5G系統(tǒng)(5GS)的系統(tǒng)架構(gòu)解讀

1.一般概念

5G系統(tǒng)架構(gòu)被定義為支持?jǐn)?shù)據(jù)連接和服務(wù)玩郊,使部署能夠使用諸如網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)肢执。5G系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)利用已確定的控制平面(CP)網(wǎng)絡(luò)功能之間基于服務(wù)的交互。一些關(guān)鍵原則和概念是:——將用戶平面(UP)功能與控制平面(CP)功能分開译红,允許獨(dú)立的可擴(kuò)展性预茄、演進(jìn)和靈活部署,例如集中位置或分布式(遠(yuǎn)程)位置侦厚〕苌拢——模塊化功能設(shè)計(jì),例如實(shí)現(xiàn)靈活高效的網(wǎng)絡(luò)切片刨沦∈——在適用的情況下,將程序(即網(wǎng)絡(luò)功能之間的交互集)定義為服務(wù)想诅,以便它們的重用成為可能召庞。——使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能及其網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)能夠與其他NF及其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互如果需要来破,通過服務(wù)通信代理直接或間接地使用功能服務(wù)篮灼。該架構(gòu)不排除使用另一個(gè)中間功能來幫助路由控制平面消息(例如,像DRA)讳癌〈┪龋——最小化接入網(wǎng)絡(luò)(AN)和核心網(wǎng)絡(luò)(CN)之間的依賴關(guān)系存皂。該架構(gòu)定義為具有通用ANCN接口的融合核心網(wǎng)絡(luò)晌坤,該接口集成了不同的訪問類型,例如3GPP接入和非3GPP接入旦袋≈璨ぃ——支持統(tǒng)一的認(rèn)證框架“淘校——支持“無狀態(tài)”NF商乎,其中“計(jì)算”資源與“存儲(chǔ)”資源分離〖婪В——支持能力公開鹉戚。——支持本地和集中式服務(wù)的并發(fā)訪問专控。為了支持低延遲服務(wù)和對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的本地訪問抹凳,UP功能可以部署在接入網(wǎng)絡(luò)附近÷赘——支持在訪問的PLMN中使用本地路由流量和本地突破流量進(jìn)行漫游赢底。

2.網(wǎng)絡(luò)功能和實(shí)體

5G系統(tǒng)架構(gòu)由以下網(wǎng)絡(luò)功能(NF)組成:——身份驗(yàn)證服務(wù)器功能(AUSF)。——訪問和移動(dòng)管理功能(AMF)幸冻〈馀樱——數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(DN),例如運(yùn)營(yíng)商服務(wù)洽损、互聯(lián)網(wǎng)接入或第3方服務(wù)庞溜。——非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能(UDSF)碑定∏吭担——網(wǎng)絡(luò)曝光函數(shù)(NEF)〔桓担——網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)庫(kù)功能(NRF)旅掂。——網(wǎng)絡(luò)切片準(zhǔn)入控制功能(NSACF)访娶∩膛埃——網(wǎng)絡(luò)切片特定和SNPN身份驗(yàn)證和授權(quán)功能(NSSAAF)⊙掳蹋——網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能(NSSF)秘车。——策略控制功能(PCF)劫哼《E浚——會(huì)話管理功能(SMF)∪ㄉ眨——統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理(UDM)眯亦。——統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)(UDR)般码∑蘼剩——用戶平面功能(UPF)“遄#——UE無線電能力管理功能(UCMF)宫静。——應(yīng)用功能(AF)券时」吕铮——用戶設(shè)備(UE)¢俣矗——(無線電)接入網(wǎng)絡(luò)((R)AN)捌袜。——5G設(shè)備身份寄存器(5G-EIR)震檩∽粮颍——網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能(NWDAF)蜓堕。——充電功能(CHF)博其√撞牛——時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)AF(TSNAF)∧降——時(shí)間敏感通信和時(shí)間同步功能(TSCTSF)背伴。——數(shù)據(jù)收集協(xié)調(diào)功能(DCCF)峰髓∩导牛——分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)功能(ADRF)⌒——消息傳遞框架適配器功能(MFAF)疾掰。——非無縫WLAN卸載功能(NSWOF)徐紧。

注:DCCF和/或ADRF提供的功能也可以由NWDAF托管静檬。——邊緣應(yīng)用服務(wù)器發(fā)現(xiàn)功能(EASDF)并级。

5G系統(tǒng)架構(gòu)還包括以下網(wǎng)絡(luò)實(shí)體:——服務(wù)通信代理(SCP)拂檩。——安全邊緣保護(hù)代理(SEPP)嘲碧。這些網(wǎng)絡(luò)功能和實(shí)體的功能描述在TS 23.501的第6節(jié)中規(guī)定稻励。——可信非3GPP網(wǎng)關(guān)功能(TNGF)愈涩⊥椋——有線接入網(wǎng)關(guān)功能(W-AGF)∧剖穑——可信WLAN互通功能(TWIF)糠聪。

