核心网
5G核心网基础知识
目录
• 5G核心网概述 • 5G核心网关键技术 • 5G核心网协议栈与接口 • 5G核心网部署与演进 • 5G核心网安全与挑战 • 5G核心网应用与前景
01
5G核心网概述
5G核心网定义与特点
定义
5G核心网是第五代移动通信网络 的核心组成部分，负责提供高速、 低时延、大连接等特性的网络服
谢谢观看
协议栈组成及功能
控制面协议栈
包括NGAP（Non-Access Stratum Protocol for 5G）、NAS（Non-Access Stratum）等协议，用于实现网络接入、移动性管理、会话管理等功能。
用户面协议栈
包括GTP-U（GPRS Tunnelling Protocol for User Plane）、UDP/IP（User Datagram Protocol/Internet Protocol）等协议，用于实现用户数据传输。
控制面与用户面分离
边缘计算
5G核心网支持边缘计算，将部分计算 任务下沉到网络边缘，降低数据传输 时延。
5G核心网将控制面与用户面分离，降 低网络复杂性，提高网络效率。
5G核心网与4G核心网对比
架构差异
时延优化
5G核心网采用服务化架构，而4G核心网主要 采用一体化架构。
5G核心网通过优化网络协议和架构，降低数 据传输时延，而4G核心网在时延方面相对较 高。
连接能力
业务支持
5G核心网支持海量设备连接，满足物联网等 应用场景的需求，而4G核心网在连接能力上 相对较弱。
5G核心网支持更多样化的业务类型和服务模 式，如超高清视频、虚拟现实等，而4G核心 网在业务支持上相对有限。
02
5G核心网关键技术
核心网，骨干网，支撑网，接入网的区别和联系
核心网，骨干网，支撑网，接入网的区别和联系从业务角度划分：业务网：核心网+接入网。
从传输角度划分：通信网：骨干网+接入网。
核心网（Core Network）：业务层的角度划分，将接入网与其他接入网连接在一起的网络。
骨干网（backbone network）：城市之间的连接网络。
支撑网：监管业务网（通信网）的网络。
广域网：都是由核心网＋接入网组成，骨干网一般都是广域网，作用范围几十到几千公里。
一、骨干网（backbone network）是承载网的概念，核心网（CN）是移动通信网络的概念，骨干网又被称为核心网”这个回答完全错误。
几台计算机连接起来，互相可以看到其他人的文件，这叫局域网，整个城市的计算机都连接起来，就是城域网，把城市之间连接起来的网就叫骨干网。
二、支撑网（supporting network（SN））：利用电信网的部分设施和资源组成的，相对独立于电信网中的业务网和传送网的网络。
支撑网对业务网和传送网的正常、高效、安全、可靠的运行、管理、维护和开通(OAM&P)起支撑和保证作用。
三、接入网（Access Network (AN)）：指骨干网络到用户终端之间的所有设备。
接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入HFC（Hybrid Fiber Coaxial）、无线接入和以太网接入等几种方式。
接入技术可以分为宽带有线接入技术和宽带无线接入技术两大类。
1、宽带有线接入网技术包括：（1）基于双绞线的ADSL技术（非对称数字用户线系统（ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line）），利用固话的双绞线实现与互联网上网功能，支持语音、视频、数据等。
（2）基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem 技术、（Hybrid Fiber－Coaxial，即混合光纤同轴电缆网），利用有线电视的的同轴电缆，实现与互联网上网功能，支持语音、视频、数据等。
核心网接口和信令流程
核心网接口和信令流程核心网（Core Network）是移动通信网络的关键组成部分，负责实现移动用户的接入、切换和服务交付等功能。
核心网接口和信令流程是指在核心网中不同组件之间进行通信和协作的接口和流程，下面将详细介绍核心网接口和信令流程。
一、核心网接口核心网中的各个组件通过接口实现信息的交换和共享，常见的核心网接口包括以下几种：1. S1接口：S1接口是连接eNodeB和MME（Mobility Management Entity）的接口，用于实现移动性管理的相关功能，比如移动用户的承载切换、位置更新等。
S1接口分为S1-MME和S1-U两部分，分别对应控制面和用户面的传输。
2. X2接口：X2接口是连接eNodeB之间的接口，用于实现小区间的协同工作，比如邻区关系的维护、干扰协调等。
通过X2接口，相邻的eNodeB可以共享信息，提高整个网络的性能和效率。
3. S6a接口：S6a接口是连接MME和HSS（Home Subscriber Server）的接口，用于实现用户鉴权、位置查询、密钥协商等功能。
MME通过S6a接口向HSS查询用户的订阅信息，以及提供用户的位置更新和鉴权结果。
4. S11接口：S11接口是连接MME和SGW（Serving Gateway）的接口，用于实现移动性的管理和数据传输等功能。
当移动用户切换到新的LTE小区时，MME通过S11接口将用户的相关信息传输给SGW，并负责控制用户数据的传输。
5.S1-MME接口：S1-MME接口是连接MME和SGW之间的接口，用于实现控制面的传输。
当MME需要控制用户数据的传输时，通过S1-MME接口向SGW发送指令和请求。
以上仅介绍了一部分核心网接口，实际上核心网中还存在许多其他接口，如S5/S8接口、S-GW/P-GW接口等，用于实现更多的功能。
二、核心网信令流程核心网中的信令流程是指不同组件之间进行通信和协作的过程，常见的信令流程有以下几种：1. 用户接入过程：当移动用户进入LTE网络区域时，首先进行鉴权和连接建立过程。
