本書以3GPP R15.6版本規(guī)范為理論基礎(chǔ)，結(jié)合5G商用網(wǎng)絡(luò)部署對5G核心網(wǎng)的主要知識點做了較為全面的梳理和介紹。 本書共6章。第1章結(jié)合3GPP規(guī)范23.501詳細介紹5G核心網(wǎng)的架構(gòu)、接口和主要網(wǎng)元與功能特性。第2章介紹5G核心網(wǎng)使用的協(xié)議，包括NGAP、PFCP、HTTP/2、GTP-U等。第3章則詳細介紹5G核心網(wǎng)的基本信令流程，主要包括注冊管理流程、會話管理流程、連接管理流程和5G內(nèi)切換流程。第4章詳細介紹5G與4G網(wǎng)絡(luò)長期共存大背景下，5G與4G網(wǎng)絡(luò)互操作的信令流程。第5章則對目前國內(nèi)商用網(wǎng)絡(luò)流行的大區(qū)制組網(wǎng)進行了介紹，重點介紹了大區(qū)制組網(wǎng)下5G注冊和PDU會話建立流程的信令路由及網(wǎng)元的基本局數(shù)據(jù)配置。第6章通過一個5G用戶一天的生活，剖析了生活中常見的信令流程。本書側(cè)重介紹5G核心網(wǎng)的主要協(xié)議與信令流程。為了幫助讀者更好地理解信令與流程，本書采用了大量生活化的場景進行介紹，讓更多的讀者了解和喜歡學習核心網(wǎng)知識，而不是因為門檻過高而快速放棄學習。 本書適合5G核心網(wǎng)維護工程師、測試工程師及對5G核心網(wǎng)技術(shù)感興趣的讀者閱讀，同時也同樣適合零基礎(chǔ)的朋友閱讀。
本書以最通俗易懂的語言、生活化的場景，并結(jié)合國內(nèi)5G商用網(wǎng)絡(luò)部署情況和報文實戰(zhàn)，理論聯(lián)系實踐，讓新手讀者對5G核心網(wǎng)有一個端到端較為全面的認識。所有信令流程均結(jié)合生活化的場景舉例介紹，要讓信令流程更加接地氣。
時光荏苒，5G網(wǎng)絡(luò)在我國商用已有3年了。
筆者從2008年開始在愛立信中國學院負責分組域核心網(wǎng)的教學工作，至2022年已經(jīng)有14年了，經(jīng)歷了分組域核心網(wǎng)從GPRS到5GC的演進。很多剛剛轉(zhuǎn)型接觸核心網(wǎng)專業(yè)的朋友反饋說核心網(wǎng)太難了，甚至發(fā)出了核心網(wǎng)從入門到放棄的呼聲，但在筆者看來，核心網(wǎng)并不像高等數(shù)學那樣有較高的學習門檻，之所以覺得難是因為核心網(wǎng)(特別是5G核心網(wǎng))有太多的網(wǎng)元、接口和信令流程，讓新手無所適從。
同時5G核心網(wǎng)相關(guān)工作崗位又劃分得很細，很多從業(yè)人員因為工作忙等原因選擇了指標驅(qū)動型學習，只關(guān)心和了解自己所負責的產(chǎn)品或領(lǐng)域，缺乏端到端的理解，因此覺得難。
早些年筆者在對應(yīng)聘者面試時，問應(yīng)聘者路由器是什么樣的？有應(yīng)聘者回答路由器都是橢圓形的(因為在某些培訓(xùn)課件里路由器的圖標確實是橢圓形的)。其實路由器入門并不難，回答不出也不能說明應(yīng)聘者笨，只是因為沒做過、不了解，僅此而已。
所以筆者認為核心網(wǎng)的難并不是技術(shù)層面的難，而是因為分工不同不熟悉對方領(lǐng)域所導(dǎo)致的，因此每當有無線專業(yè)的朋友夸我核心網(wǎng)業(yè)務(wù)厲害時，我總會說： 分工不同，各有所長。互相交流，共同進步。向您多學習。這是實話，如和無線專業(yè)的朋友聊傅里葉變換我甘拜下風。
