部署成本。集成挑戰(zhàn)集成部署需要考慮4G和5G網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性，并進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置和測試。部署場景三：與4GEPC共享共享優(yōu)勢共享部署可以降低部署成本，并利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，加速5G網(wǎng)絡(luò)的部署進(jìn)程。共享挑戰(zhàn)共享部署會影響NGC的靈活性和可擴(kuò)展性，可能會限制NGC的功能發(fā)揮。5G核心網(wǎng)NGC的優(yōu)勢靈活演進(jìn)能力靈活擴(kuò)展NGC采用云化架構(gòu)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活擴(kuò)展，提高資源利用率，降低運(yùn)營成本。服務(wù)快速部署NGC采用微服務(wù)架構(gòu)，可以快速部署新的服務(wù)，滿足各種業(yè)務(wù)需求，快速響應(yīng)市場變化。網(wǎng)絡(luò)切片支持網(wǎng)絡(luò)切片NGC支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求創(chuàng)建不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)，滿足不同行業(yè)和用戶的需求。資源隔離網(wǎng)絡(luò)切片可以實(shí)現(xiàn)資源隔離，保證不同業(yè)務(wù)之間的相互獨(dú)立，提高網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性。性能優(yōu)化高吞吐量NGC采用高性能硬件和軟件，支持高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸，滿足各種業(yè)務(wù)需求。低時延NGC采用優(yōu)化算法和協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)低時延的數(shù)據(jù)傳輸，支持各種實(shí)時應(yīng)用。5G核心網(wǎng)NGC的關(guān)鍵技術(shù)1虛擬化和云化采用虛擬化和云化技術(shù)，可以將網(wǎng)絡(luò)功能部署在虛擬機(jī)或容器中，提高資源利用率，降低運(yùn)營成本。2微服務(wù)架構(gòu)采用微服務(wù)架構(gòu)，將功能模塊獨(dú)立部署，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。3自動化和編排采用自動化和編排技術(shù)，可以簡化網(wǎng)絡(luò)配置和管理，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率。虛擬化和云化虛擬化將硬件資源虛擬化，可以將多個網(wǎng)絡(luò)功能部署在同一臺物理服務(wù)器上，提高資源利用率，降低運(yùn)營成本。云化將網(wǎng)絡(luò)功能部署在云平臺上，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配和彈性擴(kuò)展，提高網(wǎng)絡(luò)靈活性。微服務(wù)架構(gòu)微服務(wù)架構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)功能模塊獨(dú)立部署，每個模塊可以獨(dú)立開發(fā)、部署和更新，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。服務(wù)發(fā)現(xiàn)微服務(wù)架構(gòu)需要使用服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，以便不同服務(wù)模塊之間可以互相發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行通信。自動化和編排自動化使用自動化技術(shù)可以自動完成網(wǎng)絡(luò)配置、管理和故障處理，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率。編排使用編排技術(shù)可以將多個網(wǎng)絡(luò)功能模塊組合在一起，形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)靈活性。5G核心網(wǎng)NGC的部署實(shí)踐部署規(guī)劃根據(jù)業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃，確定NGC的部署方案和硬件設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建根據(jù)部署方案構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，包括設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)配置和測試。集成測試對NGC進(jìn)行集成測試，確保所有功能模塊正常工作，并與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行兼容。部署規(guī)劃需求分析根據(jù)業(yè)務(wù)需求和用戶數(shù)量，確定NGC的容量和性能指標(biāo)。技術(shù)選型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和技術(shù)要求，選擇合適的硬件設(shè)施和軟件平臺。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建設(shè)備安裝根據(jù)規(guī)劃方案，安裝NGC設(shè)備，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)配置對NGC設(shè)備進(jìn)行配置，包括網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、安全策略和服務(wù)配置。集成測試功能測試驗證NGC所有功能模塊的正常工作，例如用戶注冊、認(rèn)證、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。性能測試驗證NGC的性能指標(biāo)，例如吞吐量、時延、可靠性等。5G核心網(wǎng)NGC的應(yīng)用場景增強(qiáng)移動寬帶為用戶提供高速率、低時延的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，支持各種移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。海量機(jī)器類通信支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入，滿足各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。超可靠低時延通信支持各種實(shí)時應(yīng)用，例如自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等對網(wǎng)絡(luò)性能要求更高的應(yīng)用。增強(qiáng)移動寬帶高速率支持Gbps級別的用戶數(shù)據(jù)速率，滿足用戶對高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。低時延支持低時延數(shù)據(jù)傳輸，滿足用戶對實(shí)時交互和沉浸式體驗的需求。海量機(jī)器類通信海量接入支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入，滿足各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。低功耗支持低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入，延長設(shè)備續(xù)航時間，降低運(yùn)營成本。超可靠低時延通信高可靠性提供高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸，滿足對網(wǎng)絡(luò)可靠性要求高的應(yīng)用。低時延支持毫秒級數(shù)據(jù)傳輸，滿足對網(wǎng)絡(luò)時延要求高的應(yīng)用。5G核心網(wǎng)NGC的未來發(fā)展技術(shù)演進(jìn)持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)，提高性能和效率。1應(yīng)用場景拓展拓展應(yīng)用場景，滿足各種新興業(yè)務(wù)需求。2業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新探索新的業(yè)務(wù)模式，為用戶提供更豐富的服務(wù)。3技術(shù)演進(jìn)云原生技術(shù)采用云原生技術(shù)，進(jìn)一步提高NGC的靈活性、可擴(kuò)展性和資源利用率。邊緣計算將部分網(wǎng)絡(luò)功能部署在邊緣節(jié)點(diǎn)，降低時延，提高用戶體驗。應(yīng)用場景拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持工業(yè)自動化、智能制造等應(yīng)用，推動工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型