《核心网概述》课件
核心网的组成
交换机
交换机是核心网中的关键设备，负责数据的 交换和路由选择。
路由器
路由器负责将数据从一个网络传输到另一个 网络，并根据路由表选择最佳路径。
传输设备
传输设备包括光纤、电缆等，用于传输数据 和信令信息。
数据库
数据库存储了网络配置、用户数据等信息， 为核心网的操作和维护提供支持。
02 核心网技术
路由器技术
路由原理
路由器是一种网络设备，用于在不同 的网络之间转发数据包。路由器通过 路由表来决定数据包的转发路径，能 够实现不同网络之间的互联互通。
路由协议
为了使路由器能够正确地转发数据包 ，需要使用路由协议来交换路由信息 。常见的路由协议包括OSPF、BGP和 RIP等，它们在不同的应用场景下有各 自的优势和特点。
宽带接入技术
DSL技术
DSL是一种利用普通电话线提供宽带接入的技术。通过DSL技术，用户可以在电话线上同时进行语音和数据传输 ，实现高速上网。DSL技术包括ADSL、VDSL和SHDSL等不同类型，每种类型都有不同的传输速度和应用场景。
光纤接入技术
光纤接入技术是一种利用光纤作为传输介质的宽带接入技术。相比传统的铜线接入技术，光纤接入技术具有更高 的传输速度和更远的传输距离。光纤接入技术包括EPON和GPON等不同标准，能够满足不同用户的需求。
03
核心网通常由一系列的硬件和软件组成，包括交换 机、路由器、传输设备等。
核心网的作用
数据传输
核心网的主要功能是传输数据，包括来自移动设备、固定电话、互 联网等的数据流。
路由选择
核心网负责选择最佳路径，将数据从一个节点传输到另一个节点， 确保数据能够快速、准确地到达目的地。
核心网基础知识培训教材
语音信箱
允许用户在不方便接听电话时，将来电 留言保存在语音信箱中，稍后再听取。
呼叫转移
用户可将来电转移到其他电话号码上， 确保不会错过重要来电。
呼叫等待
用户在通话过程中，可以接收到其他来 电的提醒，并选择是否接听。
数据业务
短信服务
提供文本信息的发送和接 收功能，支持点对点和群 发短信。
彩信服务
允许用户发送和接收包含 图片、音频、视频等多媒 体内容的彩信。
防火墙通过包过滤技术、代理服务技术、 状态检测技术等技术手段来保护网络安 全。它可以对进出网络的数据包进行过 滤、检查、分析等处理，从而防止未经 授权的访问和数据泄露。
按技术可分为包过滤型防火墙、代理服 务型防火墙和状态检测型防火墙；按应 用部署位置可分为边界防火墙、个人防 火墙和混合防火墙等。
服务器与存储设备
路由器的分类
按性能档次可分为高、中、低档路由器；按结构可分为模块化路由器和 非模块化路由器；按网络位置可分为核心路由器、汇聚路由器和接入路 由器等。
防火墙
防火墙的定义
防火墙的工作原理
防火墙的分类
防火墙指的是一个由软件和硬件设备组 合而成、在内部网和外部网之间、专用 网与公共网之间的界面上构造的保护屏 障.是一种获取安全性方法的形象说法， 它是一种计算机硬件和软件的结合，使 Internet与Intranet之间建立起一个安 全网关（Security Gateway），从而 保护内部网免受非法用户的侵入。
交换机的工作原理
交换机的分类
交换机根据收到数据帧中的源 MAC地址建立该地址同交换机端 口的映射，并将其写入MAC地址 表中。当交换机收到数据帧时， 会检查该数据帧的目的MAC地址， 并在MAC地址表中查找对应的端 口。如果找到，则将该数据帧从 对应端口转发出去；否则，将数 据帧广播到所有端口。
NSA和SA的区别
NSA和SA的区别
SA和NSA主要在定义、范围、基站、核心网、互连复杂程度
以及接入技术上有区别。
核心网上，SA有5G核心网，NSA没有
5G核心网；互连复杂程度上，SA的5G与4G在核心网级互通，NSA的5G与4G在接入网级互通。
以下是具体区别：
1、定义不同：
NSA是非独立组网，SA是独立组网。
2、范围不同：
在NSA模式下，5g网络和4g网络是互连互通的，非常复杂，
而在SA模式下，5g网络和4g网络是互相独立的。
3、基站不同：
NSA采用的是新建5G核心网或4G核心网，终端双连接；SA
采用的是5G核心网和5G基站，终端单连接。
4、核心网不同：
SA有5G核心网，而NSA没有5G核心网。
由于在NSA组网下，由于没有5G核心网，不能支持网络切片，也无法完美支持MEC，
因此在网络时延、业务部署敏捷性和服务可靠性上略差。
5、互连复杂程度不同：
在SA组网下，5G网络独立于4G网络，5G与4G仅在核心网
级互通，互连简单;在NSA组网下，5G与4G在接入网级互通，互
连复杂。
6、接入技术不同：
在SA组网下，终端连接NR一种无线接入技术; NSA组网下，终端双连接LTE和NR两种无线接入技术。
核心网面试的相关知识题
核心网面试的相关知识题1. 介绍核心网是移动通信系统中的一个重要组成部分，负责承载移动通信网络的核心功能。
核心网面试中，常涉及到一些相关的知识题，本文将对一些常见的核心网面试题进行介绍。
2. 问题1：请简要介绍核心网的结构和功能核心网主要由以下几个组成部分构成： - MME（Mobility Management Entity）：负责移动性管理和信令控制。
- S-GW（Serving Gateway）：承载用户数据和控制信令，提供用户数据的切换功能。
- P-GW（Packet Data Network Gateway）：连接核心网和外部网络，负责数据包的路由、转发和策略控制。
- HSS（Home Subscriber Server）：存储用户的身份和业务数据。
- PCRF（Policy and Charging Rules Function）：负责策略控制和计费管理。
核心网的功能包括移动性管理、信令控制、用户数据传输、访问控制、安全保护等。
