⑴ 技术解读 3G和4G LTE网络架构之间的区别
4G LTE去掉了3G中的RNC,它的功能在4G中分散到ENODEB和GW中;
去掉了CS电路域,EPC允许CS以及PS的接入;
信令和数据的分离MME负责信令以及移动性管理,S-GW负责数据流处理和转发;
增加了X2,S1接口
⑵ 移动通信的架构主要包括哪三大部分
移动通信的架构主要包括核心网、无线接入网和终端设备三大部分。
核心网是移动通信架构的“大脑”,负责处理数据交换、用户管理、业务控制等核心功能。在4G网络中,核心网通过EPC(Evolved Packet Core)系统来管理用户的移动数据业务,实现用户身份认证、计费、数据连接等功能。到了5G时代,核心网进一步演化为更加高效、灵活的结构,以支持更多样化的业务需求。
无线接入网是移动通信架构的“触手”,通过无线电波将终端设备与核心网连接起来,实现了移动通信的无线传输。无线接入网包括基站、基站控制器等关键组件。基站负责接收和发送无线信号,而基站控制器则负责管理基站的运行和资源配置。5G时代的无线接入网采用了更高频段的无线电波和更先进的技术,如大规模MIMO(多输入多输出)天线技术,从而提供了更高速、更稳定的移动网络服务。
终端设备是移动通信架构的“末梢”,包括智能手机、平板电脑、物联网设备等,用户通过这些设备接入移动网络,享受各种移动服务。随着智能终端的普及和功能的日益强大,用户不仅可以进行语音通话和短信交流,还能随时随地访问互联网、观看高清视频、进行在线游戏等。
⑶ 3G→4G→5G:一张图看懂核心网演进史
3G与4G之间的核心网演进,从3GPP标准的诞生,到4G首版标准Release 8的发布,核心网经历了从电路交换到分组交换的转变。Release 8引入了EPC(Evolved Packet Core)架构,实现所有服务通过IP协议驱动,传统电路交换域被整合到核心网中。MME(移动管理实体)整合了传统MSC和EIR的功能,负责移动宽带网络的鉴权、漫游和会话管理。HSS(归宿用户服务器)承担了3G系统的HLR和AuC的职责,存储所有网络用户信息。S-GW(服务网关)和PDN-GW(分组数据网网关)分别继承了SGSN和GGSN的部分功能,负责路由数据包和与外部网络连接。此外,PCRF(策略与计费规则功能单元)作为业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制决策点。
4G核心网的CUPS(CP与UP分离)架构的提出,旨在支持不断增长的数据流量和核心网的模块化与可扩展性。在CUPS架构下,PDN-GW分离为PGW-C和PGW-U,S-GW分离为SGW-C和SGW-U,TDF(流量检测功能)也分拆为TDF-C和TDF-U。这使得控制面和用户面可以独立扩展,为更灵活的数据处理提供了支持。
进入5G时代,核心网经历了一次更深刻的变革。NFV(网络功能虚拟化)和SDN(软件定义网络)技术的不断发展,推动了核心网架构的进一步优化。5G核心网的核心变化体现在两个方面:一是支持全虚拟化架构,将传统实体网元演变为软件化的网络功能;二是除了对4G核心网的演进,还引入了控制和操作网络切片的功能。
5G核心网的演进包括对传统MME、UDM(统一数据管理)、SMF(会话管理功能)、PCF(策略控制功能)等的分拆与整合。AMF(接入和移动性管理功能)负责注册、连接和可达性管理以及接入认证与鉴权。UDM和AUSF(统一用户服务功能)整合了传统HSS的职责,负责存储所有网络用户信息。SMF负责会话管理,UPF(用户平面功能)整合了PGW-U、SGW-U和TDF-U的功能。PCF(策略控制功能)提供4G PCRF实体中的策略和计费规则。
5G核心网还引入了网络切片支持,至少需要包含AMF、SMF、PCF、AUSF、UDM和UPF等基本功能。此外,为控制和操作每个网络切片,还提出了NEF(网络开放功能)、NSSF(网络切片选择功能)、UDSF(非结构化数据存储功能)、NWDAF(网络数据分析功能)、CHF(计费功能)、NRF(网络存储库功能)、UDR(统一数据存储库)、LMF(位置管理功能)等功能。这些功能共同作用,为网络提供更高效、灵活的管理与服务。