《5G核心网介绍》课件

核心网介绍5G欢迎参加核心网技术专题培训本课程将深入剖析核心网架构、功能组5G5G件及关键技术，帮助您全面理解下一代移动通信网络的核心基础设施我们将从基本概念入手，逐步深入到技术细节，同时结合实际应用案例，使您对核心网有系统而深入的认识无论您是网络工程师、研发人员还是对5G技术感兴趣的学习者，都能从本课程中获得丰富的专业知识5G课程目标与内容结构掌握核心网基础架构5G深入理解核心网的组成部分、网络功能实体及其交互关系，建立完整5G的技术框架认知理解关键技术创新点全面把握服务化架构、网络切片、控制与用户面分离等核心网关键技5G术创新熟悉核心网信令流程掌握终端接入、会话建立、切换等关键业务流程及其实现机制了解行业应用场景探索核心网在智能制造、智慧医疗、智能交通等垂直行业的创新应用5G核心网基本概念5G定义与定位与接入网的关系核心网是网络的大脑，负责移动通信网络中的控制、管网络由三大部分组成终端、无线接入网（）和核心5G5G5G RAN理和业务处理功能作为整个系统的中枢神经系统，它处理网其中，无线接入网负责空口信号传输，提供无线覆盖；而核5G所有与用户身份认证、会话管理、移动性管理及计费等相关的核心网则处理业务控制、数据转发和网络管理心功能核心网与接入网通过标准化接口连接，共同形成完整的移动通信核心网支撑着无线接入网络的高效运作，并连接外部网络如互联网络这种分层架构使网络更具灵活性和可扩展性，能够独立演网、云服务平台和专用网络，实现端到端的业务交付进和优化移动通信网络发展历程（年代）1G19801模拟语音通信，使用、等系统，核心网基于AMPS TACS电路交换技术，仅支持基本语音业务（年代）22G1990数字语音与短信，引入架构，首次实现全GSM HLR/VLR球漫游，后期引入分组域GPRS（年代）3G20003移动互联网起步，架构，引入（分组UMTS/WCDMA PS交换）与（电路交换）双域结构CS（年代）44G2010全化架构，扁平化设计，控制面集中，LTE/EPC IPMME用户面分布SGW/PGW（年代）5G20205服务化架构（），控制与用户面分离（），云SBA CUPS原生部署，支持网络切片网络整体架构5G终端层终端设备，包括手机、、设备等5G CPEIoT接入层（）RAN基站，提供无线连接与空口资源管理gNB核心层（）5GC包含、、等网络功能实体AMF SMF UPF应用层各类应用服务器、互联网和云服务平台系统由上述四个层次紧密协作构成核心层作为核心网络提供统一管理和控制，向下连接接入网和终端，向上对接应用服务这种层次化架5G构设计实现了高效互联和灵活部署，满足多样化的业务需求核心网与核心网对比4G5G比较维度核心网4G EPC5G架构特点扁平化分布式架构服务化架构（）SBA控制与用户面部分分离完全分离（）CUPS网络功能交互点对点接口基于服务的接口部署模式专用硬件为主云原生容器化/协议栈、Diameter/GTP HTTP/2JSON网络切片不支持原生支持边缘计算集成有限支持深度集成MEC核心网相比实现了架构上的根本性变革，从原来的网元架构转变为服务5G4G EPC化架构，支持更灵活的功能部署和能力开放，更好地适应多样化业务场景需求标准化组织与3GPP组织架构核心网相关规范3GPP5G（第三代合作伙伴计划）是最重要的移动通信标准化组核心网标准主要在、和版本中定义（3GPP5G R15R16R17R152018织，由全球主要标准化机构（、、、、年冻结）奠定了核心网基本框架，定义了服务化架构和主要ETSI ARIBCCSA ATIS5G、）合作组建它设有三个技术规范组无线接入网网络功能（年完成）增强了切片管理、边缘计算集TTA TSDSIR162020（）、服务与系统（）、核心网与终端（）成能力（年完成）进一步优化并增强了非公共网络RAN SACT R172022支持其中工作组负责核心网架构的标准化工作，工作组SA25G CT4负责相关协议规范制定关键规范包括（系统架构）、（程序）和TS

23.501TS

23.502（策略和计费），这些共同构成了核心网的标准TS