3. 问题2：请解释LTE网络中的EPS（Evolved Packet System）是什么EPS是LTE网络中的核心网架构，是LTE网络的一种网络体系结构。
它由MME、S-GW、P-GW等组成，支持IP数据包传输和信令控制。
EPS为LTE网络提供了高速数据传输、低延迟和高效的移动性管理功能。
4. 问题3：请介绍LTE网络中的用户鉴权过程LTE网络中的用户鉴权过程包括以下步骤： 1. UE（User Equipment）向MME发送鉴权请求。
2. MME向HSS发送鉴权请求，请求验证UE的身份和合法性。
3. HSS向MME返回鉴权结果，如果验证通过，HSS还会返回密钥等信息。
4. MME将鉴权结果返回给UE，同时生成安全参数用于后续的数据传输。
5. 问题4：请解释LTE网络中的移动性管理过程LTE网络中的移动性管理过程包括以下几个方面： - 切换管理：核心网控制UE 在不同基站间的切换，保证用户在移动过程中的连续性。
核心网流量计算公式
核心网流量计算公式在通信网络中，核心网流量是指通过核心网传输的数据量，是评估网络运营商网络负载和性能的重要指标。
核心网流量的计算公式可以帮助网络运营商准确地评估网络的负载情况，从而合理规划网络资源，提高网络性能和用户体验。
核心网流量计算公式一般包括两个方面的内容，数据包的大小和数据包的数量。
数据包的大小通常以比特（bit）或字节（byte）为单位，而数据包的数量则是指在一定时间内通过核心网的数据包数量。
下面将详细介绍核心网流量计算公式的具体内容。
首先，我们来看数据包大小的计算。
数据包大小通常是指数据包的平均大小，它可以通过以下公式计算：数据包大小 = 数据包总字节数 / 数据包总数量。
其中，数据包总字节数是指在一定时间内通过核心网的所有数据包的总字节数，数据包总数量则是指在同一时间段内通过核心网的数据包数量。
通过计算数据包大小，可以得知平均每个数据包的大小，从而更好地评估网络的负载情况。
其次，我们来看数据包数量的计算。
数据包数量通常是指在一定时间内通过核心网的数据包数量，它可以通过以下公式计算：数据包数量 = 数据包总数量。
通过计算数据包数量，可以得知在一定时间内通过核心网的数据包数量，从而更好地评估网络的负载情况。
最后，我们来看核心网流量的计算。
核心网流量是指在一定时间内通过核心网的总数据量，它可以通过以下公式计算：核心网流量 = 数据包大小数据包数量。
通过计算核心网流量，可以得知在一定时间内通过核心网的总数据量，从而更好地评估网络的负载情况。
需要注意的是，核心网流量的计算公式中的数据包大小和数据包数量需要根据实际情况进行统计和计算。
另外，为了更准确地评估网络的负载情况，还可以根据实际情况对核心网流量进行分时段统计和分地区统计，以便更好地了解网络的负载情况。
总之，核心网流量的计算公式是评估网络负载和性能的重要工具，可以帮助网络运营商更好地规划网络资源，提高网络性能和用户体验。
通过合理地使用核心网流量计算公式，可以更好地了解网络的负载情况，从而更好地优化网络性能，提高用户满意度。
核心网基础知识培训
核心网基础知识培训一、核心网基础概念1. 核心网的定义核心网是移动通信网络的中枢部分，也是整个移动通信网络的核心部分。
它主要负责移动通信网络中的信令控制和数据传输，是移动通信网络中各种业务的统一接入和交换平台，承担着移动通信网络的调度和资源管理等重要任务。
2. 核心网的功能核心网负责移动通信网络中的信令控制和数据传输，主要包括移动性管理、接入控制、业务处理、计费和安全认证等功能。
它还承担着移动通信网络中各种业务的统一接入和交换平台，为用户提供高效、安全、可靠的移动通信服务。
3. 核心网的组成核心网由多个功能相互配合的组件构成，主要包括移动交换机、业务支持节点、接入网关、传输网等组件。
这些组件通过标准的接口和协议相互连接，共同构成了移动通信网络的核心部分。
二、核心网技术知识1. 移动性管理移动性管理是核心网的重要功能之一，主要包括位置登记、位置更新、呼叫寻呼等功能。
通过移动性管理，用户可以在移动通信网络中实现无缝的漫游，并且能够随时随地进行通信。
2. 接入控制接入控制是核心网的另一个重要功能，它主要负责用户接入认证、接入权限控制、访问控制和接入性能管理等功能。
通过接入控制，核心网可以保障网络资源的合理利用，并且为用户提供安全、可靠的接入服务。
3. 业务处理业务处理是核心网的核心功能之一，它主要包括呼叫控制、短信业务、数据业务和增值业务等功能。
通过业务处理，核心网可以实现各种不同类型的业务处理，为用户提供丰富多样的通信服务。
4. 计费计费是核心网的重要功能之一，它主要包括计费策略的制定、计费数据的采集和处理等功能。
通过计费，核心网可以实现对用户通信行为的监控和统计，为用户提供合理的计费服务。
5. 安全认证安全认证是核心网的重要功能之一，它主要包括用户身份鉴别、加密解密和安全通信等功能。
通过安全认证，核心网可以保障用户通信的安全性和隐私性，为用户提供安全可靠的通信服务。
三、核心网发展趋势1. 虚拟化技术随着云计算和大数据技术的发展，核心网将会逐渐采用虚拟化技术，实现网络功能的软件定义和灵活部署，降低网络运维成本，提高网络资源利用率。
核心网实训报告心得感悟
一、引言时光荏苒，转眼间核心网实训已经落下帷幕。
在这段时间里，我通过实地参观、学习交流、动手实践等多种形式，对核心网技术有了更加深入的了解。
此次实训不仅让我掌握了核心网的基本原理和关键技术，还使我收获了宝贵的心得感悟。
二、实训内容与收获1. 核心网基础知识实训初期，我们学习了核心网的基本概念、网络架构、关键技术等内容。
通过学习，我了解到核心网是通信网络中的核心部分，负责承载用户的数据传输、语音通话等业务。
核心网主要包括交换网络、传输网络和支撑网络三个部分，它们协同工作，为用户提供高质量的服务。
2. 核心网关键技术实训过程中，我们重点学习了核心网的关键技术，如信令、承载、路由、计费等。
