物联网专属网元

物联网专属网元是服务于物联网应用的特殊核心网网元。区别于普通核心网网元，物联网专属网元针对物联网专属号码，连接物联网运营支撑体系，为物联网应用提供业务能力、用户数据存储、移动性管理^[1]、QoS^[2]等。

基于移动网络的物联网应用接入涉及电路域^[3]、分组域^[4]和用户数据存储设备。在共用无线网的情况下，与其相连的核心网MSC/VLR^[5]、MGW^[6]、SGSN^[7]难以实现物联网专用，现有MSC/VLR、MGW、SGSN可以满足初期物联网业务需求。 ¹

物联网初期采用专属号码。物联网专属网元主要提供数据和短信业务，考虑到物联网功能扩展、容量规划、运维管理等，为确保物联网的质量、畅通、效率、时延，应单独建设物联网专属网元：M-HLR^[8]、M-GGSN、M-SMSC。

HLR/HSS融合

现网已建设大量HLR和少量固定IMS-HSS。随着TD-LTE的发展，将引入EPC-HSS、移动IMS-HSS，而HLR、EPC-HSS、移动IMS-HSS相互独立导致CS/PS/EPC/CM-IMS跨域数据交互及组网结构复杂，重复设备投资，数据冗余存储，对同一用户多点业务开通等问题，因此，HLR、EPC-HSS、移动IMS-HSS应实现用户数据融合，并为整体用户数据融合提供基础。

HLR/HSS融合的演进应以引入大容量分布式HLR和现网HLR/HSS融合为基础，进一步融合更多其他用户数据，构建统一用户数据中心，并根据公司策略逐步实现融合用户数据开放，从而推动业务发展创新。

分布式HLR的引入可以提升网络和业务质量，满足近期网络需求，CS/PS/IMS/PSTN和业务平台中的数据融合，可实现用户数据的共享，进一步提升用户数据价值。

新型HLR及其演进设备必须采用容灾，尽量采用N+1容灾，以保证HLR/HSS融合数据安全。容灾方案应在中心城市集中设置，以便运维与开通。

EPC核心网网元

EPC核心网网元包括移动管理实体（MME）、归属用户服务器（HSS）、服务网关（S-GW）、分组数据网关（P-GW）、域名解析服务器、用于计费的CG设备。其中S-GW和P-GW通常情况下综合设置为EPC-GW。

在采用独立组网模式时，这些网元均为新建，并根据网络覆盖范围部署。其中MME、HSS、DNS通常采用集中设置的方式，EPC-GW则集中或分散设置在有业务需求的本地网内。

5G核心网相关

相关考题

5G核心网采用服务化架构，不同网络功能实体分工明确。本题考察会话管理功能（SM）的核心承担者，正确答案为：SMF（Session Management Function），它负责会话建立、修改、释放以及用户面路径管理，是5G核心网中处理会话流程的核心网元。

SMF功能

SMF专责会话管理，包括IP地址分配、QoS策略下发、与UPF交互建立数据转发通道。

易混淆点

UPF与SMF的关联：UPF受SMF控制，但题目问的是“管理功能”而非“执行实体”，需区分控制面与用户面角色。

UDM的辅助作用：虽然UDM提供用户数据，但会话策略执行仍由SMF主导。

核心网概述

5G核心网是5G网络的中枢系统，负责控制、管理和协调整个网络的运行，其核心设计理念是服务化架构（SBA），实现了网络功能的解耦、灵活编排和智能化运营。

核心架构与关键技术

全云化与原生云架构：基于电信融合云（TCC）等云底座，支持虚拟机与容器双引擎，实现网络功能的弹性伸缩、按需部署和高可用性，为网络提供灵活、高效的基础设施。

服务化架构（SBA）：将传统网元功能拆分为独立的、可重用的微服务（如AMF、SMF、UPF等），通过标准化接口（如HTTP/2）进行通信，实现网络功能的动态组合与快速业务创新。

控制面与用户面分离（CUPS）：将负责信令处理的控制面（CP）与负责数据转发的用户面（UP）解耦，使用户面可分布式部署在靠近用户的边缘位置，显著降低时延，提升用户体验。

网络切片（Network Slicing）：能够在同一套物理网络基础上，为不同行业或业务（如自动驾驶、工业互联网、高清视频）动态创建多个逻辑上隔离的虚拟网络，提供定制化的网络服务（如超低时延、超高可靠、大带宽）。

多接入边缘计算（MEC）：将计算和存储能力下沉到网络边缘，与用户面协同，实现本地数据处理与业务快速响应，为AR/VR、智能制造等应用提供确定性低时延体验。

会话管理相关实体

5G核心网由多个网络功能（NF）实体组成，其中与会话管理直接相关的实体是会话管理功能（Session Management Function, SMF）。SMF负责：

• 会话的建立、修改和释放。
• 用户IP地址的分配与管理。
• 会话策略的执行（如QoS策略）。
• 与用户面功能（UPF）协同，控制数据流的路由与转发。

演进与运维

全融合演进：支持2G/3G/4G/5G核心网的深度融合，实现用户不换卡、不换号的平滑迁移，并继承现有业务。

自动驾驶与智能化运维：引入AI和自动化引擎，实现网络规划、建设、维护、优化的全生命周期自动化，提升运维效率，实现分钟级故障自愈。

融合话音（Single Voice Core）：基于IMS实现CS、VoLTE、Vo5G及固定话音的统一核心网管理，提供无缝的话音与视频业务体验。

综上所述，5G核心网以云化、服务化、智能化为特征，通过SMF等关键实体实现灵活的会话管理，并结合网络切片、MEC等技术，为海量设备和多样化业务提供高性能、低时延、高可靠的网络服务。