23.5035G基础核心网架构与5G—SA NSA非独立组网（）独立组网（）NSA SA（）方案使（）方案采用全新NSA Non-Standalone SAStandalone用现有作为核心网，仅升级的核心网和接入网，是完4G EPC5G5G NR无线接入网为，控制面仍依整的端到端解决方案模式5G NR5G SA赖于这是早期部署的能够充分发挥核心网的技术优4G LTE5G5G主要方式，可以快速提供高速率势，支持网络切片、超低时延和海5G体验，主要支持场景，复用量连接等全部应用场景，实现真eMBB5G现有核心网资产，降低建网成正意义上的4G5G本演进路径全球大部分运营商采取先后的部署策略，初期通过快速提供NSA SA NSA5G高速体验，后期逐步向演进，充分发挥全部潜力目前中国已大规模部SA5G署网络，走在全球前列，而欧美市场仍有相当比例的部署SANSA服务化架构（）SBA服务注册与发现模块化服务网络功能向注册并发现其他功能每个提供和消费多种服务NRF NF灵活扩展统一接口服务版本管理与兼容性保障3基于和的服务交互HTTP/2REST API服务化架构（）是核心网最本质的创新，它使网络功能（）通过开放接口提供服务，无需点对点连接这种架构借鉴了领SBA5G NFIT域的微服务理念，将网络功能解耦为独立服务，使部署更灵活，升级更简单，新功能引入更快捷相比的点对点专用接口，带4G SBA来了前所未有的灵活性与开放性网络功能实体（）NF（接入与移（会话管理）（用户面功能）（策略控制）AMF SMFUPF PCF动性管理）管理用户会话，包括提供统一策略框架，制负责终端接入控制、移PDU会话建立、修改和数据包路由与转发，用定网络行为规则，包括动性管理、安全上下文释放，为UPF分配IP地户面QoS执行，上行流QoS、接入控制、计费处理相当于的址并控制其转发行为，量分类与报告，充当移策略等，为整个网络提4G，但功能更加聚支持计费和策略执行动边缘计算的锚点，是供一致性策略管理MME焦，不再负责会话管用户数据的实际处理理，实现了控制功能分者离网络切片（）Network Slicing切片定义切片类型技术实现生命周期管理网络切片是一种端到端逻辑网标准定义了（增强移动通过选择切片，制包括切片设计、实例化、激eMBB NSSFPCF络，包含接入网和核心网资宽带）、（超高可靠定切片策略，和维活、去激活和终止，可通过URLLC AMFSMF源，可独立管理和配置，提供低时延）和（海量机护切片资源，进行用户面系统自动化管理mMTC UPFMANO特定服务质量保证器通信）三大类切片隔离控制面与用户面分离（）CUPS基本概念带来的优势CUPS CUPS控制面与用户面分离（）是网络架构的重要特性，它独立扩展控制面和用户面可以根据各自负载情况独立扩容，优CUPS5G将网络功能明确划分为负责控制决策的控制面（）和负责数化资源利用CP据传输的用户面（）控制面包括、等功能，用户UP AMFSMF灵活部署用户面可以根据业务需求灵活下沉，支持边缘计算场面主要是UPF景这种分离使控制面可集中部署在中心数据中心，而用户面可以灵简化升级控制面可以独立升级，不影响用户业务数据传输活下沉到网络边缘，更接近用户，显著降低端到端时延差异化优化针对不同流量特性优化用户面配置，提升网络效率与在核心网的应用NFV SDN5G网络功能虚拟化（）软件定义网络（）NFV SDN将网络功能从专用硬件中解耦出将网络控制与数据转发分离，通NFV SDN来，以软件形式运行在通用服务器上过集中控制器实现可编程网络在5G在核心网中，所有网络功能（）核心网中，用于实现灵活的网络5G NFSDN都基于实现，带来了硬件资源共连接服务，支持网络切片动态建立和资NFV享、快速部署和动态扩缩容能力源隔离控制器可以根据业务需SDN基础设施（）提供了虚拟计求动态优化网络路径，提升网络资源利NFV NFVI算、存储和网络资源，管理器负用率，同时为自动化运维提供基础VNF责生命周期管理协同应用效益与协同应用使核心网实现软件定义一切的愿景它们共同支持网络资NFV SDN5G源池化、服务快速创新、业务敏捷编排和降低总体拥有成本（）在面向垂直行TCO业的专网部署中，和使网络功能可以根据现场需求灵活调整和优化5G NFVSDN云化部署（）Cloud-native容器化部署使用等技术封装网络功能Docker编排与管理基于实现自动化运维Kubernetes微服务化重构3网络功能内部拆分为多个微服务持续集成DevOps4实现功能快速迭代与平滑升级云原生是核心网现代化部署的关键技术范式，它不仅仅是将网络功能搬到云上运行，而是全面采用容器化、微服务、等云计算领域的先5G