通过实际操作，我对这些技术有了更深刻的认识。
例如，在信令方面，我们学习了信令流程、信令消息、信令协议等内容；在承载方面，我们了解了承载建立、承载释放、承载修改等过程；在路由方面，我们学习了路由选择、路由优化等知识；在计费方面，我们了解了计费原理、计费方法等。
3. 核心网设备与系统实训期间，我们参观了核心网设备与系统，如交换机、传输设备、网管系统等。
通过实地操作，我对这些设备的性能、功能、配置方法有了直观的了解。
同时，我们还学习了如何使用网管系统对核心网设备进行监控、维护和管理。
4. 实训项目实践在实训过程中，我们参与了多个项目实践，如核心网故障排查、性能优化、新功能部署等。
通过实际操作，我掌握了核心网故障排查的步骤和方法，学会了如何根据性能指标进行优化，以及如何快速部署新功能。
三、心得感悟1. 理论与实践相结合此次实训让我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在理论学习过程中，我们要注重对知识的消化吸收，将其运用到实际操作中。
只有将理论与实践相结合，才能更好地掌握核心网技术。
2. 团队协作与沟通在实训过程中，我们面临许多困难和挑战。
面对这些问题，我们需要学会团队协作，与团队成员沟通交流，共同解决问题。
通过这次实训，我认识到团队协作和沟通在项目实施过程中的重要性。
核心网设备功能部分
核心网设备功能部分一、引言核心网设备是移动通信网络中的重要组成部分，承担着用户数据传输、信令传递、接入控制等关键任务。
核心网设备的功能部分包括移动交换中心(MSC)、业务支持系统(BSS)、数据存储与管理系统、IP分组数据网元、移动互联网网关等。
本文将对核心网设备的功能部分进行详细介绍。
二、移动交换中心(MSC)移动交换中心(MSC)是核心网设备中的关键部分，主要负责处理电话呼叫的连接、切换、路由和计费等功能。
它接入业务支持系统(BSS)和外部网络，在用户终端之间建立呼叫通路，并负责语音传输、信令传递和呼叫控制等任务。
MSC具有以下主要功能：1.呼叫控制：MSC负责呼叫的建立、维持和释放，包括寻呼、信号发送、接听和挂断等操作，保证呼叫的可靠性和稳定性。
2.语音传输：MSC负责语音数据的转码、压缩和传输，将呼叫双方的语音数据进行传递，并确保语音质量达到一定的要求。
3.呼叫路由：MSC根据用户的位置信息和呼叫目标的号码，进行呼叫路由的选择，找到合适的呼叫路径，确保呼叫可以正确连接。
4.信令传递：MSC负责处理用户终端和网络之间的信令传递，包括呼叫建立请求、振铃信号、通话保持请求等，确保呼叫的顺利进行。
三、业务支持系统(BSS)业务支持系统(BSS)是核心网设备中的另一个重要组成部分，主要负责用户数据传输和业务处理等功能。
BSS提供了一系列API接口，用于处理用户的查询、订阅、计费等业务需求。
以下是BSS的主要功能：1.业务订阅：BSS提供用户订阅业务的功能，例如话费账单查询、套餐订阅、流量充值等，用户可以通过BSS接口进行业务订阅和管理。
2.用户查询：BSS提供了用户信息查询的功能，包括用户的账号、套餐、使用情况等，用户可以通过BSS接口查询自己的个人信息。
3.计费管理：BSS负责用户的计费管理，根据用户的套餐和使用情况计算费用，并生成详单。
用户可以通过BSS接口查询自己的费用情况，并进行充值、账单支付等操作。
核心网接口和信令流程
LMSI是本地移动台标识，主要用于在VLR中索引用户数据。描述如下： 在位置更新时由VLR分配 4个字节长度 提高在VLR中搜索用户数据的速度
LMSI
号码类型和结构（IMEI）
IMEI：这是国际移动台设备标识号，唯一识别每一移动台 结构： TAC + FAC + SNR + SP AC：型号许可代码，长度为6个数字 FAC；最终装配代码，长度2个数字，由厂家定义 SNR：出厂序列号，长度6个数字，由厂家定义，每一设备有唯一的序列号。 SP ：空闲位置
01
02
03
04
N7
第二级
05
消息 第一级 MTP 功能 链路功能
根据
M
T
P
的
用
户
根据
DPC+SSF
N
SI
Y
MTP
第三级
消息处理
消息路由
消息分配
消息鉴别
本局
OPC=
消息中
DPC
M
T
P
第
二
级
MTP信令消息处理
SCCP信令消息的无连接传输
逻辑传输路径 (b) 实际传输路径
单击此处可添加副标题
单击此处添加大标题内容
Handover DTAP (CC, MM) RANAP MAP RANAP on E-interface .008, BSSMAP .008, BSSAP on E-interface
3GPP 体系结构: IMS
SGSN
GGSN
UTRAN GERAN
PSTN
七号信令系统功能模块
七号信令系统功能级
七号信令骨干网(现用)
STP STP STP STP STP B平面 MSC SCP SP 2MBIT/S
移动通信3G核心网原理
移动通信3G核心网原理移动通信3G核心网原理移动通信3G核心网是指第三代（3G）移动通信中心的核心组成部分。
它起着连接无线接入网和互联网的桥梁作用，负责移动用户的认证、用户数据传输、业务逻辑控制等重要功能。
理解3G核心网的原理对于了解移动通信技术的发展和实现方法非常重要。
1. 核心网概述移动通信3G核心网通常由以下几个主要组件组成：移动交换中心（MSC）移动业务支持节点（MSS）位置注册中心（HLR）用户数据管理节点（AUC）资费计费中心（CC）服务控制节点（SCC）这些组件通过网络连接互相通信，并与无线网和互联网进行数据交换。
2. 核心网功能3G核心网具备以下几个主要功能：用户管理和认证核心网负责管理移动用户的信息，包括用户的方式号码、身份验证、用户特征等。
通过位置注册中心（HLR）和用户数据管理节点（AUC）管理用户的身份验证和用户特征的相关信息。
