系統架構簡述
5G 架構定義爲基於服務,網絡功能之間的交互以兩種方式表示:
1、基於服務的表示,其中控制平面內的網絡功能(例如 AMF)使其他授權網絡功能能夠接入其服務。 該表示還包括必要時的點對點參考點。
2、參考點表示示出了在由任何兩個網絡功能(例如,AMF 和 SMF)之間的點對點參考點(例如,N11)描述的網絡功能中的 NF 服務之間存在的交互。
5GC 控制平面內的網絡功能僅應使用基於服務的接口進行交互:
1、 一個 NF 內的 NF 服務之間的交互未在本規範的版本中指定。
2、 UPF 不在此版本的規範中提供任何服務,但可以使用 5GC 控制平面 NF 提供的服務。
網絡功能和實體
5G 系統架構由以下網絡功能(NF)組成:
- 認證服務器功能(AUSF)
- 接入和移動管理功能(AMF)
- 數據網絡(DN),例如運營商服務,互聯網接入或第三方服務
- 非結構化數據存儲功能(UDSF)
- 網絡曝光功能(NEF)
- 網絡存儲庫功能(NRF)
- 網絡切片選擇功能(NSSF)
- 控制策略功能(PCF)
- 會話管理功能(SMF)
- 統一數據管理(UDM)
- 統一數據存儲庫(UDR)
- 用戶平面功能(UPF)
- 應用功能(AF)
- 用戶設備(UE)
- (無線)接入網絡((R)AN)
- 5G 設備識別寄存器(5G-EIR)
- 安全邊緣保護代理(SEPP)
- 網絡數據分析功能(NWDAF)
非漫遊參考架構
基於服務接口在控制平面內使用的5G系統架構
基於參考點的 5G 系統架構(使用參考點表示,顯示了各種網絡功能如何相互作用)
1、 N9,N14 未在所有其他圖中示出,但是它們也可適用於其他場景。
2、 爲了清楚地說明點對點圖,未描述 UDSF,NEF 和 NRF。 但是,所有描述的網絡功能都可以根據需要與 UDSF,UDR,NEF 和 NRF 進行交互。
3、UDM 使用用戶數據和認證數據,PCF 使用可能存儲在 UDR 中的策略數據。
4、UDR 及其與其他 NF 的連接(例如 PCF)未在點對點和基於服務的架構圖中描述。
5、NWDAF 及其與其他 NF 的連接(例如 PCF)未在點對點和基於服務的架構圖中描述。
UE 使用參考點表示同時訪問使用多個 PDU 會話的兩個(例如本地和中央)數據網絡的非漫遊架構
上圖示爲多個 PDU 會話的體系結構,其中爲兩個不同的 PDU 會話選擇了兩個 SMF;每個SMF 還可以具有在 PDU 會話內控制本地和中央 UPF 的能力。
使用參考點表示在單個 PDU 會話內提供併發接入到兩個(例如本地和中央)數據網絡的情況下的非漫遊體系結構
使用參考點表示的網絡曝光功能的非漫遊架構
1、NEF 的信任域與 TS 23.682 [36]中定義的 SCEF 的信任域相同。
2、3GPP 接口表示 NEF 和 5GC 網絡功能之間的南向接口,例如 NEF 和 SMF 之間的N29 接口,NEF 和 PCF 之間的 N30 接口等。
漫遊參考架構
在控制平面內具有基於服務接口的本地突破的5G 系統漫遊架構
在 LBO 架構中,VPLMN 中的 PCF 可以與 AF 交互,以便爲通過 VPLMN 傳送的服務生成 PCC 規則;VPLMN 中的 PCF 根據與 HPLMN 運營商的漫遊協議使用本地配置的策略作爲 PCC 規則生成的輸入;VPLMN 中的 PCF 沒有來自 HPLMN 的訂戶策略信息的接入。
在控制平面內具有基於服務的接口的歸屬路由場景的情況下的 5G 系統漫遊架構
使用參考點表示的本地突發場景的 5G 系統漫遊架構
NRF 未在參考點架構圖中描述,圖中未描繪 SEPP
在使用參考點表示的歸屬路由場景的情況下的 5G 系統漫遊架構
對於上述漫遊場景,每個 PLMN 實現代理功能以保護 PLMN 間接口上的互連和隱藏拓撲
使用參考點表示網絡公開功能的漫遊架構
數據存儲架構
5G 系統架構允許任何 NF 在 UDSF(例如 UE 報文)中存儲和檢索其非結構化數據。 UDSF屬於網絡功能所在的同一 PLMN。 CP NF 可以共享用於存儲它們各自的非結構化數據的 UDSF,或者每個可以具有它們自己的 UDSF(例如,UDSF 可以位於相應的 NF 附近)。
1、 3GPP 將指定(可能通過引用)N18 / Nudsf 接口。
如下圖所示,5G 系統架構允許 UDM,PCF 和 NEF 在 UDR 中存儲數據,包括 UDM 和 PCF 的用戶數據和策略數據,用於曝光和應用數據的結構化數據(包括數據包流) NEF 對應用檢測的描述(PFD),多個 UE 的 AF 請求信息)。 UDR 可以部署在每個 PLMN 中,它可以提供不同的功能:
- NEF 訪問的 UDR 屬於 NEF 所在的 PLMN。
