本PPT介绍了第五代移动通信(5G)核心网络的基本操作流程,涵盖用户接入、会话管理及服务连续性等内容,旨在为初学者提供全面的基础知识。
5GC(第五代核心网)是5G网络的关键组成部分之一,负责处理用户数据及控制面功能的管理。为了确保高效、安全且灵活的服务交付,在5GC中存在一系列关键流程。
1. **策略管理**:在该过程中,根据用户的需要和可用资源动态制定与执行服务策略至关重要。这些策略涵盖流量管理和计费、服务质量(QoS)设置、会话管理以及网络切片的选择等事项。在此背景下,政策控制器(PCF)的作用尤为关键,它依据用户签约信息及当前的网络状况来定制相应的策略。
2. **5G接入基础流程**:当终端设备试图连接至5G网络时,首先通过随机接入过程与gNB建立联系,并完成鉴权和安全协商步骤。随后,注册到AMF(接入和移动性管理功能)以获取服务所需的必要信息。
3. **移动性管理基础流程**:在用户设备于不同区域间切换或漫游的过程中,5GC中的移动性管理机制确保了持续的服务连接。这包括小区间的切换、TAI(跟踪区标识)更新以及跨AMF的会话迁移等操作。在此过程中,利用5G-S-TMSI进行寻呼以减少用户身份暴露的风险。
4. **切片与NF选择方案**:为满足不同业务需求,5GC引入了网络切片的概念,允许创建逻辑独立的虚拟网络实例。通过适当的策略和算法来决定将UE连接至最符合其服务要求的具体网络切片中,例如eMBB(增强型移动宽带)、URLLC(超可靠低延迟通信)或mMTC(大规模机器类型通信)。
5. **身份标识**:在5G系统内使用多种不同的标识符以唯一识别用户设备及其相关服务。SUPI作为用户的永久性标识符,类似于4G网络中的IMSI;而SUCI则是加密后的版本用于保护隐私安全。此外,在信令交互过程中还会用到如5G-GUTI、5G-S-TMSI等临时标识符来减少对永久性ID的暴露风险。
6. **数据网络名称(DNN)**:与4G中的APN类似,定义了用户设备连接的数据网络,并指示应使用的特定服务或数据计划。
7. **IP地址分配**:会话管理功能(SMF)负责为每个终端设备分配一个IP地址。通常情况下,这需要通过与统一数据管理(UDM)的交互来完成,后者存储有用户的签约信息。
8. **互操作性**:为了实现无缝网络切换,5GC需能够与其他系统如4G E-UTRAN进行有效的互操作处理。例如,在用户设备从一个网络过渡到另一个时,需要正确地映射并转换诸如5G-GUTI和4G GUTI等标识符。
设计目标是让5G网络提供高速率、低延迟、高可靠性和大规模连接的能力。比如最大下行速度可达500Mbps,最低时延可降至1毫秒,并且每平方公里内可以支持百万级别的设备连接。这些特性使得它能够服务于诸如超高清视频播放、自动驾驶汽车以及远程医疗等对带宽和响应时间有严格要求的应用场景。
通过优化的策略管理、接入控制机制、移动性和网络切片技术,5GC为未来的通信服务奠定了坚实的基础,并确保不同应用场景下的差异化服务水平协议(SLA)得到满足。