业务支持和控制核心网负责支持和控制移动通信网络中的各种业务功能，如方式呼叫、短信、彩信、数据传输等。
移动业务支持节点（MSS）和服务控制节点（SCC）负责实现这些功能。
数据传输和路由核心网负责将用户的数据传输到目标位置，并负责根据网络拓扑和负载情况进行数据的路由选择。
移动交换中心（MSC）和其他相关节点负责实现数据传输和路由功能。
资费计费核心网负责记录用户的通信使用情况，并根据计费策略进行资费计费。
资费计费中心（CC）负责实现资费计费功能。
3. 核心网工作流程移动通信3G核心网的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 用户认证：当移动用户上线时，核心网会对用户进行身份验证。
核心网会与位置注册中心（HLR）和用户数据管理节点（AUC）交互，验证用户的身份和特征。
2. 业务请求：用户通过移动设备发送各种业务请求，如方式呼叫、短信发送等。
核心网根据业务请求的类型和目标地质，将请求发送到合适的节点进行处理。
3. 业务处理：核心网根据业务请求的类型，将请求发送到相应的移动业务支持节点（MSS）或服务控制节点（SCC）进行处理。
《5G核心网原理与实践》札记
《5G核心网原理与实践》读书札记目录一、5G核心网概述 (2)1.1 5G网络的发展背景 (3)1.2 5G核心网的定义与功能 (4)1.3 5G核心网的技术特点 (5)二、5G核心网架构 (7)2.1 5G核心网的组成结构 (8)2.2 5G核心网的网络切片技术 (10)2.3 5G核心网的虚拟化技术 (11)三、5G核心网关键技术 (12)四、5G核心网的性能优化 (14)4.1 网络切片管理 (15)4.2 负载均衡技术 (16)4.3 资源调度策略 (18)4.4 性能监控与评估 (19)五、5G核心网的部署与实施 (21)5.1 5G核心网的部署模式 (22)5.2 5G核心网的实施步骤 (23)5.3 5G核心网的运维与管理 (25)六、5G核心网的应用案例 (26)6.1 5G+工业互联网 (28)6.2 5G+智慧交通 (29)6.3 5G+远程医疗 (31)6.4 5G+智慧城市 (32)七、5G核心网的未来发展趋势 (34)7.1 5G核心网的技术创新 (35)7.2 5G核心网的产业应用 (36)7.3 5G核心网的挑战与机遇 (37)八、总结与展望 (39)8.1 5G核心网的发展成果 (40)8.2 5G核心网的未来趋势 (41)8.3 对5G核心网发展的展望 (43)一、5G核心网概述随着移动通信技术的迅猛发展，5G作为新一代移动通信技术，其核心网（5GC）在架构、功能和技术上均实现了重大突破。
5G核心网不再局限于传统的LTE网络架构，而是采用了全新的网络切片技术，以灵活、高效的方式满足不同应用场景的需求。
在5G核心网中，网络功能（NF）被划分为多个服务化网络功能（SFN），每个SFN都基于一个独立的逻辑网络切片实例。
这种划分方式不仅提高了网络的灵活性和可扩展性，还使得网络资源能够更高效地利用。
5G核心网还引入了网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）技术，进一步降低了网络运维的成本，提高了网络的智能化水平。
核心网,骨干网,支撑网,接入网与驻地网
核心网，骨干网，支撑网，接入网与驻地网长途网＋中继网＋支撑网＝核心网，核心网＋接入网＝公共电信网，驻地网＋公共电信网＝通信网（？）核心网CN解释：Core Network -- 核心网定义：将业务提供者与接入网，或者，将接入网与其他接入网连接在一起的网络。
通常指除接入网和用户驻地网之外的网络部分。
所属学科：通信科技（一级学科）；通信网络（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布简单点说，可以把移动网络划分为三个部分，基站子系统，网络子系统，和系统支撑部分比如说安全管理等这些。
核心网部分就是位于网络子系统内，核心网的主要作用把A口上来的呼叫请求或数据请求，接续到不同的网络上。
主要是涉及呼叫的接续、计费，移动性管理，补充业务实现，智能触发等方面主体支撑在交换机。
至于软交换则有两个很明显的概念，控制与承载的分离，控制信道与数据信道的分离。
核心网从协议上规定就是其到核心交换或者呼叫路由功能的网元，对于2G/3G 核心网一般都是一样，在R4架构比如MSC SERVER MGW ，HLR，VLR ，EIR ，AUC等，主要作用是整个呼叫信令控制和承载建立。
核心网的发展方向核心网全面进入“IP”时代，IP、融合、宽带、智能、容灾和绿色环保是其主要特征。
从电路域看，移动软交换已经全面从TDM的传输电路转向IP；从分组域看，宽带化、智能化是其主要特征；从用户数据看，新的HLR被广泛接受，逐步向未来的融合数据中心演进。
另外，运营商纷纷将容灾和绿色环保提到战略的高度；移动网络在未来发展和演进上殊途同归，在4G时代，GSM和CDMA两大阵营将走向共同的IMS＋SAE＋LTE架构。
支撑网定义：利用电信网的部分设施和资源组成的，相对独立于电信网中的业务网和传送网的网络。
支撑网对业务网和传送网的正常、高效、安全、可靠的运行、管理、维护和开通(OAM&P)起支撑和保证作用。
支撑网（supporting network），现代电信网运行的支撑系统。
核心网学习计划
核心网学习计划一、背景介绍随着5G技术的发展和应用，核心网作为5G网络的关键组成部分，扮演了越来越重要的角色。
核心网具有高速、大容量、低时延等特点，对于支持大规模物联网、智能制造、智慧城市等应用具有非常重要的意义。
因此，如何系统地学习核心网技术成为当前网络工程师所必须面对的挑战和任务。
二、学习目标1. 理解核心网的概念、架构和技术特点；2. 掌握核心网的相关协议、技术和标准；3. 能够独立设计、建设和管理核心网设备和系统；4. 能够解决核心网设备和系统的故障和问题。