- 如果 UDM 支持分離架構,則 UDM 訪問的 UDR 屬於 UDM 所在的同一 PLMN。
- PCF 訪問的 UDR 屬於 PCF 所在的 PLMN。
2、 部署在每個 PLMN 中的 UDR 可以存儲漫遊訂戶的應用數據。
3、 可以在網絡中部署多個 UDR,每個 UDR 可以容納不同的數據集或子集(例如,用戶數據,用戶策略數據,用於展示的數據,應用數據)和/或服務於不同的 NF 組。 UDR 爲單個 NF 提供服務並存儲其數據,因此可以與此 NF 集成的部署是可能的。
4、上圖 中 UDR 的內部結構僅供參考。
Nudr 接口是爲網絡功能(即 NF 服務消費者)定義的,例如 UDM,PCF 和 NEF,接入是一組特定的數據存儲和讀取,更新(包括添加,修改),刪除和用戶 UDR 中相關數據變更的通知;
通過 Nudr 訪問 UDR 的每個 NF 服務消費者應能夠添加,修改,更新或刪除它有權更改的數據。 此授權應由UDR 根據每個數據集和 NF 服務使用者基礎執行,並且可能基於每個 UE 用戶粒度執行;
通過 Nudr 向相應的 NF 服務消費者公開並存儲的 UDR 集中的以下數據應標準化: - 用戶數據,
- 策略數據,
- 結構化數據曝光,
- 應用數據:用於應用檢測的分組流描述(PFD)和用於多個 UE 的 AF 請求信息。
基於服務的 Nudr 接口定義由數據集公開的 3GPP 定義的信息單元的內容和格式/編碼。
此外,NF 服務消費者可以從 UDR 獲取接入操作員特定數據集以及每個數據集的操作員特定數據。
5、運營商特定數據和運營商特定數據集的內容和格式/編碼不受標準化的約束。
6、存儲在 UDR 中的不同數據的組織不是標準化的。
基於服務的接口
5G 系統架構包含以下基於服務的接口:
NAMF:AMF 展示的基於服務的界面。
Nsmf :SMF 展示的基於服務的界面。
Nnef: NEF 展示的基於服務的界面。
NPCF:PCF 展示的基於服務的界面。
Nudm:UDM 展示的基於服務的界面。
NAF:AF 展示的基於服務的界面。
Nn rf:NRF 展示的基於服務的界面。
Nnssf:NSSF 展示的基於服務的界面。
Nausf:AUSF 展示的基於服務的界面。
Nudr:UDR 展示了基於服務的界面。
Nudsf:UDSF 展示的基於服務的界面。
N5g-EIR:5G-EIR 展示的基於服務的界面。
Nnwdaf: NWDAF 展示的基於服務的界面。
參考點
5G 系統架構包含以下參考點:
N1: UE 和 AMF 之間的參考點。
N2:(R)AN 和 AMF 之間的參考點。
N3:(R)AN 和 UPF 之間的參考點。
N4: SMF 和 UPF 之間的參考點。
N6: UPF 和數據網絡之間的參考點。
N9: 兩個 UPF 之間的參考點。
以下參考點顯示了 NF 中 NF 服務之間存在的相互作用。 這些參考點通過相應的基於 NF 服務的接口並通過指定所識別的消費者和生產者 NF 服務以及它們的交互來實現,以便實現特定的系統過程。
N5: PCF 和 AF 之間的參考點。
N7: SMF 和 PCF 之間的參考點。
N24: 訪問網絡中的 PCF 與歸屬網絡中的 PCF 之間的參考點。
N8: UDM 和 AMF 之間的參考點。
N10: UDM 和 SMF 之間的參考點。
N11: AMF 和 SMF 之間的參考點。
N12: AMF 和 AUSF 之間的參考點。
N13: UDM 和認證服務器之間的參考點用於 AUSF。
N14: 兩個 AMF 之間的參考點。
N15: 在非漫遊場景的情況下 PCF 和 AMF 之間的參考點,在訪問網絡中的 PCF 和在漫遊場景的情況下的AMF。
N16: 兩個 SMF 之間的參考點(在訪問網絡中的 SMF 和歸屬網絡中的 SMF 之間的漫遊情況下)。
N17: AMF 和 5G-EIR 之間的參考點。
N18: 任何 NF 和 UDSF 之間的參考點。
N22: AMF 和 NSSF 之間的參考點。
N23: PCF 和 NWDAF 之間的參考點。
N24: NSSF 和 NWDAF 之間的參考點。
N27: 訪問網絡中的 NRF 與歸屬網絡中的 NRF 之間的參考點。
N31: 訪問網絡中的 NSSF 與歸屬網絡中的 NSSF 之間的參考點。
在某些情況下,可能需要將幾個 NF 相互關聯以服務於 UE。
除了上面的參考點之外,SMF 和計費系統(CDF 和 OCS)之間還有接口/參考點。 在本說明書的架構圖示中未描繪參考點。
N32: 拜訪網絡中的 SEPP 與歸屬網絡中的 SEPP 之間的參考點。
N33: NEF 和 AF 之間的參考點。
N40: SMF 和 CHF 之間的參考點。
N50: AMF 和 CBCF 之間的參考點。