DevOps进技术，重构核心网架构云原生架构使核心网真正获得弹性伸缩、故障自愈、快速迭代等能力，大幅提升网络敏捷性和资源效率核心网信令流程概述5G注册流程终端向网络发起注册请求，经过AMF验证身份、查询用户数据、更新位置信息，最终完成注册整个过程涉及AMF、AUSF、UDM等多个网络功能的交互会话建立PDU终端请求建立数据连接，AMF将请求转发给SMF，SMF选择合适的UPF，分配IP地址，设置QoS参数，最终建立端到端数据通道该流程是数据业务的基础切换流程当终端移动导致服务小区变化时，触发切换流程基于测量报告，AMF协调切换决策，更新终端位置，保持业务连续性Xn接口切换和N2接口切换是两种主要方式服务请求处于空闲状态的终端需要发送或接收数据时，通过服务请求流程重新建立无线连接AMF验证请求合法性后，恢复之前的会话上下文，确保数据传输的安全性和连续性鉴权与安全机制统一鉴权架构采用统一的鉴权框架（），支持多种鉴权方式，包括5G AUSF5G-、和等作为独立网络功能，集中处理AKA EAP-AKA EAP-TLS AUSF所有鉴权请求，与协同工作，确保用户身份真实性UDM增强密钥层次安全密钥体系比更加复杂和安全，引入了多层密钥派生机制5G4G从主密钥开始，逐级派生出接入网密钥、核心网密钥等多个专用密钥，严格隔离不同安全域，防止密钥泄露带来的连锁风险端到端安全保障核心网内部通信全面采用加密，网络功能之间的5G TLS/HTTPS所有信令消息都经过加密保护同时，引入（安全边缘保护SEPP代理）保护跨运营商互通安全，防止信令劫持和数据窃取，为国际漫游提供更强安全保障保障与策略控制QoS流概念策略控制QoS PCF引入流作为最小粒度的管理单元，每个会话（策略控制功能）是核心网的大脑，负责制定和下发5G QoSQoS PDUPCF5G可包含多个不同优先级的流相比的承载概念，流各类网络策略它提供统一策略框架，整合了中多个策略功QoS4G QoS4G更加灵活精细，可以针对不同应用提供差异化的服务质量保障能，包括接入控制策略、策略、计费策略等QoS可通过接口获取网络状态信息，动态调整策略，实现基于PCF AI每个流由（）标识，定义了时延的自动化策略优化它也支持与垂直行业应用对接，根据业务需QoS5QI5G QoSIdentifier5QI预算、丢包率等服务质量参数，标准定义了近个值适应各求实时调整网络资源分配，使网络智能适应不同场景需求805QI类场景需求用户数据网关（）详解UPF数据包转发功能UPF是5G核心网中唯一的用户面网元，负责所有用户数据的处理和转发它连接接入网（gNB）和数据网络（DN），执行路由决策、NAT转换和流量统计等功能UPF支持GTP-U和IPSec隧道，确保数据传输安全可靠业务检测与引流UPF具备深度包检测（DPI）能力，可识别不同应用流量特征，并根据策略进行差异化处理支持上行分类器（UL-CL）功能，能够将特定流量就近引流到本地数据网络或边缘计算平台，实现业务本地化处理执行与资源管控QoSUPF是QoS策略的实际执行点，负责数据包标记、流量整形、带宽控制等功能通过实时监控用户流量，执行相应的QoS处理，确保高优先级业务获得足够资源，同时防止低优先级业务过度占用带宽边缘计算支持UPF是实现移动边缘计算（MEC）的关键组件，可部署在网络边缘，与本地数据中心紧密集成通过本地分流功能，减少数据传输路径，大幅降低端到端时延，为AR/VR、工业控制等低时延应用提供网络基础与核心能力SMF AMF会话管理功能（）接入与移动性管理（）SMF AMF管理会话的完整生命周期，包括会话建立、修改和释是终端接入网络的第一个控制面网元，负责终端注册、SMF PDUAMF5G放它负责地址分配与管理，为终端提供连接互联网所需的地去注册和连接管理它维护终端上下文信息，包括安全上下文、IP址资源，支持、和双栈模式位置信息和服务状态等执行终端鉴权，与协作验证IPv4IPv6AMF AUSF用户身份还执行选择与控制，根据用户位置和业务需求，选择SMFUPF合适的处理数据转发，并配置的转发规则和策略执行参在移动性管理方面，跟踪终端位置变化，支持不同粒度的UPF UPFAMF数此外，还与对接，获取并执行和计费策略，位置更新机制它协调切换流程，确保终端在移动过程中业务连SMF PCFQoS确保网络行为符合运营商规定续性还维护与网络功能的关联，实现切片选择和访问AMF