三、学习内容1. 核心网基础知识(1) 核心网的概念、功能和发展历程；(2) 核心网的架构、结构和组成要素；(3) 核心网的各种接口、协议和标准；(4) 单点故障和冗余设计。
2. 核心网技术(1) 数据传输技术，如IP、MPLS、VLAN等；(2) 网络安全技术，如防火墙、入侵检测、访问控制等；(3) 网络管理技术，如性能管理、配置管理、故障管理、安全管理等；(4) 网络优化技术，如负载均衡、流量控制、QoS等。
3. 核心网设备与系统(1) 核心网设备的种类、功能和特点；(2) 核心网系统的组成、结构和工作原理；(3) 核心网设备与系统的选型、配置和部署；(4) 核心网设备与系统的故障排除和维护。
四、学习计划1. 阶段一：核心网基础知识(1) 学习目标：掌握核心网的概念、架构和组成要素；(2) 学习内容：通过阅读相关教材、论文以及参加培训课程，系统学习核心网基础知识；(3) 时间安排：2个月。
2. 阶段二：核心网技术(1) 学习目标：深入了解核心网的各种技术，并掌握其相关协议和标准；(2) 学习内容：通过实践操作和项目经验，熟悉并掌握核心网技术；(3) 时间安排：3个月。
3. 阶段三：核心网设备与系统(1) 学习目标：了解不同类型的核心网设备和系统，以及其选型、配置和维护；(2) 学习内容：通过实际项目经验和工作实践，积累核心网设备与系统的知识和经验；(3) 时间安排：3个月。
5G核心网网络架构及关键技术
5G核心网网络架构及关键技术
5G网络（5G Network）是国际电信联盟（IMT-2024）下一代无线网络系统的总称，该技术将带给用户极高的通信速率、低延迟和增强移动性等能力。
5G核心网网络架构涉及关键技术和服务，将是无线通信服务的支持网络，为高速数据服务和个性化定制服务提供基础支持。
5G核心网网络架构由两部分组成，分别是接入网络（AN）和核心网络（CN）。
接入网络负责用户终端和核心网络之间的连接，它提供了基于移动IP、业务控制和网络接入功能，为用户提供无线接入服务；而核心网络则为用户提供跨域服务，它负责数据传输、控制和管理活动，并不断提供新技术及新服务来满足不断变化的用户需求。
采用5G核心网络，能够实现更灵活的路径选择、高效的资源分配，以及安全可靠的网络服务，它还具有自学习能力，能够在网络中自动学习业务信息，并自主调整网络参数，从而更好地支持实时负载调整及其他智能技术。
在技术方面，支撑5G核心网络的关键技术包括：
（1）多业务融合以及虚拟网络技术：新一代网络支持的是多业务融合和虚拟化网络。
2024年移动通信核心网基础知识培训
移动通信核心网基础知识培训一、引言移动通信网络是现代通信技术的重要组成部分，为全球数十亿用户提供无线通信服务。
核心网作为移动通信网络的关键部分，负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等功能。
为了帮助大家更好地了解移动通信核心网的基本知识，我们特此举办此次培训。
本培训将从移动通信核心网的概述、架构、关键技术、发展趋势等方面进行详细讲解，旨在提高大家对移动通信核心网的认知水平，为我国移动通信事业的发展贡献力量。
二、移动通信核心网概述1.定义与作用移动通信核心网（MobileCoreNetwork）是指移动通信网络中负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等关键功能的部分。
核心网是移动通信网络的大脑和心脏，负责将用户数据从发送端传输到接收端，并确保通信过程的安全、稳定、高效。
2.发展历程移动通信核心网的发展历程可以分为几个阶段：第一代移动通信网络（1G）采用模拟通信技术，核心网主要实现语音通信功能；第二代移动通信网络（2G）采用数字通信技术，核心网开始支持数据业务；第三代移动通信网络（3G）引入了分组交换技术，核心网支持更高速的数据传输；第四代移动通信网络（4G）采用全IP架构，核心网实现高速、高效的数据传输；第五代移动通信网络（5G）进一步优化核心网架构，支持更高速度、更低时延的通信需求。
三、移动通信核心网架构1.总体架构（1）接入网：负责将用户设备接入移动通信网络，包括基站、控制器等设备。
（2）传输网：负责将接入网与核心网之间的数据进行传输，包括光纤、微波等传输设备。
（3）核心网：负责处理用户通信请求、数据传输、信令控制等功能，包括移动交换中心（MSC）、服务网关（SGSN）、分组数据网关（GGSN）等设备。
（4）支撑系统：为核心网提供运营、维护、管理等功能，包括业务支撑系统（BSS）、运营支撑系统（OSS）等。
2.主要设备与功能（1）移动交换中心（MSC）：负责处理语音通信、短信业务、信令控制等功能。
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与SGSN相连的网元和接口
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R99的UTRAN&UE
• UTRAN包含：RNC和NodeB；类似于BSS包含：BSC和BTS。2个 RNC之间有接口Iur,不同于2个BSC之间没有接口。RNC在RNC和 UE之间起加密和解密的作用、高层后向纠错BEC。RNC的结构及 接口如下图：
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R4
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• 信令转接点（STP）：具有转接信令的功能， 它可以将一条信令链路的信令消息转 发至另一 条信令链路，常用符号“□”表示。 • STP用信令点编码来标识。 • STP分为独立的STP和综合的STP。 • STP在三级信令网中分为低级信令转接点 （LSTP）和高级信令转接点（HSTP）
