NR 5G 架構參考模型

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
在這裏插入圖片描述
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)
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
使用參考點表示的網絡曝光功能的非漫遊架構
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
使用參考點表示的本地突發場景的 5G 系統漫遊架構
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
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
在這裏插入圖片描述
使用參考點表示網絡公開功能的漫遊架構
在這裏插入圖片描述

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)。
在這裏插入圖片描述
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。
    在這裏插入圖片描述
    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。

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