UE控制，支持差异化服务提供统一数据管理（）UDM/UDR用户状态与位置跟踪用户注册状态和所在位置订阅数据管理数据存储与备份区域维护用户服务资格、接入限制UDR统一存储各类用户数据，和QoS配置确保一致性用户身份管理数据访问控制管理用户标识和认证数据，支管理数据访问权限，保护用户持5G-AKA认证隐私安全24统一数据管理架构（UDM/UDR）是5G核心网的重要创新，将原来分散在多个网元中的用户数据统一管理，实现一次存储，多处使用UDM提供数据服务接口，而实际数据存储在UDR中，这种分离使数据管理更加灵活和高效，同时强化了数据保护和隐私安全网络暴露功能（）NEF开放能力数据分析与监控API是核心网对外开放能力的统收集和整合网络数据，提供网NEF5G NEF一门户，提供标准化北向接口，允络状态分析和监控能力它支持事许第三方应用安全访问网络能力和件订阅和通知机制，使第三方应用服务它支持设计，能够获取实时网络事件，如位置变RESTful API简化应用集成，并实现细粒度的访化、服务质量变化等这些数据可问控制和策略管理，确保网络安全用于业务优化、故障预测和用户体不受外部访问影响验提升典型应用场景支持多种创新应用场景，包括位置服务（）、边缘计算服务发现、网NEF LCS络切片即服务（）、保证服务等例如，物流企业可通过接口NSaaS QoSNEF追踪车辆位置；视频平台可请求临时带宽提升；工业客户可监控专用网络切片状态与网络切片选择NSSF切片选择功能切片映射策略接入控制引导AMF负责为选择合适的网络将（切片服务类型）映根据切片配额和优先级执行准入根据切片选择结果，引导终端连NSSF UES-NSSAI/切片实例，基于终端订阅信息、射到具体的网络切片实例，支持控制，防止切片过载，保证服务接到合适的实例，确保端到AMF切片可用性和负载情况不同区域间的切片映射质量端切片隔离（网络切片选择功能）是网络切片的核心协调者，它确保每个终端都能连接到合适的网络切片实例当尝试接入网络时，根据终端能NSSF5G UENSSF力、订阅信息和当前网络状态，选择最佳切片组合在漫游和切片接入控制方面，也发挥着关键作用，确保切片资源合理分配NSSF网络分析与智能优化（）NWDAF数据采集分析处理从各网络功能实体收集性能、事件和日应用算法对海量数据进行挖掘和AI/ML志数据2模式识别策略优化预测与推断向等功能提供优化建议，实现闭环PCF3生成网络行为预测和异常检测结果控制（网络数据分析功能）是核心网中的大数据大脑，它通过收集和分析网络运行数据，为网络管理和业务决策提供智能支NWDAF5G持可以预测网络拥塞、识别异常行为、优化资源分配和提升用户体验典型应用包括智能负载均衡、切片资源动态调整、NWDAF异常流量检测和用户行为分析等核心网与集成5G MEC边缘计算架构业务流程与能力移动边缘计算（）将计算资源部署在靠近用户的网络边终端接入网络后，核心网可根据业务类型和策略，决定将特定流MEC缘，显著降低端到端时延，提升数据处理效率核心网通过量引导至本地边缘处理，无需经过中心网络这种本地分流5G UPF与平台深度集成，实现业务流量的本地分流和处理机制大幅减少传输路径，实现毫秒级时延UPF MEC在架构设计上，可以灵活部署在边缘节点，配合本地数据网平台还提供位置服务、无线网络信息服务等边缘能力，支UPF MEC络（）和应用服务器，形成完整的边缘计算环境核心网控持边缘应用发现和服务治理通过接口，第三方应用可以请DN NEF制面（如）仍集中部署，通过标准接口远程控制边缘求边缘资源，实现对业务体验的精细控制这一架构为SMF、智能制造、车联网等低延时高带宽场景提供了理想解UPF AR/VR决方案终端接入与核心网互动会话建立注册与鉴权注册成功后，终端可以请求建立会话，PDU连接建立RRC终端通过NAS消息向AMF发起注册请求，携获取数据连接AMF将请求转发给SMF，终端首先与gNB建立无线资源控制（RRC）带UE身份、能力和安全参数AMF与SMF选择合适的UPF，分配IP地址，并建立连接，完成无线层面的接入准备此过程包AUSF/UDM协作，完成终端身份验证和安全数据转发路径这一过程确保终端可以访问括系统信息获取、随机接入和RRC连接建立上下文建立双向认证成功后，AMF查询UE数据网络，开展各类业务应用三个主要步骤成功后，终端获得无线资源的订阅数据和服务权限进行信令交互定位服务（）LCS定位技术网络架构行业应用支持多种定位技定位服务由精确定位能力赋能多种5G5G LMF术，包括小区定位、（位置管理功能）、行业应用在智能工厂ID测角定位（）、到（网关移动位置中，可实现厂内人员、AoA GMLC达时间差定位中心）和等网络功设备实时定位和追踪；AMF（）、卫星定能协同提供负责在仓储物流领域，支持OTDOA