5G 核心网相比 4G EPC 的十大架构性变革，涵盖 SBA、CUPS、边缘计算、网络切片等核心特性。
| # | 变化 | 核心要点 |
|---|---|---|
| 1 | SBA 架构 | 以网元服务为中心，NF 拆分为微服务，API 调用 |
| 2 | 网元注册、发现与选择 | 引入 NRF 替代 DNS，动态自动化 |
| 3 | 控制与用户面分离（CUPS） | SMF 控制面 + UPF 用户面，N4/PFCP 接口 |
| 4 | MM 和 SM 的分离 | AMF 只管移动性，SMF 专管会话 |
| 5 | 边缘计算 | UPF 下沉，ULCL/BP 分流，PSA/I-UPF 角色 |
| 6 | 计算与存储的解耦 | 引入 UDSF，AMF 池容灾，UE 无感知 |
| 7 | 对非 3GPP 网络的支持 | N3IWF 网元，WiFi 互操作 |
| 8 | 能力开放 | NEF 网元，北向/南向接口，B2B2X 商业模式 |
| 9 | PCC 架构的变化 | PCF 替代 PCRF，CHF 合并离线/在线计费 |
| 10 | 网络切片 | 逻辑专网，按需定制，资源隔离，动态扩缩容 |
4G 以网元为中心，5G 则以颗粒度更细的网元服务为中心进行设计。一个网元功能被拆分成一个或多个服务后，每个服务可以被其他控制面网元以 API 的形式调用。
以 UDM 为例，UDM 提供的服务与 HSS 功能对照：
| 4G HSS 功能 | 消息举例 | 5G UDM 服务 | 服务操作 |
|---|---|---|---|
| 鉴权管理 | Authentication Request | UE Authentication | Get |
| 位置管理 | Update Location Request | UECM（UE 上下文管理） | Registration |
| 签约数据管理 | Insert Subscriber Request | SDM（签约数据管理） | Get |
图：基于 NRF 的服务发现与网元选择流程
| 对比项 | 4G EPC | 5G Core |
|---|---|---|
| 网元选择方法 | 查 DNS | 查 NRF |
| 协议 | DNS | HTTP/2 |
| 网元登记方法 | DNS 静态预配置 | 新网元主动到 NRF 注册 |
| 信息变化更新 | DNS 手动修改配置 | 网元主动向 NRF 发送更新 |
| 网元下线处理 | DNS 删除配置 | 网元主动通知 NRF |
| 服务对象 | 主要为 MME | 几乎所有 5GC 网元 |
CUPS 最早在 3GPP R14 中提出，可应用于 4G、5G NSA 和 5G SA 核心网。在 5G 中 SMF 通过 N4 接口下发各种管控规则（QoS 管控、包转发、报文缓存等）交给 UPF 执行。
CUPS 在不同核心网中的接口名称：EPC 中叫 Sx 接口，5GC 中叫 N4 接口，协议都采用 PFCP（TS 29.244）。
4G 中 MME 既负责移动性管理也负责会话管理。5G 中 AMF 只负责移动性管理，会话管理交给 SMF。
5G NAS 消息分层：NAS-MM 消息（如注册请求）在 AMF 终结，NAS-SM 消息（如 PDU 会话建立请求）AMF 不解封装，直接透传给 SMF 处理。
uRLLC 业务（如车联网）要求时延 <10ms。将 UPF 下沉到离终端更近的位置，通过分流规则将关键业务分流到本地服务器处理。
UPF 的不同角色：
| 角色 | 全称 | 功能 |
|---|---|---|
| PSA UPF | PDU Session Anchor | 提供 N6 接口与 DN 相连，即有到数据网络的出口 |
| ULCL UPF | Uplink Classifier | 根据目的 IP 对上行流量分流，支持 IPv4/IPv6 |
| BP UPF | Branching Point | 基于 IPv6 前缀分流，仅用于 IPv6 |
| I-UPF | Intermediate UPF | RAN 和 PSA 之间的中间 UPF |
目前 5G 商用边缘计算网络中大多采用 ULCL 分流方案（UE 无感知、支持 IPv4/IPv6）。
引入 UDSF 网元，AMF 池组中的 AMF 将 UE 上下文存储到公共后端 UDSF。当某个 AMF 故障，池组中其他 AMF 可从 UDSF 取回 UE 上下文继续服务，UE 无感知。
引入 N3IWF 网元，支持非可信 WiFi（R15）和可信 WiFi（R16）接入 5G 网络。实现了与非 3GPP 网络互操作的控制面/用户面分离（N2 + N3 接口）。
引入 NEF 网元，支持 B2B2X 商业模式。NEF 主要功能：QoS 能力开放、移动性事件订阅、流量疏导、参数发放、PFD 管理。
PCF 替代 PCRF，CHF 合并离线/在线计费。SMF 不再产生 CDR 话单，由 CHF 产生。新增 NWDAF 提供网络实时状态数据给 PCF。
网络切片是根据不同业务类型按需定制的逻辑专用网络。特点：物理资源共享、切片间隔离、支持动态扩缩容、分钟级部署。