5G网元特征

核心网网元

1. AMF

AMF（Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能）是接入和移动性管理功能实体，AMF可以类比于4G的MME。AMF的主要功能有：

RAN信令接口（N2）的终结点，NAS（N1）信令（MM消息）的终结点；
负责NAS消息的加密和完整性保护，负责注册、接入、移动性管理、鉴权、短信等功能；
此外在和EPS网络交互时还负责Eps Bearer Id的分配。

2. SMF

SMF（Session Management Function，会话管理功能）是会话管理功能实体。SMF的主要功能有：

NAS消息的SM消息的终结点；
会话（session）的建立、修改、释放；
UE IP的分配管理；
DHCP功能；
ARP代理或IPv6邻居请求代理（Ethernet PDU场景下）；
为一个会话选择和控制UPF；
计费数据的收集以及支持计费接口；
决定一个会话的SSC模式；
下行数据指示。

3. UPF

UPF（User Plane Function，用户面管理功能）是用户面功能实体，其类似于4G下的GW（SGW+PGW）。最主要的功能是负责数据包的路由转发、Qos流映射。

用于RAT内/RAT间移动性的锚点（适用时）。
外部 PDU 与数据网络互连的会话点。
分组路由和转发（例如，支持上行链路分类器以将业务流路由到数据网络的实例，支持分支点以支持多宿主PDU会话）。
数据包检查（例如，基于服务数据流模板的应用流程检测以及从SMF接收的可选PFD）。
用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向）。
合法拦截（UP收集）。
流量使用报告。
用户平面的QoS处理，例如UL/DL速率实施，DL中的反射QoS标记。
上行链路流量验证（SDF到QoS流量映射）。
上行链路和下行链路中的传输级分组标记。
下行数据包缓冲和下行数据通知触发。
将一个或多个“结束标记”发送和转发到源NG-RAN节点。

4. PCF

PCF（Policy Control Function，策略控制功能）为策略控制功能实体。支持统一的策略框架并管理网络行为，向网络实体提供策略规则，访问统一数据仓库（UDR）的订阅信息，PCF只能访问和其相同PLMN的NDR。

5. NEF

NEF（Network Exposure Function，网络业务呈现功能）是网络呈现功能实体。NEF的主要功能有：

3GPP的网元都是通过NEF将其能力呈现给其它网元的；
NEF将相关信息存储到NDR中、也可以从NDR获取相关的信息，NEF只能访问和其相同PLMN的NDR；
F提供相应的安全保障来保证外部应用到3gpp网络的安全；
3GPP内部和外部相关信息的转换，例如AF-Service-Identifier和5G核心网内部的DNN、S-NSSAI等的转换，尤其是网络和用户敏感信息一定要对外部网元隐藏；
NEF可以通过访问NDR获取到其它网元的相关信息，NEF只能访问和其相同PLMN的UDR。

6. NRF

NRF（NF Repository Function，NF贮存功能）是网络贮存功能实体。NRF的主要功能有：

支持业务发现功能，也就是接收网元发过来的NF-Discovery-Request，然后提供发现的网元信息给请求方；
维护可用网元实例的特征和其支持的业务能力；
一个网元的特征参数主要有：网元实例ID、网元类型、PLMN、网络分片的相关ID（如S-NSSAI、NSI、ID）、网元的IP或者域名、网元的能力信息、支持的业务能力名字等

7. UDM

UDM（Unified Data Manager，统一数据管理）的主要功能有：

产生3GPP鉴权证书/鉴权参数；
存储和管理5G系统的永久性用户ID（SUPI）；
订阅信息管理；
MT-SMS递交；
SMS管理；
用户的服务网元注册管理（比如当前为终端提供业务的AMF、SMF等）。

8. AUSF

AUSF（Authentication Server Function，鉴权服务器功能）是鉴权服务器网元；支持3GPP接入的鉴权和untrusted non3GPP接入的鉴权。

9. UDR

UDR（Unified Data Repository，统一数据仓库），负责的主要功能有：

UDM存储订阅数据或读取订阅数据；
PCF存储策略数据或者读取策略数据；
存储公开的数据或者从中读取公开的数据；UDR和访问UDR的NF具有相同的PLMN，也就是同一个网络下，也即Nudr接口是一个PLMN内部接口。

10. SMSF

SMSF（SMS Function，短信功能）为短信功能；

11. RAN

（R）AN（Access Network）就是接入网，可以是3GPP的接入网（如LTE、5G-NR），也可以是non-3GPP的接入网（如常见的WiFi接入）。

5G核心网系统架构主要特征

5G核心网架构为用户提供数据连接和数据业务服务，基于NFV（Network Function Virtualization，网络功能虚拟化）和 SDN（Software Defined Network，软件定义网络）等新技术，其控制面网元之间使用服务化的接口进行交互。5G核心网系统架构主要特征如下：