LMF位系统辅助定位等新位置计算和估计，货物追踪和自动化调技术如波束赋形、毫米向第三方应用提度；在智慧城市中，提GMLC波和大规模也显供位置信息服务，供精准导航和地理围栏MIMO AMF著提升了定位精度，在协调与基站间的定位服务；在紧急情况下，UE室内外场景都能提供米测量提供标准化可快速定位求救人员位NEF级甚至亚米级精度北向接口，使第三方应置，提高救援效率用可安全访问位置服务法规合规与行业标准数据安全法规行业强制标准核心网必须遵守各地区数据保电信行业有多项强制性标准需遵5G护法规，如欧盟的、中国守，包括网络互通标准、应急通GDPR的《网络安全法》和《数据安全信保障标准和安全加密标准等法》等这些法规对用户数据收在中国，需符合工信部颁布的5G集、存储、处理和跨境传输设定安全技术要求和测试规范；在国了严格要求，核心网需实施数据际上，需满足、等组ITU GSMA分类分级保护和匿名化处理等措织制定的安全标准，确保全球漫施游互通合规认证与审计核心网设备和软件通常需通过多项合规认证，如安全认证、5G CC安全评估和信息安全管理体系认证等运营商也NESAS/SCAS ISO27001需定期开展安全审计和漏洞扫描，确保系统持续符合最新安全要求，及时修复潜在风险点核心网典型业务流程语音业务VoNRVoNR（Voice overNew Radio）是5G网络中的原生语音解决方案，采用IMS系统承载当用户发起VoNR呼叫时，终端首先建立专用于语音的QoS流，AMF和SMF配置网络资源以保证语音质量，UPF优先处理语音数据包相比4G VoLTE，VoNR提供更低延迟和更高音质互联网数据业务当用户启动互联网应用（如视频流媒体）时，终端请求建立或修改PDU会话SMF根据应用特性设置QoS参数，PCF可能应用流量控制策略UPF作为数据网关，执行NAT、路由和计费功能对于高带宽应用，网络可动态调整资源分配，确保用户体验国际漫游流程5G漫游支持本地分组和归属路由两种模式在本地分组模式下，访问网络负责会话控制和数据转发；在归属路由模式下，数据流量通过归属网络UPF转发SEPP保护跨运营商信令安全，双方核心网通过标准化接口协同工作，确保漫游用户获得一致服务体验核心网承载的新业务5G增强移动宽带（）eMBB超高可靠低时延（）URLLC提供高达的峰值速率和稳定的高通10Gbps实现毫秒级端到端时延和可靠性

99.999%量连接工业远程控制•12视频直播•4K/8K自动驾驶•云体验•VR/AR智慧电网•全息通信•核心网支撑能力海量机器通信（）mMTC通过不同切片满足多场景需求支持每平方公里百万级设备连接3差异化保障智慧城市传感网络•QoS•边缘计算降低时延物流资产追踪••大连接管理优化农业环境监测••核心网流量管理5G动态带宽分配流量调度与优化核心网采用弹性带宽管理机制，智能流量调度基于深度包检测5G能根据业务需求和网络负载动态调（）技术，识别不同应用流量特DPI整资源分配基于分析的流量预征，实施差异化调度策略通过就AI测模型可提前感知流量峰值，提前近接入和内容分发优化，减少网络扩容关键节点资源网络切片间的传输路径，降低核心网负载边缘带宽可以动态调整，确保重要业务与核心网协同工作，将热CDN UPF在高峰期仍获得足够资源点内容缓存在网络边缘，提升用户体验负载均衡与控制多级负载均衡机制确保网络资源高效利用，包括控制面负载均衡、间负NF UPF载分担和区域间流量调配基于的智能路径选择可避开拥塞点，实时优化SDN数据传输路径在极端场景下，流量控制策略可保障关键业务优先得到服务，维持网络整体稳定核心网多租户能力多租户架构设计应用场景与价值核心网的多租户能力允许多个虚拟运营商（）、行业企业专网大型企业可获得逻辑独立的专网，满足内部通信5G MVNO5G客户或不同部门共享同一物理网络基础设施，同时保持逻辑隔离需求，同时降低建网成本和独立管理这种能力基于网络功能虚拟化（）和网络切片NFV场馆活动体育场馆、会展中心可临时划分独立网络资源，满足技术实现，每个租户可获得定制化的网络环境特定活动需求在架构设计上，共享基础设施层提供计算、存储和网络资源池；行业平台垂直行业可共享运营商基础设施，部署行业特定的应中间层实现租户隔离和资源调度；顶层为每个租户提供专属的网用平台络功能和管理界面多运营商共享不同运营商可在偏远地区共建共享基础设施，降低网络覆盖成本公共安全专网政府应急部门可在商用网络基础上，获得独立安全的专用网络资源网络安全及攻击防范