《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、功能、部署方案和應用場景，旨在為相關技術人員提供全面、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，它是5G網(wǎng)絡的核心控制和數(shù)據(jù)處理中心，為5G用戶提供各種服務，包括移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等。主要特點NGC采用云化、虛擬化、微服務等技術，具有靈活、可擴展、易于管理等特點，能夠更好地滿足5G網(wǎng)絡的快速發(fā)展需求。5G核心網(wǎng)NGC的構成控制平面負責管理用戶、網(wǎng)絡資源和服務，包括AMF（接入管理功能）、SMF（會話管理功能）、UPF（用戶平面功能）等。用戶平面負責數(shù)據(jù)傳輸，包括UPF（用戶平面功能），它負責數(shù)據(jù)轉發(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)絡優(yōu)化等，為網(wǎng)絡提供更全面的支持。5G核心網(wǎng)NGC的功能1用戶管理負責用戶身份驗證、注冊和授權，為用戶提供安全可靠的網(wǎng)絡接入。2數(shù)據(jù)傳輸負責用戶數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、可靠性和高效性?網(wǎng)絡資源管理負責網(wǎng)絡資源的分配和調(diào)度，為用戶提供最佳的服務質(zhì)量。4服務管理負責提供各種網(wǎng)絡服務，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的架構云化架構NGC采用云化架構，可以根據(jù)業(yè)務需求靈活擴展，提高資源利用率。微服務架構NGC采用微服務架構，將功能模塊獨立部署，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護性和可擴展性。網(wǎng)絡切片NGC支持網(wǎng)絡切片技術，可以根據(jù)不同業(yè)務需求創(chuàng)建不同的虛擬網(wǎng)絡，提高網(wǎng)絡資源的利用效率?？刂破矫婀δ軐嶓wAMF（接入管理功能）負責用戶注冊、鑒權和認證，為用戶提供網(wǎng)絡接入服務，并管理用戶會話。SMF（會話管理功能）負責用戶會話管理，包括會話建立、維護和釋放，為用戶提供數(shù)據(jù)傳輸服務。用戶平面功能實體UPF（用戶平面功能）負責用戶數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)轉發(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UPF負責將用戶數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡節(jié)點轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡節(jié)點，并根據(jù)用戶需求提供不同的QoS服務。5G核心網(wǎng)NGC的業(yè)務流程注冊和認證用戶連接到5G網(wǎng)絡時，首先需要進行注冊和認證，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。移動性管理當用戶在網(wǎng)絡中移動時，NGC會負責用戶的移動性管理，確保用戶在移動過程中能夠保持連接并正常使用服務。注冊和認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，進行身份驗證和授權，并向用戶發(fā)送認證信息。用戶認證用戶使用認證信息進行身份驗證，并向AMF發(fā)送確認信息。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負責創(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進行轉發(fā)，SMF負責管理會話狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼＿M行。3會話釋放用戶主動或被動斷開連接，SMF負責釋放會話，釋放相關資源，并更新會話狀態(tài)。移動性管理流程1用戶移動當用戶從一個網(wǎng)絡節(jié)點移動到另一個網(wǎng)絡節(jié)點時，NGC會進行移動性管理。2位置更新用戶移動到新的網(wǎng)絡節(jié)點后，會向新的網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)送位置更新請求。3會話切換新的網(wǎng)絡節(jié)點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)元間接口負責不同網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信，例如AMF與SMF、SMF與UPF之間的接口。1網(wǎng)元與外部系統(tǒng)接口負責與外部系統(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。S6a與IMS之間的接口，用于支持VoLTE、VoWiFi等語音業(yè)務。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獨立部署將NGC獨立部署，可以更好地利用NGC的優(yōu)勢，例如靈活擴展和網(wǎng)絡切片。2與LTEEPC集成將NGC與LTEEPC集成，可以實現(xiàn)4G和5G網(wǎng)絡的互操作，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的靈活性和可擴展性。部署場景一：獨立部署獨立部署優(yōu)勢獨立部署可以充分利用NGC的靈活性和可擴展性，滿足各種業(yè)務需求。獨立部署挑戰(zhàn)獨立部署需要投入更多的資源，例如設備和網(wǎng)絡建設成本。