本章介绍 5G 网络的整体架构、设计理念和核心网元功能，为后续深入学习打下基础。
5G（第五代移动通信）不仅仅是速度的提升，更是一次网络架构的革命性变革。ITU 定义了 5G 的三大应用场景：
| 场景 | 全称 | 关键指标 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| eMBB | 增强移动宽带 | 下行 20Gbps | 4K/8K 视频、VR/AR |
| URLLC | 超可靠低时延通信 | 时延 <1ms，可靠性 99.999% | 自动驾驶、远程手术 |
| mMTC | 大规模机器类通信 | 100万设备/km² | 智慧城市、工业物联网 |
3GPP 定义了两种 5G 部署模式：
图 1-1：NSA 与 SA 组网架构对比
| 对比项 | NSA（非独立组网） | SA（独立组网） |
|---|---|---|
| 核心网 | 4G EPC | 5G Core (5GC) |
| 锚点基站 | 4G eNB | 5G gNB |
| 网络切片 | 不支持 | 支持 |
| URLLC | 有限支持 | 完整支持 |
| 部署成本 | 低（复用4G核心网） | 高（全新核心网） |
5G 核心网采用 SBA（Service-Based Architecture）服务化架构，各网元通过 SBI（Service-Based Interface）接口互联：
图 1-2：5G 核心网 SBA 架构与关键接口
| 网元 | 全称 | 核心功能 | 关键接口 |
|---|---|---|---|
| AMF | Access and Mobility Management Function | 接入控制、移动性管理、NAS 信令处理 | N1, N2, N11 |
| SMF | Session Management Function | PDU 会话管理、IP 地址分配、QoS 控制 | N4, N11 |
| UPF | User Plane Function | 数据包转发、流量检测、QoS 执行 | N3, N4, N6 |
| AUSF | Authentication Server Function | 用户认证（5G-AKA / EAP-AKA'） | SBI |
| UDM | Unified Data Management | 签约数据管理、SUPI 解密 | SBI |
| NRF | Network Repository Function | NF 注册、发现、状态监控 | SBI |
| NSSF | Network Slice Selection Function | 网络切片选择 | SBI |
| PCF | Policy Control Function | 策略决策、QoS 策略 | SBI |
| 对比维度 | 4G EPC | 5G Core (5GC) |
|---|---|---|
| 架构 | 点对点接口 | SBA 服务化 |
| 协议 | GTP-C / Diameter | HTTP/2 + JSON |
| 控制面/用户面 | 部分分离（SGW） | 完全分离（CUPS） |
| 网络切片 | 不支持 | 原生支持 |
| 状态管理 | 有状态 | 无状态设计 |
| 部署方式 | 专用硬件 | 云原生 / 容器化 |
本章介绍了 5G 网络的整体架构，重点包括：