威胁识别与评估识别潜在安全风险，评估攻击影响预防性防护2实施安全基线，强化身份认证实时监测与检测异常流量分析，安全事件关联应急响应与恢复快速隔离威胁，恢复业务连续性5G核心网面临多种安全威胁，包括信令风暴、DDoS攻击、API滥用、中间人攻击和数据窃取等为应对这些威胁，核心网部署了多层次安全防护体系，包括网络边界防护、通信加密、身份认证、行为审计和异常检测等机制特别值得注意的是，5G引入了SEPP（安全边缘保护代理）专门保护跨网络信令安全，NEF（网络暴露功能）统一管理API访问控制，NWDAF支持AI驱动的安全分析，这些创新极大增强了核心网安全韧性运维与自智网络辅助运维L1基本监控告警，人工分析处理部分自动化L2预设场景自动化，简单故障自愈条件自治L3AI辅助决策，闭环处理常见问题高度自治L4自动感知优化，仅极少人工干预完全自治L5全场景智能自适应，自我演进5G核心网运维正在从传统人工运维向自智网络演进自智网络通过AI技术实现网络的自我监控、自我分析、自我优化和自我恢复，大幅提升运维效率，降低人工干预需求目前，大多数运营商处于L2-L3阶段，通过智能监控系统自动发现异常，自动执行预设的修复流程典型应用场景包括网络容量智能预测、故障根因自动分析、切片资源动态调优和安全威胁智能识别等通过运维数据的持续积累和AI模型的不断训练，自智网络能力将逐步提升，最终实现接近L4的高度自治运维云网一体化趋势架构融合5G核心网与云计算平台深度融合，形成网络即服务的新模式核心网功能作为云原生应用部署在云平台上，共享基础设施资源池，实现资源动态分配同时，网络能力也可作为云服务对外开放，为上层应用提供API调用统一编排管理云网一体化带来统一的服务编排与管理平台，通过意图驱动模型，将业务需求自动转化为网络和云资源配置用户只需描述要做什么，而不必关心怎么做的技术细节这种模式大幅简化了复杂业务的开通流程，提升了服务敏捷性分布式协同云网一体化架构支持中心云与边缘云协同，形成多层次计算能力分布核心网控制面部署在中心云，保证全网协同；用户面分布在边缘云，靠近用户降低时延应用可根据需求在不同层级动态调度，实现计算能力与网络能力的最优匹配一体化计费传统上分离的网络计费和云服务计费实现统一，支持网络资源和云资源的打包定价企业客户可以获得集成化服务套餐，简化采购和管理流程基于实际使用量的精细化计费模式，使资源使用更加透明和高效端到端服务保障全链路监测从终端到应用服务器，覆盖无线接入、传输、核心网和数据中心全环节业务体验指标2建立映射用户感知的KQI指标体系，关注端到端时延、抖动和业务成功率关联分析定位3基于拓扑关系和业务流程，快速定位影响业务体验的瓶颈环节自动修复优化通过预设策略或AI决策，自动执行修复措施，持续优化网络配置端到端服务保障是5G网络运营的核心能力，它通过全链路的监测和分析，确保用户业务体验达到预期水平与传统网元级监控不同，端到端保障关注业务流程的完整路径，识别各环节间的相互影响，解决用户感知良好但网元指标正常的难题行业应用智能制造—网络需求特点核心网解决方案5G智能制造场景对网络提出了极高要求工业控制需要确定性低时针对智能制造场景，核心网提供定制化切片方案切5G URLLC延（）；生产数据采集需要高密度连接（每平方公里片用于工业控制，保证确定性时延；切片用于海量传感10ms10mMTC万级设备）；质量检测系统需要上行大带宽（）；器接入；切片用于视频监控和辅助维修100Mbps eMBBAR厂区环境要求高可靠性和强抗干扰能力本地部署在工厂内，实现数据不出园区，保障安全性；UPF同时，不同工业应用对网络服务质量要求各异，需要灵活适配多平台与工业应用深度集成，支持边缘和工业协议转换；MEC AI样化场景，在安全与隔离方面也有严格标准，要求业务数据不出私有管理专网用户身份，实现网络隔离；提供UDM/AUSF PCF厂区工业级保障，确保关键业务万无一失QoS行业应用智慧医疗—远程诊疗5G高带宽支持实时传输高清医疗影像和诊疗视频，URLLC切片保障远程会诊实时性核心网QoS优先级保障确保医疗数据传输不受干扰，边缘计算降低时延提升交互体验远程专家可实时访问患者电子病历并提供诊断意见远程手术超低时延网络切片（10ms端到端时延）是远程手术的基础，确保操作精准无误专用UPF就近处理手术数据，最大程度降低时延波动核心网提供网络状态实时监测，任何异常立即触发保护机制冗余连接设计确保

