4G核心网和5G核心网的区别
4G核心网（EPC）
- 实现了控制与承载的分离，MME负责移动性管理、信令处理等功能，S-GW负责媒体流处理及转发等功能。
- 核心网取消了CS（电路域），实现了全IP化，实现固网和移动融合（FMC），灵活支持VoIP及基于IMS多媒体业务。
- 接口连接方面，引入S1-Flex和X2接口，移动承载需实现多点到多点的连接，X2是相邻eNB间的分布式接口，主要用于用户移动性管理；S1-Flex是从eNB到EPC的动态接口，主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡。
| 网元 | 功能 |
| MME（Mobility Management Entity） |
接入控制 安全控制（鉴权、加密） 信令协调 |
| S-GW（Serving GateWay） |
本地移动管理锚点 传送数据给P-GW |
| P-GW（PDN GateWay） |
IP地址分配（私有地址） 提供EPC和外部数据网的连接 |
| HSS（Home Subscriber Server） |
存储用户数据 存储用用户的EPS位置信息和相关签约数据 鉴权中心 |
| PCRF(Policy and Charging Rules Function) | 策略控制计费规则 |
接入网E-UTRAN没有了RNC，原来由RNC承担的功能被分散到了eNodeB和MME/S-GW上，结构更加扁平化：
5G核心网（5GC）
在 5GC 中，每个节点称为网络功能（NF）,下面简要介绍一下每个 NF 的名称及功能。
| 网元 | 功能 |
| NSSF（Network Slice Selection Function） | 根据UE的切片选择辅助信息、签约信息等确定UE允许接入的网络切片实例。并确定使用哪个AMF。 |
| AUSF（Authentication Server Function） | 实现3GPP和非3GPP的接入认证 。类似于MME中鉴权功能和HSS鉴权数据管理。 |
| UDM（Unified Data Management） | 统一数据管理功能，3GPP AKA认证、用户识别、访问授权、注册、移动、订阅、短信管理等。类似于4G的HSS。 |
| AMF（AuthenticationManagementFunction） | 接入和移动管理功能。AMF负责UE身份验证、鉴权、注册、移动性管理和连接管理等功能。与4G EPC相比，AMF的功能类似于MME |
| SMF（Session Management function） | 负责隧道维护、IP地址分配和管理、UPF选择、策略实施和QoS中的控制、计费数据采集、漫游等。类似于4G中MME、SGW、PGW会话管理等控制面的功能。 |
| PCF（Policy Control function） | 策略控制功能，统一的政策框架，提供控制平面功能的策略规则。类似于4G的PCRF。 |
| AF（Application Function） | 应用功能。AF类似于一个应用服务器，其与其他5G核心网控制面NF交互，并提供业务服务。AF可以针对不同的应用服务而存在，可以由运营商或可信的第三方拥有。 |
| UPF（User Plane Function） | 用户面功能，分组路由转发，策略实施，流量报告，Qos处理。 类似于4G中sgw和pgw用户面功能。 |
| DN（data network） | 指提供互联网、云/OTT服务、企业网等以数据为中心的服务的网络。 |
NRF（Network Repository Function） |
该功能是一个提供注册和发现功能的新功能，可以使网络功能（NF）相互发现并通过API接口进行通信。 NRF，Network Repository Function，网络仓储功能，支持以下功能：
|
NEF（Network Exposure Function） |
网络开放功能，开放各NF的能力，转换内外部信息。用于边缘计算场景。 |
控制面与用户面分离
简单说，用户面负责数据包传输，控制面负责连接的建立与断开等。
控制面与用户面分离并不是新鲜事，早在 4G 时代 R14 标准就定义了 CUPS（EPC 节点的控制面与用户面分离），也就是将 SGW 和 PGW 的控制平面和用户平面分离。
在 5GC 中，分离更明显，更彻底…
用户面（UPF）仅负责传输数据包，控制面（比如 SMF）仅负责处理会话连接的建立和断开……这种控制面与用户面分离的架构，允许分别增强控制面功能和用户面（UPF）功能，更重要的是，可以将用户面（UPF）下沉到离用户更近的地方，从而大幅降低网络时延。
基于服务的架构（SBA）
5GC 的系统架构图，熟悉的以“参考点表示”的架构图，这让我们易于理解核心网的节点之间是如何连接。但事实上，5G 标准还给出了另一个更“真实”的 5GC 系统架构图……
5GC 架构（基于服务的架构）
如上图所示，5GC 控制面引入了基于服务的架构（SBA）。在 SBA 中，每个 NF 并非一对一（点对点）连接，而是所有 NF 共享一条通信通道，每个 NF 都可以与任何 NF 通信。
为啥要采用 SBA？在过去的 EPC 中，每一个节点单独定义“参考点”，每个节点之间采用单独的协议进行通信，这显然太复杂，不灵活。5GC 认为不能再这么干了，于是将每个 NF 定义为“服务”，任何一个 NF 都采用相同的协议（HTTP/2），这样一来 NF 之间的连接就更弹性了，也大大增强了灵活扩展性。
但问题来了，在这样的 SBA 架构下，一个 NF 如何知道另一个 NF 提供的是什么服务呢？都提供了哪些服务呢？
于是，NRF（网络存储库功能）被引入到 5G核心网控制面，其提供“服务注册”，“服务授权”和“服务发现”功能，具体点讲，就是负责对网络功能服务注册登记、状态监测等，实现网络功能服务自动化管理、选择和可扩展，并允许每个网络功能发现其它网络功能提供的服务。
另外，还引入了 NEF（网络开放功能），其解决了诸如 AF（应用功能）之类的外部节点与 5G 核心网控制面中的节点之间基于 SBA 架构通信，比如 AF 可以通过 NEF 要求 PCF 将流量卸载到本地服务器。
NWDAF（网络数据分析功能）
不知你注意到没有，在上面的 5GC SBA 架构图中，还引入了一个新的功能——NWDAF（网络数据分析功能）。顾名思义，NWDAF 就是提供网络分析的 NF，引入它的目的是实现网络自动化。
NWDAF 定义了收集什么样的数据，怎样将分析结果反馈到网络等内容。但是，如何具体分析收集的数据，这很难用标准化来规范。NWDAF 从整网收集数据，并与 AI 结合，可在 5G 网络中实现从数据收集，到数据分析，再到结果反馈的闭环自动化流程。
分布式 UPF
如上所述，在 4G EPC 中，SGW 和 PGW 被分离为用户面节点，但在 5GC 中，只有 UPF 负责用户面，这是为了减少用户面节点数量来进一步减少网络时延。
下面你就能理解仅有一个 UPF 作为用户面的简洁设计所带来的好处了…
如上图，通常在面向行业专网的 5G 组网中会配置两个（或两个以上）的 UPF，一个通过 N6 接口连接 DN，一个部署于边缘节点并连接到本地服务器，负责将本地流量卸载到本地，保障数据不出园区和网络低时延。要是用户面有 SGW 和 PGW 两个网元功能，带来更多节点，岂不是太累赘？
网络切片
这里要介绍的是，通过网络切片，一个终端可以使用多个切片，好像最多可以连接 8 个切片。在切片网络中，AMF 负责终端级的处理，例如用户身份验证和终端位置管理，因此，无论终端连接多少个切片，都由相同的 AMF 来负责处理。不过，每个切片都有单独的 SMF 和 UPF，并分别连接不同的 DN，这样终端上运行的多个应用可以通过各自的切片来保障网络能力，并且互不影响。