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• 信令链路（Signaling Link）：连接各个信令点、 信令转接点，传送信令消息的物理链路称为信 令链路。 • 相同属性的信令链路组成一组链路集。到同一 局向的所有链路可属一个链路集，也可属多个 链路集；但两个相邻的信令点之间的信令链路 只能属于一个链路集。 • 对于相邻两信令点之间的所有链路，需对其统 一编号，称为信令链路编码（SLC），它们之 间编号应各不相同，而且两局应一一对应。对 于到不同局向的信令链路可有相同的链路编码。
核心网介绍
1
2G 核心网网元
• 交换系统由移动业务交换中心（MSC）、 归属位置登记器(HLR)、拜访位置登记器 （VLR）、鉴权中心（AUC）和设备身 份登记器(EIR)五个部分组成。
2
• •
移动业务交换中心(MSC) 移动业务交换中心完成系统的电话交换功能。 负责建立呼叫、路由选择、控制和终止呼叫， 负责管理交换区内部的切换和补充业务，并 且负责收集计费和帐单信息，用于协调与固 定电话交换网之间的业务，完成公共信道信 令及网络的接口。它能够提供与其他非话业 务之间正确互联工作所需要的功能，例如公 共分组数据交换业务。
7
• •
省内数字公用陆地蜂窝移动通信网 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网由省 内的各移动业务本地网构成，省内若干 个移动业务汇接中心也称二级汇接中心 或省级汇接中心。二级汇接中心可以只 作汇接中心，或者既作端局又作汇接中 心的移动业务交换中心。
8
•
省内数字公用陆地蜂窝移动通信网中的 每一个移动端局，应与省内二级汇接中 心相连，省内的二级汇接中心之间为网 状的，如下图所示。
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版本5
体系：网络实体和参考点，包括计费功能 信令：基本路由原则、注册、会话发起、 会话变更、会话拆除、网络发起的 会话释放/注册解除流程： UE和IMS之间的SIP压缩 用户信息存储（HSS）和会话控制实体 （CSCF）之间的数据传输 用户信息存储（HSS）和应用服务器 （AS）之间的数据传输 安全：使用IMS AKA队用户和网络进行 认证、UE和IMS网络之间SIP消 息的完整性保护、网络域安全 服务质量：IMS和GPRS接入网之间的策 略控制、前提和授权令牌 服务提供：应用服务器和IMS服务控制参 考点的用法 基本：ISIM
MSISDN-----IMSI
手机做被叫的过程
HLR/AUC
MSISDN GMSC IMSI MSRN
MSC/VLR
IMSI---MSRN
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基本呼叫的信令程序
20
呼叫至空闲用户的接续
MSC
IAI ACM 回铃音 ANC 通话 CBK CLF RLG 主叫先 挂机 CLF RLG CBK CLF RLG CLF RLG 被叫先 挂机 ANC
3
• •
拜访位置登记器（VLR） (Visitor Location Register)
4
• •
归属位置登记器(HLR) (Home Location Register)
5
• •
鉴权中心（AUC） 鉴权中心与本地用户位置登记器连接在 一起，它为本地用户位置登记器提供一 个与用户有关的并用于安全方面的鉴别 参数和加密密钥。
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• 在七号信令系统中采用两种信令传送方式。 • 直联方式：两个信令点之间通过直达信令链路 传递消息。 此时话路和信令链路是平行的。如 图。
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直联方式
话路 SP 链路 SP
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准直联方式：两个信令点之间通过预先设定 的多个串接的信令链路传递消息
STP 链路 话路 SP
预先设定 链路
SP
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Tm(汇接局）
IAI ACM
MSC
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• • • • • • • • •
I A I 带有附加信息的初始地址消息（Initial address message with additional information） I AM 初始地址消息（Initial address message） ACM 地址全消息（Address complete message） ANC 应答信号、计费（Answer signal， charge） CBK 挂机信号（Clear-back signal） CLF 拆线信号（Clear forward signal） RLG 释放监护信号（Release guard signal） STB 用户长忙信号（Subscriber toll busy signal） LOS 线路不工作信号（Line out of service signal）
• R4和R5相比R99变化在核心网部分，他们都将CN与RAN彻底分开。R4最 大改变在CN的CS域。将CS分成MSC_Server和CS_MGW两大部分，将信 令和业务承载分开，多出接口:Nc,Mc,Nb。R4的CS结构如下：
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R5