99.999%的可靠性，防止网络中断影响手术安全患者监护mMTC切片支持大规模患者佩戴医疗监测设备，实时采集生命体征数据核心网NEF向医院系统开放API接口，实现患者异常自动告警边缘AI结合患者历史数据分析健康趋势，预测潜在风险网络安全机制严格保护患者隐私，满足医疗数据合规要求行业应用智能交通—20ms

99.999%端到端时延网络可靠性通过边缘UPF部署，保障车辆通信实时性URLLC切片确保关键安全信息传输万无一失1000km/h1M/km²移动速度支持连接密度高速场景下保持稳定连接，支持高铁和航空应用满足城市密集区车辆和路侧设备大规模接入需求智能交通是5G最具变革性的应用场景之一，核心网通过提供车联网专用切片，支持V2X（车对一切）通信路侧单元与5G基站集成，车载终端通过高可靠连接实时交换安全信息核心网MEC平台部署交通大数据分析系统，实现交通流预测和智能信号控制；边缘AI处理车载摄像头数据，辅助自动驾驶决策；位置服务（LCS）提供亚米级定位，支持车道级导航；QoS差异化处理确保安全类消息最高优先级传输核心网与集成创新5G AI网络规划智能优化预测流量分布与增长趋势实时调整网络参数与资源AI资源需求预测负载动态均衡••2最优部署方案设计切片资源调整••容量规划自动化路径智能选择••安全防护智能运维智能识别与应对威胁故障预测与自动恢复异常流量识别异常行为检测••攻击模式学习根因自动分析••自适应防御策略预防性维护••现网商用进展全球视角—中国运营商核心网建设5G比较维度中国移动中国电信中国联通组网方式SA为主SA/NSA混合SA/NSA混合核心网架构分布式云化部署中心+边缘双层架构统一核心网架构主要设备供应商华为、中兴、爱立信华为、诺基亚、新华三中兴、华为、烽火特色技术CUTS架构、九级边缘云CTNet2025网络重构智能超宽带网络边缘计算策略多级MEC部署天翼云MEC沃云MEC创新应用方向工业互联、视频创新智慧城市、智慧医疗车联网、智能制造中国三大运营商均已完成全国范围的5G SA核心网部署，实现端到端5G服务能力区别在于部署策略和技术路线有所差异，移动侧重广覆盖和多级边缘，电信强调云网融合，联通专注共建共享和差异化应用现网部署挑战与解决方案大流量并发处理云原生转型挑战随着用户快速增长，核心网面临前传统电信网元向云原生架构转型面临5G所未有的流量压力单节点吞吐要技术栈复杂、故障定位困难等挑战UPF求达到级别，控制面需处理每秒解决方案包括逐步演进策略，先容Tbps数十万次信令解决方案采用集群化器化、再微服务化；建立端到端监控部署和负载分担技术，实现无状态体系，实现微服务级故障快速定位；UPF化设计，支持横向扩展；控制面采用引入服务网格（）管理Service Mesh微服务架构，核心能力组件多实例部微服务通信；采用灰度发布和测试A/B署，实现弹性扩容等实践，降低升级风险DevOps多厂商互操作性核心网通常采用多厂商设备，互操作性问题时有发生解决方案构建标准化接口5G验证平台，确保跨厂商网元互通；实施严格的互操作性测试规程；采用开放规API范，减少私有接口；建立端到端业务级测试用例库，全面验证各厂商设备在各类业务场景下的协同工作能力网络演进与未来展望全云原生演进向无状态微服务架构深度演进，支持跨云部署网络与融合AIAI原生网络设计，感知、分析、决策深度智能化零信任安全架构细粒度身份验证，动态持续评估访问权限空天地一体化核心网支持卫星接入，实现全球无缝覆盖数字孪生网络核心网虚拟映射，仿真验证和预测性优化5G核心网仍在持续演进中，3GPP R17和R18不断增强其能力，同时业界已开始探索6G网络架构未来核心网将向更高自治化程度发展，支持更多垂直行业定制需求，并实现与计算能力的更深度融合从技术趋势看，确定性网络、内生安全、算网协同将成为重点方向网络能力将作为服务化接口开放，促进上下游生态繁荣随着元宇宙、全息通信等新兴应用兴起，对网络的要求将更加苛刻，推动核心网不断创新和升级与开源核心网Open Core主要开源项目商用与研究价值开源核心网近年来蓬勃发展，主要项目包括（韩开源核心网在多个领域展现价值研究机构用于技术创新探索和5G Open5GS国开发的全功能核心网）、（台湾交通大学开发，原型验证；初创企业基于开源代码定制开发专网解决方案；运营5G free5GC兼容）、（开源移动核心网）、商利用开源平台构建测试环境和概念验证；设备厂商参与开源社3GPP R15OMEC ONFMagma（发起的接入和核心网开源项目）以及区加速技术迭代和标准影响力Meta/Facebook（法国开发的端到端开源平OpenAirInterface