5G核心网技术基础自学系列 | 支持通过非3GPP接入连接的终端

Posted 2022-11-18 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

一边学习一边整理内容，并与大家分享，侵权即删，谢谢支持！

附上汇总贴：5G核心网技术基础自学系列 | 汇总_COCOgsta的博客-CSDN博客

---

5G核心网架构支持终端通过“非3GPP接入技术”接入。在大多数情况下， 这意味着该终端通过WiFi接入网而不是3GPP无线网进行连接，但是从理论上讲，它可以是该终端支持并提供IP连接的任何类型的接入网。

在为4G定义EPC时，包含了非3GPP接入的多种变体，即“可信”或“不可信”接入，以及“基于网络的移动性”或“基于主机的移动性”。EPC架构的详细描述超出了本书的范围，感兴趣的读者可参考（Olsson et al，2012）。

Release 15的5G核心网架构中，非3GPP接入的选项少于EPC架构。首先，Release 15假定只有“不可信”的非3GPP接入。在此，“不可信”仅表示3GPP定义的移动网络的运营商不信任非3GPP接入网的安全性。这很明显，因为公共或专用WiFi网络通常使用基于密码的接入鉴权方法，有时缺乏对有效负荷的加密，这对于接入移动网络设施和服务而言是不可接受的。在Release 16中，3GPP增加了对可信非3GPP接入、以及有线接入的支持。

5G核心网架构包含充当移动网网关的非3GPP互通功能（N3IWF），以及终端通过非3GPP接入网接入的连接点。请注意，由于这是关于不可信接入的，因此该架构未指定非3GPP接入网如何连接到5GC架构，而是使用N3IWF网络功能来指定使用任何不可信非3GPP接入的终端，如何连接到5G核心网。从理论上讲，这些终端的流量可以通过公共互联网，在不可信接入网络和移动网络之间进行路由，如图3.34所示。

图3.34 非3GPP接入情况下终端和核心网之间的连接

终端连接到非3GPP王楼，被授权，给予接入权限并获得IP地址。该连接在图中标记为Y1，但如何以及何时进行这一操作不受运营商控制，3GPP也未规定。Y1通常是WiFi空口。终端选择一个N3IWF并使用非3GPP网络提供的IP接入服务连接到该N3IWF，该连接称为Y2。Y2很可能是公共互联网，3GPP对此也未做规定。然后，在终端和N3IWF之间建立起一条安全、加密的IPsec隧道，通过该隧道可以转发终端与移动网络之间的信令和数据流量，该隧道称为NWu。

N3IWF选择一个AMF，此时，如果终端之前已通过3GPP接入，那么几乎所有情况下，该AMF应与该终端的3GPP接入使用的AMF相同。N2接口在N3IWF和选定的AMF之间建立起来。然后，在终端和AMF之间建立一个承载NAS信令的N1接口。在5GC架构中，通过非3GPP接入的终端，其管理方式几乎与通过3GPP接入的终端相同，这与EPC架构中NAS信令仅适用于3GPP接入网有所不同。通过非3GPP接入的NAS信令通过N1接口承载， 位于终端和AMF之间， 贯通NWu和N2， 而NWu是非3GPP接入的Y1和Y2之上的隧道。

一旦选择了UPF， 就在N3IWF和UPF之间建立N3接口以进行数据传输。数据在终端和N3IWF之间通过NWu传输， 然后在N3IWF和UPF之间通过N3传输。

图3.35显示了同时连接到3GPP和非3GPP接人的终端的稍微完整的画面。为简单起见，图中并未显示核心网的所有详细信息。

图3.35 同时接入3GPP和非3GPP接入技术

请注意， 终端可以在3GPP和非3GPP接入中同时注册， 并且会话可以在这些接人网之间移动， 同时保持稳定的锚点。终端还可以同时具有两个分别通过3GPP和非3GPP接入激活的会话。

在Release 15中， 单个会话不能同时在3GPP和非3GPP接入上处于活动状态。但是，在Release 16的解决方案中是可以的， 其中规范要求网络和终端均需支持此功能(更多详细信息，请参见16.3.8节)。

支持非3GPP接人的另一种架构是基于EPC架构中的ePDG。在这种情况下， ePDG 就像EPC架构中的4G SGW一样连接到SMF/UPF。本书不再进一步描述这种架构。更多信息， 有兴趣的读者可参考(Olsson etal， 2012) 。