于是我想到了編寫本書，希望本書能夠以最通俗易懂的語言、生活化的場景，并結(jié)合國內(nèi)5G商用網(wǎng)絡(luò)部署情況和報文實戰(zhàn)，理論聯(lián)系實踐，讓新手讀者對5G核心網(wǎng)有一個端到端較為全面的認識。
為了實現(xiàn)上述目標，在本書的編寫過程中，我為自己制定了一些原則：
(1) 不說廢話，將與主線無關(guān)的文字或句子全部刪除，例如一些為了湊篇幅而存在的句子。
(2) 涉及信令流程中的參數(shù)必須結(jié)合3GPP規(guī)范、商用網(wǎng)絡(luò)中的報文逐一確認，避免在本書的信令流程圖中出現(xiàn)未商用或沒有商用前景的可選或無關(guān)參數(shù)，以免誤導(dǎo)了學習方向。
(3) 所有信令流程均結(jié)合生活化的場景舉例介紹，讓信令流程更加接地氣。
如果讀完本書您能發(fā)出這樣的感慨，啊，原來5G核心網(wǎng)是這樣的！那就太好了。
感謝我最愛的親人庹榮莉、尹月蘭、易軍。沒有你們的支持，我無法完成本書。我愛你們。感謝共同執(zhí)筆和校稿的中國移動5G專家何宇、vivo通信研究院專家劉子琦。感謝愛立信中國學院各位領(lǐng)導(dǎo)和同事長久以來給予的鼓勵與幫助。感謝清華大學出版社趙佳霓編輯在本書的編寫和出版過程中的指導(dǎo)。
限于筆者的水平與能力，書中還有諸多不足，懇請各位讀者和專家提出寶貴的意見和建議。
通信網(wǎng)絡(luò)早已成為水電氣一樣的基礎(chǔ)設(shè)施。通信人更了解通信人的不容易。恭祝所有通信人身體健康，平安快樂！這是我平凡而真誠的祝福。
易飛
2023年6月
易飛，愛立信東北亞區(qū)學院全球認證資深講師，從事核心網(wǎng)相關(guān)培訓(xùn)超15年，深耕核心網(wǎng)領(lǐng)域，熟悉國內(nèi)和全球主流核心網(wǎng)商用網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)及廠家產(chǎn)品原理，常年為中國移動、中國聯(lián)通、中國電信及海外運營商如軟銀、KDDI網(wǎng)絡(luò)運維部門提供課程交付服務(wù)，深得學員好評，并多次赴瑞典總部學習交流。擅長使用生活化的場景舉例來講解枯燥的信令流程和特性。目前主要負責愛立信公司5G核心網(wǎng)及NFV相關(guān)產(chǎn)品的培訓(xùn)。著有《GPRS網(wǎng)絡(luò)信令實例詳解》和《EPC原理與實踐》。
何宇，任職于中國移動集團公司，從事核心網(wǎng)生產(chǎn)維護及生產(chǎn)管理工作14年，在日復(fù)一日的實踐中積累了縱跨2G、3G、4G到5G核心網(wǎng)的豐富運維經(jīng)驗。
劉子琦，畢業(yè)于北京郵電大學，獲得通信與信息系統(tǒng)碩士學位。在通信外企500強工作十余年，從事2G、4G、5G網(wǎng)絡(luò)測試、開發(fā)、基站系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計�，F(xiàn)就職于vivo通信研究院，主要關(guān)注于5G標準化，以及歐盟通信相關(guān)政策法規(guī)和標準研究。
第1章5GC基礎(chǔ)00
1.15GC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)元00
1.1.15G的規(guī)范時間表00
1.1.25G規(guī)范的閱讀建議00
1.1.35G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成00
1.1.45GC的十大主要變化0
1.2移動性管理0
1.2.1注冊管理模型0
1.2.2連接管理模型0
1.2.3用戶標識(UE ID)0
1.2.45G NAS移動性管理主要信令流程0