部署場景二：與LTEEPC集成集成優(yōu)勢集成部署可以實現(xiàn)4G和5G網(wǎng)絡的互操作，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)絡之間的兼容性，并進行復雜的網(wǎng)絡配置和測試。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)絡設施，加速5G網(wǎng)絡的部署進程。共享挑戰(zhàn)共享部署會影響NGC的靈活性和可擴展性，可能會限制NGC的功能發(fā)揮。5G核心網(wǎng)NGC的優(yōu)勢靈活演進能力靈活擴展NGC采用云化架構，可以根據(jù)業(yè)務需求靈活擴展，提高資源利用率，降低運營成本。服務快速部署NGC采用微服務架構，可以快速部署新的服務，滿足各種業(yè)務需求，快速響應市場變化。網(wǎng)絡切片支持網(wǎng)絡切片NGC支持網(wǎng)絡切片技術，可以根據(jù)不同業(yè)務需求創(chuàng)建不同的虛擬網(wǎng)絡，滿足不同行業(yè)和用戶的需求。資源隔離網(wǎng)絡切片可以實現(xiàn)資源隔離，保證不同業(yè)務之間的相互獨立，提高網(wǎng)絡安全性和穩(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，支持各種實時應用。5G核心網(wǎng)NGC的關鍵技術1虛擬化和云化采用虛擬化和云化技術，可以將網(wǎng)絡功能部署在虛擬機或容器中，提高資源利用率，降低運營成本。2微服務架構采用微服務架構，將功能模塊獨立部署，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護性和可擴展性。3自動化和編排采用自動化和編排技術，可以簡化網(wǎng)絡配置和管理，提高網(wǎng)絡運營效率。虛擬化和云化虛擬化將硬件資源虛擬化，可以將多個網(wǎng)絡功能部署在同一臺物理服務器上，提高資源利用率，降低運營成本。云化將網(wǎng)絡功能部署在云平臺上，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的按需分配和彈性擴展，提高網(wǎng)絡靈活性。微服務架構微服務架構將網(wǎng)絡功能模塊獨立部署，每個模塊可以獨立開發(fā)、部署和更新，提高系統(tǒng)的靈活性、可維護性和可擴展性。服務發(fā)現(xiàn)微服務架構需要使用服務發(fā)現(xiàn)機制，以便不同服務模塊之間可以互相發(fā)現(xiàn)并進行通信。自動化和編排自動化使用自動化技術可以自動完成網(wǎng)絡配置、管理和故障處理，提高網(wǎng)絡運營效率。編排使用編排技術可以將多個網(wǎng)絡功能模塊組合在一起，形成一個完整的網(wǎng)絡服務，提高網(wǎng)絡靈活性。5G核心網(wǎng)NGC的部署實踐部署規(guī)劃根據(jù)業(yè)務需求和網(wǎng)絡環(huán)境進行規(guī)劃，確定NGC的部署方案和硬件設施。網(wǎng)絡構建根據(jù)部署方案構建網(wǎng)絡，包括設備安裝、網(wǎng)絡配置和測試。集成測試對NGC進行集成測試，確保所有功能模塊正常工作，并與其他網(wǎng)絡系統(tǒng)進行兼容。部署規(guī)劃需求分析根據(jù)業(yè)務需求和用戶數(shù)量，確定NGC的容量和性能指標。技術選型根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境和技術要求，選擇合適的硬件設施和軟件平臺。網(wǎng)絡構建設備安裝根據(jù)規(guī)劃方案，安裝NGC設備，并進行網(wǎng)絡連接。網(wǎng)絡配置對NGC設備進行配置，包括網(wǎng)絡參數(shù)、安全策略和服務配置。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、認證、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｐ阅軠y試驗證NGC的性能指標，例如吞吐量、時延、可靠性等。5G核心網(wǎng)NGC的應用場景增強移動寬帶為用戶提供高速率、低時延的數(shù)據(jù)傳輸服務，支持各種移動互聯(lián)網(wǎng)應用。海量機器類通信支持海量物聯(lián)網(wǎng)設備接入，滿足各種物聯(lián)網(wǎng)應用需求。超可靠低時延通信支持各種實時應用，例如自動駕駛、遠程醫(yī)療等，滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等對網(wǎng)絡性能要求更高的應用。增強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)男枨蟆５蜁r延支持低時延數(shù)據(jù)傳輸，滿足用戶對實時交互和沉浸式體驗的需求。海量機器類通信海量接入支持海量物聯(lián)網(wǎng)設備接入，滿足各種物聯(lián)網(wǎng)應用需求。低功耗支持低功耗物聯(lián)網(wǎng)設備接入，延長設備續(xù)航時間，降低運營成本。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)絡可靠性要求高的應用。低時延支持毫秒級數(shù)據(jù)傳輸，滿足對網(wǎng)絡時延要求高的應用。5G核心網(wǎng)NGC的未來發(fā)展技術演進持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡架構和技術，提高性能和效率。1應用場景拓展拓展應用場景，滿足各種新興業(yè)務需求。2業(yè)務模式創(chuàng)新探索新的業(yè)務模式，為用戶提供更豐富的服務。3技術演進云原生技術采用云原生技術，進一步提高NGC的靈活性、可擴展性和資源利用率。邊緣計算將部分網(wǎng)絡功能部署在邊緣節(jié)點，降低時延，提高用戶體驗。應用場景拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持工業(yè)自動化、智能制造等應用，推動工業(yè)數(shù)字化轉型