3.非漫游參考架構(gòu)

下圖描述了非漫游參考架構(gòu)⌒扯Γ控制內(nèi)使用基于服務(wù)的接口。


5G系統(tǒng)架構(gòu)

注:如果部署了SCP趣惠,它可以用于NF和NF服務(wù)之間的間接通信狸棍,如附件E中所述。SCP本身不暴露服務(wù)味悄。

下圖描繪了非漫游情況下的5G系統(tǒng)架構(gòu)草戈,使用參考點(diǎn)表示來展示各種網(wǎng)絡(luò)功能如何相互交互。


參考點(diǎn)表示的非漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)

注1:N9侍瑟、N14未在所有其他圖中顯示唐片,但它們也可能適用于其他情況丙猬。注2:為使點(diǎn)對(duì)點(diǎn)圖清晰起見,未描繪UDSF费韭、NEF和NRF茧球。但是,所有描述的網(wǎng)絡(luò)功能都可以根據(jù)需要與UDSF星持、UDR抢埋、NEF和NRF交互。注3:UDM使用訂閱數(shù)據(jù)和認(rèn)證數(shù)據(jù)督暂,PCF使用可能存儲(chǔ)的策略數(shù)據(jù)在UDR中揪垄。注4:為清楚起見,UDR及其與其他NF的連接逻翁,例如PCF饥努,未在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)中描述和基于服務(wù)的架構(gòu)圖。有關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)的更多信息八回。注5:為清楚起見肪凛,未描述NWDAF、DCCF辽社、MFAF和ADRF以及它們與其他NF的連接在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和基于服務(wù)的架構(gòu)圖中伟墙。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析架構(gòu)的更多信息,請(qǐng)參閱TS23.288滴铅。注6:為清楚起見戳葵,5GDDNMF及其與其他NF的連接,例如UDM汉匙、PCF未在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和基于服務(wù)的架構(gòu)圖拱烁。有關(guān)ProSe架構(gòu)的更多信息,請(qǐng)參閱TS23.304噩翠。注7:為清楚起見戏自,TSCTSF及其與其他NF的連接,例如PCF伤锚、NEF擅笔、UDR未在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和基于服務(wù)的架構(gòu)圖。有關(guān)TSC架構(gòu)的更多信屯援。注8:對(duì)于QoS監(jiān)控信息的公開猛们,UPF(L-PSAUPF)和本地之間的直接交互如TS23.548中所述,可以通過Nupf接口支持NEF本地AF狞洋。注9:為清楚起見弯淘,EASDF及其與SMF的連接未在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和基于服務(wù)的架構(gòu)圖。有關(guān)邊緣計(jì)算架構(gòu)的更多信息吉懊,請(qǐng)參閱TS23.548庐橙。

下圖描述了UE使用參考點(diǎn)表示使用多個(gè)PDU會(huì)話同時(shí)訪問兩個(gè)(例如本地和中央)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的非漫游架構(gòu)假勿。此圖顯示了多個(gè)PDU會(huì)話的體系結(jié)構(gòu),其中為兩個(gè)不同的PDU會(huì)話選擇了兩個(gè)SMF态鳖。然而转培,每個(gè)SMF也可能具有控制PDU會(huì)話內(nèi)的本地和中央U(xiǎn)PF的能力。


應(yīng)用非漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行多PDU會(huì)話參考點(diǎn)表示


下圖描述了在單個(gè)PDU會(huì)話中使用參考點(diǎn)表示同時(shí)訪問兩個(gè)(例如本地和中央)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況下的非漫游架構(gòu)郁惜。


應(yīng)用非漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)同時(shí)訪問兩個(gè)(例如本地和中央)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(單個(gè)PDU會(huì)話選項(xiàng))在參考點(diǎn)表示


下圖描述了網(wǎng)絡(luò)暴露功能的非漫游架構(gòu)堡距,使用參考點(diǎn)表示。

參考點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)暴露功能的非漫游架構(gòu)


注1:在圖4.2.3-5中兆蕉,NEF的信任域與TS23.682[36]中定義的SCEF的信任域相同羽戒。注2:圖4.2.3-5中,3GPP接口代表NEF與5GC網(wǎng)絡(luò)之間的南向接口功能NEF與SMF之間的N29接口虎韵,NEF與PCF之間的N30接口等易稠。為簡(jiǎn)單起見,NEF的所有南向接口均未示出包蓝。

4.漫游參考架構(gòu)