EURECOM尽管开源核心网在性能、可靠性和功能完整性上仍与商用产品有台）差距，但在特定场景（如小型专网、研发测试、教育培训）已具这些项目各有侧重，有的注重标准兼容性，有的专注易用性和集备应用价值随着社区不断壮大，开源核心网有望在更广泛领域成度，有的强调云原生架构它们共同推动了技术的普及和发挥作用5G创新与其他网络（专网、卫星网）融合专网部署模式与卫星网络融合5G5G5G专网有多种部署模式独立专网3GPP R17开始支持非陆地网络（完全独立核心网和无线网）、混合（NTN），使卫星成为5G接入方式专网（专用UPF与公网共享控制面）之一核心网通过增强的AMF支持超和切片专网（基于公网切片）这些大小区和长传播时延，SMF/UPF适模式在安全隔离度、部署成本和运维配卫星链路特性，优化数据传输典复杂度方面各有权衡核心网可根据型应用包括海洋通信、偏远地区覆行业需求灵活调整架构，实现从轻量盖、灾害应急和空中/航海移动平台连级到全功能的专网解决方案接未来星地融合网络将实现全球无缝覆盖物联网专用核心网针对海量物联网设备，轻量级核心网架构应运而生它简化协议栈，优化信令流程，支持低功耗和间歇性连接，同时提供灵活的设备管理和数据采集能力农业物联网、智慧城市和物流追踪等领域已开始部署专用物联网核心网，以满足大规模低成本连接需求国际标准与专利态势成本优化与商业模式创新35%硬件成本降低通用服务器替代专用设备40%运维成本节省自动化工具减少人工干预60%部署时间缩短从月级缩短至周级或天级25%能耗效率提升动态资源分配优化能源使用5G核心网采用云原生架构已显著降低总体拥有成本（TCO）虚拟化和容器技术使资源利用率提升30%以上；共享基础设施减少重复投资；CI/CD自动化流程缩短更新周期；动态扩缩容避免过度配置资源在商业模式方面，创新不断涌现网络切片即服务（NSaaS）允许行业客户按需购买定制网络资源；边缘计算即服务（ECaaS）提供本地化计算能力；网络API货币化使运营商将网络能力作为服务出售；共建共享模式优化投资回报这些创新为运营商创造了新的收入来源，超越传统连接业务的边界核心网人才要求与学习路径5G架构专家端到端方案设计与规划能力技术专家2特定领域深度技术能力工程师实施与运维基本技能入门者基础知识与概念理解5G核心网人才需要多领域复合知识，包括电信技术、云计算、网络安全、自动化和编程能力专业路径可分为研发、集成、测试和运维四大方向，各有侧重点理想的学习路径应先掌握基础协议知识，再学习云原生架构，然后深入特定领域，最后结合项目实践提升经验行业认证包括设备厂商认证（如华为HCIA/HCIP、爱立信5G认证）、云平台认证（如Kubernetes CKA）和开源技术认证持续学习对跟上技术演进至关重要，推荐通过官方文档、技术社区、培训课程和动手实验相结合的方式提升能力总结与课程回顾核心功能关键技术网络功能与交互网络切片信令流程与处理边缘计算QoS与策略控制AI与自动化架构创新行业应用服务化架构（SBA）垂直行业解决方案控制与用户面分离专网部署模式云原生部署模式创新商业模式14本课程全面介绍了5G核心网的架构设计、功能组件、关键技术和应用场景我们从基本概念和历史演进开始，深入探讨了服务化架构、网络功能实体和信令流程等核心内容，并分析了网络切片、边缘计算等创新技术的实现机制通过学习，您应已掌握5G核心网的工作原理和技术特点，理解其如何支撑各类创新业务，以及在垂直行业中的应用价值这些知识将帮助您把握5G发展趋势，为相关技术研究、产品开发或解决方案设计提供理论基础问题交流与答疑常见问题探讨联系方式5G核心网与4G EPC的互操作机制是怎样讲师邮箱的？instructor@5gtechacademy.cn网络切片如何实现端到端资源隔离和SLA技术交流群扫描右侧二维码加入5G核保障？心网技术交流微信群边缘计算场景中UPF的最佳部署模式是什官方网站么？www.5gtechacademy.cn/core多厂商环境中如何保证网络功能间的兼容技术论坛forum.5gtechacademy.cn性？补充学习资源《5G核心网技术详解》配套教材电子版3GPP TS

23.501/502/503官方规范中文导读核心网实验环境搭建指南行业应用案例分析集感谢参与本次5G核心网技术课程！我们鼓励大家积极提问，分享实际工作中遇到的问题和挑战课后欢迎通过以上渠道继续交流，我们的专家团队将提供持续的技术支持。