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2023 iThome 鐵人賽

DAY 1
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各位讀者大家好,這次挑戰的文章跟5G相關的一些知識與通訊安全的問題,而首先我們就要先講到4G到5G的演進
4G到5G的演盡最大的差異就是NFV技術的產生,過去3G與4G都是由多台的大型專用Server所組成,因此在這種方式底下,無線網路設備要進行擴充或部屬時,將會顯得十分麻煩,而NFV的技術產生正好能解決這種問題。NFV(network function virtualization)也就是網路功能虛擬化,將無限網路裡多台實體機器的功能拆成多個軟體,電信業者不需再額外買多台機器去部屬核心網路,並且一些工廠或是企業可透過私人的主機自行部屬。
而這種演進促進了工業4.0的發展,過去工業機器傳輸基本上都是透過Wifi,而Wifi設備有多個缺點: 同時間能連接設備少, 延遲高, 速度慢,因此3GPP提出5G網路擁有下列3大特點:
超大頻寬(eMBB)
超低延遲(URLLC)
超大連接數(mMTC)
在此條件下工廠的設備可透過5G網路進行即時的資料傳輸。

而5G網路的架構如下

先不討論個元件間傳輸的流程與協定,這部分留到DAY2,先介紹各元件的功能
首先要先講到UE以及RAN,這邊以簡單的說明解釋UE為User Equipment 也就是使用者裝置 最簡單的稱呼為(手機),當然可能不只有手機可使用SIM卡透過基地台連接至無線網路這些設備都統稱為UE。
而RAN(Radio Access Network)無線電連接網路,這邊可以明顯的發現,無線網路中只有一個裝置會發送無線電波,也就是基地台,因此RAN就是代指基地台
介紹完除了5G網路以外的元件,接下來介紹5G網路中的各元件
5G網路分成 控制平面(Control Plane)與使用者平面(User Plane),這邊統一進行介紹:
NRF(Network Repository Function): 負責讓各5G網路功能進行註冊,5G網路功能間互相通訊都須透過NRF找尋目標的位址

AMF(Access and Mobility Management Function): 負責讓使用者可連接進5G網路,並協助使用者認證身分

Ausf(Authentication Server Function): 負責使用者的認證,檢查像是SIM卡的資料是否有在這個核心網路中

Nssf(Network Slice Selection Function): 負責驗證使用者是否可使用當前網路切片,網路切片為何之後再解釋

SMF(Session Management Function): 負責協助使用者建立與使用者平面的Session

UDM(Unified Data Management): 負責管理5G網路中的數據,一般來說為使用者認證資訊

PCF(Policy Control Function): 負責讓如網路服務營運商可動態調整5G網路的政策的功能

UDR(Unified Data Repository): 負責儲存5G網路中的資料,簡單來說就是資料庫

NEF(Network Exposure Function): 可將5G網路功能開放出來給使用者進行連線,可讓使用者透過AF對5G網路內部的部分功能進行調整或查看

UPF(user plane function): 負責將使用者的資料轉發至DN(一般情況上來講為外網,但可進行設定)

基本上來講5G核心網路就分為這10項功能,而DAY2會介紹5G網路中各元件的傳輸流程與通訊協定,應該就不會像DAY1一樣都是文字了...應該。


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