1.2.5移動性限制0
1.2.6ULI參數(shù)0
1.2.7RRC Inactive態(tài)0
1.2.8重要的移動性管理計時器0
1.3會話管理0
1.3.15G和4G會話管理的對比0
1.3.2會話管理的新概念或術(shù)語0
1.4QoS0
第2章5GC協(xié)議0
2.1N2接口NGAP0
2.1.1NGAP簡介0
2.1.2NGAP流程與消息分類0
2.1.3常見NGAP流程與業(yè)務(wù)的串聯(lián)0
2.2N4接口PFCP0
2.2.1PFCP規(guī)范概述0
2.2.2PFCP基本概念0
2.2.3UPF如何完成報文處理0
2.2.4N4接口規(guī)則之PDR0
2.2.5N4接口規(guī)則之FAR0
2.2.6N4接口規(guī)則之QER0
2.2.7N4接口規(guī)則之BAR0
2.2.8N4接口規(guī)則之URR0
2.3SBI HTTP/20
2.3.1HTTP/2概述0
2.3.2HTTP/2的基本概念0
2.3.3HTTP/2的數(shù)據(jù)傳送0
2.3.4HTTP/2特性之服務(wù)器推送0
2.3.5HTTP/2特性之頭壓縮0
2.3.6HTTP/2數(shù)據(jù)部分之JSON封裝0
2.3.75GC中的HTTP會話0
2.3.8RESTful API概述0
2.3.95GC資源URI的結(jié)構(gòu)0
2.4用戶面協(xié)議GTPU0
2.4.15G的GTPU協(xié)議簡介0
2.4.2GTPU包頭結(jié)構(gòu)0
2.4.3N3接口GTPU消息封裝舉例0
第3章5GC基本信令流程0
3.1注冊管理流程0
3.1.1初始注冊流程0
3.1.2移動性注冊更新流程0
3.1.3帶AMF重選的5GC初始注冊流程0
3.1.4周期性注冊更新流程
3.1.5UE發(fā)起的去注冊流程
3.1.6網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的去注冊流程
3.2會話管理流程
3.2.1PDU會話建立流程
3.2.2PDU會話修改流程
3.2.3PDU會話釋放流程
3.3連接管理流程
3.3.1AN釋放流程
3.3.2UE發(fā)起的業(yè)務(wù)請求流程
3.3.3網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的業(yè)務(wù)請求流程
3.45G內(nèi)切換流程
3.4.1Xn切換流程
3.4.2N2切換流程
第4章4G和5G互操作流程
4.15G到4G的TAU流程
4.24G到5G的MRU流程
4.35G到4G的切換流程
4.44G到5G的切換流程
4.5EPS Fallback流程
第5章網(wǎng)絡(luò)實戰(zhàn)
5.1大區(qū)制下的5G注冊流程信令路由
5.1.1大區(qū)制場景舉例
5.1.2大區(qū)制5G注冊流程信令路由說明
5.2大區(qū)制下的PDU會話建立流程信令路由
5.35GC網(wǎng)元局數(shù)據(jù)配置概述
5.3.1局數(shù)據(jù)配置的說明
5.3.2業(yè)務(wù)地址規(guī)劃
5.3.3AMF局數(shù)據(jù)配置概述
5.3.4SMF局數(shù)據(jù)配置概述
5.3.5UPF局數(shù)據(jù)配置概述
第6章生活中的5G： 美美的一天
6.1數(shù)據(jù)發(fā)放
6.2開機
6.3生活中的信令流程
6.4PCC管控
附錄A怎樣查規(guī)范來確定信令流程圖中的參數(shù)
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