下圖描繪了具有本地分支的5G系統(tǒng)漫游架構(gòu)驶社,其內(nèi)部具有基于服務(wù)的接口〔馕控制平面亡电。

漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)基于服務(wù)接口的本地分流場(chǎng)景

注1:在LBO架構(gòu)中。VPLMN中的PCF可以與AF交互以生成PCC通過VPLMN提供服務(wù)的規(guī)則硅瞧。VPLMN中的PCF根據(jù)與HPLMN運(yùn)營(yíng)商的漫游協(xié)議使用本地配置的策略作為PCC規(guī)則生成的輸入份乒。VPLMN中的PCF無法訪問來自HPLMN的訂戶策略信息。注2:SCP可用于VPLMN內(nèi)NF和NF服務(wù)之間的間接通信腕唧,在HPLMN內(nèi)或辖,或在VPLMN和HPLMN內(nèi)。為簡(jiǎn)單起見枣接,漫游架構(gòu)中未顯示SCP颂暇。下圖描繪了在控制平面內(nèi)具有基于服務(wù)的接口的歸屬路由場(chǎng)景中的5G系統(tǒng)漫游架構(gòu)。

漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)基于服務(wù)接口的歸屬路由場(chǎng)景

注3:SCP可用于VPLMN內(nèi)NF和NF服務(wù)之間的間接通信但惶,在HPLMN內(nèi)耳鸯,或在VPLMN和HPLMN內(nèi)。為簡(jiǎn)單起見榆骚,漫游架構(gòu)中未顯示SCP片拍。注4:本地路由方案中的UPF也可用于支持IPUPS功能。下圖描繪了使用參考點(diǎn)表示在本地突圍場(chǎng)景下的5G系統(tǒng)漫游架構(gòu)妓肢。

參考點(diǎn)漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)局部突圍場(chǎng)景

注5:參考點(diǎn)架構(gòu)圖中未描述NRF。詳見NRF和NF接口苫纤。注6:為清楚起見碉钠,漫游參考點(diǎn)架構(gòu)圖中未描述SEPP纲缓。下圖描繪了使用參考點(diǎn)表示在歸屬路由場(chǎng)景下的5G系統(tǒng)漫游架構(gòu)。

漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)參考點(diǎn)的家庭路由場(chǎng)景

N38參考點(diǎn)可以在同一VPLMN中的V-SMF之間喊废,也可以在不同VPLMN中的V-SMF之間(以實(shí)現(xiàn)PLMN間的移動(dòng)性)祝高。對(duì)于上述漫游場(chǎng)景,每個(gè)PLMN都實(shí)現(xiàn)了代理功能以保護(hù)互連并隱藏PLMN間接口上的拓?fù)洹?/p>

參考點(diǎn)表示中的NRF漫游架構(gòu)


注7:為清楚起見污筷,PLMN邊界兩側(cè)的SEPP未在圖中描繪工闺。運(yùn)營(yíng)商可以在其網(wǎng)絡(luò)邊界部署支持InterPLMNUPSecurity(IPUPS)功能的UPF,以保護(hù)其網(wǎng)絡(luò)免受歸屬路由漫游場(chǎng)景中無效的PLMN間N9流量的影響瓣蛀。在VPLMN和HPLMN中支持IPUPS功能的UPF分別由該P(yáng)DU會(huì)話的V-SMF和H-SMF控制陆蟆。支持IPUPS功能的UPF會(huì)終止GTP-UN9隧道。SMF可以在同一個(gè)UPF中與其他UP功能一起激活I(lǐng)PUPS功能惋增,或者在UP路徑中為IPUPS功能插入一個(gè)單獨(dú)的UPF(例如叠殷,它可能專用于IPUPS功能)。注8:不禁止運(yùn)營(yíng)商將IPUPS功能部署為單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)功能來自UPF诈皿,充當(dāng)透明代理林束,可以透明地讀取N4和N9接口。然而稽亏,這樣的部署選項(xiàng)沒有被指定并且需要至少考慮具有不頻繁流量的非常持久的PDU會(huì)話和PLMN間切換壶冒。

IPUPS功能在TS33.501中規(guī)定。

下圖描述了歸屬路由漫游架構(gòu)截歉,其中UPF被插入到UP路徑中以實(shí)現(xiàn)IPUPS功能胖腾。圖4.2.43描繪了本地路由漫游架構(gòu),其中兩個(gè)UPF執(zhí)行IPUPS功能和其他PDU會(huì)話的UP功能怎披。


基于服務(wù)的漫游5G系統(tǒng)架構(gòu)歸屬路由漫游場(chǎng)景使用專用于IPUPS的UPF的接口表示


以上為5G系統(tǒng)(5GS)的系統(tǒng)架構(gòu)的部分,更多的解讀可關(guān)注【微信公眾號(hào):AI智博信息】性宏,獲取完整的“5G系統(tǒng)(5GS)的系統(tǒng)架構(gòu)(3GPP TS 23.501 V17.4.0)中英文對(duì)照版”毫胜。

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