• R4也分PS域（不变）和CS域（改变），R5中只有PS域，都通过 IP网传送。R5相对R4的新网元有：HSS\MGCF\CSCF。R5的结构 如下图：
INTS IAM ACM TMSC1 IAI ACM 回铃音 ANC ANC 通话 CBK CLF RLG 主叫 先挂机 CLF RLG CBK CLF RLG CLF RLG CBK CLF RLG CLF RLG 被叫 先挂机 ANC TMSC2 IAI ACM MSC
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被叫接入,鉴权阶段(从无线侧到核心网)
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TCH指配,通话阶段(从无线侧到核心网)
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2.5G(GPRS)核心网网元
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• 3G网络架构
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The UMTS Network示意图
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The UMTS Network的网元
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R99 CN: CS Domain
• R99最大的改变在无线侧:UTRAN（含RNC\NodeB)是完全新增的 部分；当然，GSM BSS部分依然存在。CN包含CS和PS两个部分， 即同时支持电路交换和分组交换。 • R99的CN的CS域与2G的CN相比最大的改变在于将IWF/TC放在核 心网内。 • 2G的核心网是CS，网元有：MSC/VLR、GMSC，接口有：A、B、 C、D、E、F、G、H等； • 3G核心网中增加2个网元：SGSN、GGSN和2个接口：IU(cs)和Gs • IU(cs):IWF/TC----RNC; Gs: MSC----SGSN • R99 CN的CS&PS的公共部分：CSE、EIR、HLR/AUC
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IMS
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IP多媒体子系统
• 基于IP协议的设备联网是新一代的通信理念，其应用是 由对等（peer-to-peer)的实体构成。它具有各种应用资源， 且具有永久在线的特性。 • 应用中的共享更为便利：共享浏览，共享白板，共享游 戏，共享的双向无线通话(如按键通话（push-to-talk))等 • 为了实现通信功能，基于IP的应用必须具有一种到达使 用者的机制，而在现有的Internet上，这一至关重要的IP 连接能力只能相对隔离在单个服务提供商内部提供。 • 为此我们需要一个全球的系统，设备应用之间可以建立 对等的连接。 • 因此我们引入IMS（IP Multimedia Subsystem）－IP多媒 体子系统的概念，来实现对等的连接的功能
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首先介绍一下IMS
• IMS为分组交换域 引入了多媒体会话 控制 • IMS在分组交换域 中提供了电路交换 能力 • IMS为提供基于 VoIP和IP多媒体业 务定义了通用的体 系结构
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IMS产生的背景
• R99版 3GPP开发完成业务，系统结构，WCDMA无线接入以及通 用核心网。 ETSI SMG开发GSM/全球演进增强型数据数率（EDGE） 无线接入 • R4版 3GPP开始定义全IP网络（All－IP），其中主要新功能包括： MSC服务器和MGW的概念、核心网协议的IP传输、 UTRAN的LCS增强、多媒体消息以及Gb用户平面的IP传输
版本6
体系：互联（CS、其他IP网络、WLAN）， 一些新的实体和参考点 信令：组身份的路由、多重注册、紧急会 话
安全：SIP消息的机密性保护、公钥体系的 采用、用户用户证书
服务：在线状态、消息、会议、组管理、 本地服务
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Why IMS？- 运营商的观点
How can IMS solve these issues?
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移动用户呼叫国际用户
MSC IAI ACM TS1 IAM ACM 回铃音 ANC ANC 通话 CBK CLF RLG 主叫 先挂机 CLF RLG CBK CLF RLG CLF RLG CBK CLF RLG CLF RLG 被叫 先挂机 ANC TS2 IAM ACM INTS
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国外用户呼叫国内移动用户
•
SST 发送专用信息音信号（Send special information tone signal）
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呼叫遇用户忙等的接续
MSC
IAI
STB、LOS、SST
Tm(汇接局）
IAI
STB、LOS、SST