注释说明

移动性管理^[1]：对终端网络附着、位置登记与更新，状态迁移（空闲/连接/休眠）、小区/基站切换、网络可达性维护等全流程控制与状态管理功能的总称，用于让网络实时感知终端位置与在线状态，在保障业务可达性的同时最小化信令开销与终端功耗。（个人理解：保证终端设备在移动中的网络连接、位置发现和省电的一项技术。）

QoS^[2]：对不同物联网业务/终端的传输时延、丢包率、带宽、优先级、可靠性、资源占用等关键指标进行差异化分配、传输调度与传输保障的控制机制，以此确保关键物联网业务（如工业控制、紧急告警）有限可靠传输，普通物联网业务（如环境监测、智能抄表）按需分配资源，平衡网络速率、终端功耗与业务传输需求。（个人理解：根据使用场景、重要程度设定不同的数据优先级。）

电路域^[3]：面向2G/3G 制式的传统窄带物联网终端、低速率固定时延类 IoT 业务（如物联网语音告警、低速抄表、专线类物联网终端），由物联网专属网元提供的基于电路交换机制的专属业务承载域；其核心是通过预分配独占通信链路、面向连接的传输方式，为特定物联网业务提供固定时延、稳定可靠、无分组丢包的承载通道，与分组域（PS 域）形成业务承载互补，适配存量窄带物联网终端的接入需求。（个人理解：一个独占的、专属的专属系统；需要说明的是在4G语音业务中已经不需要电路域，4G以及5G的语音业务由分组域中的VOLTE、VONR和EPSFB承担，仅部分特定场景中，需要高可靠性才会使用到。）

分组域^[4]：基于分组交换、IP 化传输的核心业务承载域，采用数据包拆分、共享信道复用、按需路由传输的方式，为物联网终端提供IP 数据业务承载；主要负责终端 IP 分配、数据分组传输、网络资源共享调度，支撑 NB-IoT/eMTC 等物联网数据业务（如环境监测、智能抄表、设备状态回传等）。（个人理解：是一个共带宽共享，将数据拆分成包的传输，最后在重组的系统，这个系统不仅承载数据业务，也承载语音业务，同时是目前的主流系统。）

MSC/VLR^[5]：MSC（移动交换中心）是电路域的交换与控制中枢，负责语音 / 短信的呼叫建立、路由选择、切换控制、与 PSTN/ISDN 等外部网络互通、计费采集；VLR（访问位置寄存器）是动态数据库，与 MSC物理集成（通常为同一设备），临时存储当前在本 MSC 覆盖区内的所有用户（含物联网终端）的临时数据。在物联网终端接入 2G/3G 网络时，MSC/VLR 是终端与核心网之间的关键接口，负责终端的接入控制、移动性管理与电路业务承载。（个人理解：VLR是获取用户现在的位置并负责与用户所在地的HLR沟通并记录用户的基础信息（如话费、手机号、套餐）并给用户所在地反馈现在用户所在的地址，MCS是负责通话的基础功能如接续、路径选择（长途或漫游）。）

MGW^[6]：是核心网电路域中负责媒体资源处理的功能实体。它主要完成电路交换（CS）域的媒体流与分组交换（PS）域的承载之间的转换，同时提供语音编解码转换、回声消除、多方通话等媒体处理功能。（个人理解：它主要负责通话连线、回声消除以及2G/3G、固定电话与手机信号互相转换。）

SGSN^[7]：它是 2G/3G/4G 前传分组域（PS 域） 的核心网元，专门负责物联网终端的数据业务接入、移动性管理和分组路由，是物联网数据传输最关键的核心单元之一。（个人理解：它负责一个区域的基站覆盖范围管理、基站上行与下行数据转发、移动性跟踪、数据的压缩和保密和计费数据的统计。）

M-HLR^[8]：M-HLR（物联网专用HLR）是运营商为物联网业务专门建设的核心网元，用于独立存储和管理海量物联网设备的签约信息、号码资源和业务策略。它是物联网从“共用网络”走向“专网专用”的关键一步，解决了号码资源紧张、信令风暴风险和管理复杂度等问题。（个人理解：M-HLR是专属于物联网的HLR，用来存储专属于物联网的用户数据库，同时相较于HLR多出来流量池共享、低功耗等特性，同时对海量、小数据包以及频繁唤醒等物联网场景进行了优化，同时管理独立的13位物联网专用号段和物联网卡特有的生命周期。）

M-GGSN^[9]：M-GGSN（物联网专用GGSN）是物联网专网中的核心数据关口，负责物联网设备的分组数据连接、路由和计费。它相比于传统GGSN，最大的特点是支持流量池共享、生命周期计费等物联网专属计费模式，并能与M-HLR协同，实现对海量物联网设备的精细化管理和控制。（个人理解：M-GGSN是物联网专属的GGSN，是整个物联网专网的总出入口，同时相较于GGSN它支持专用APN、GRE隧道、专线接入等多种组网方式，对于防火墙来说它多支持了黑/白名单、QoS保障、访问内网等经济化的控制，和GGSN相同的是它同样也可以于M-HLR联动。）

1. MSC/VLR、MGW、SGSN这些概念，正是物联网初期赖以生存的基础设施。它们虽然不是为物联网量身定制的，但在物联网起步阶段，它们成功承载了早期的物联网业务，为后来5G时代专用核心网（如5G切片、NB-IoT专用核心网）的演进奠定了基础。 ↩︎