1概念和系统架构

1.1基础概念

5G系统架构可采用NFV/SDN等技术实现数据连接和业务。5G系统架构应采用控制平面网络功能之间基于服务化的交互。一些关键原则和概念如下所述。

（1）用户平面功能与控制平面功能分离，允许独立的可扩展性，演进和灵活部署，例如集中部署或分布式（远端）部署：

（2）模块化功能设计，例如实现灵活高效的网络切片：

（3）在适用的情况下，将过程（即网络功能之间的交互）定义为服务，以便可以重复使用它们：

（4）如果需要，允许每个网络功能直接与其他NF交互。该体系结构不排除使用中间节点来帮助路由控制平面消息（例如HTTP Proxy）：

（5）最小化接入网络和核心网络之间的依赖关系；

（6）该架构定义了融合核心网络，具有共同AN-CN接口，该接口集成了不同的接入类型；

（7）支持统一的认证架构；

（8）支持“无状态”NF,其中“计算”资源与“存储”资源解耦；

（9）支持能力开放；

（9）支持对本地和集中服务的并发访问。为了支持低延迟服务和对本地数据网络的访问，可以在接入网络附近部署UPF功能：

（10）支持漫游，包括用户面归属地路由和本地疏导路由。

1.2架构参考模型

1.2.1综述

5G的系统架构是按照服务化架构来定义的，NF间的交互以两种方式来表述。

（1）服务化表述：控制平面的NF（如AMF）允许其他授权的NF接入自身的服务。这种表述方式，在必要时也包含参考点。

（2）参考点表述：通过任意两个NF（如AMF和SMF）间的参考点（如：Nil）,来描述NF间服务交互。

服务化接口在1.2.6定义，参考点在1.2.7定义。5G核心网控制平面的NF,只能使用服务化接口来进行交互。

1.2.2网络功能与实体

5G系统架构由下列主要网络功能组成

（1）认证服务器功能（AUSF）；

（2）接入和移动性管理功能（AMF）；

（3）数据网络（DN）,如运营商服务，因特网接入或第三方服务;

（4）非结构化数据存储功能（UDSF）；

（5）网络开放能力（NEF）；

（6）网络功能储存功能（NRF）；

（7）网络切片选择功能（NSSF）；

（9）策略控制功能（PCF）；

（10）会话管理功能（SMF）；

（11）统一数据管理（UDM）；

（12）统一数据储存（UDR）；

（13）用户平面功能（UPF）；

（14）应用功能（AF）；

（15）用户设备（UE）；

（16）（无线）接入网络（（R）AN）；

（17）5G设备身份寄存器（5G-EIR）；

（18）安全边缘保护代理（SEPP）；

（19）网络数据分析功能（NWDAF）。

1.2.3非漫游参考架构

1.2.3.1基于服务化接口的非漫游架构

图2 5G System architecture

1.2.3.2基于参考点的非漫游架构

基于参考点的5G非漫游系统架构，用来表示不同网络功能之间是如何交互的。

图2基于参考点的5G非漫游系统架

注1：N9和N14接口，虽然在其他架构图中没有描述，但是它们依然可以应用在其他场景中。

注2：图2中没有体现UDSF、NEF和NRF。但是，图2中的网络功能在必要时，都可以与UDSF、UDR、NEF和NRF 进行交互。

注3：UDM使用的签约数据、认证数据，PCF使用的策略数据，都可以存储在UDR。

注4：UDR以及它和其他网络功能之间的交互，没有在图1和图2中体现。

注5：NWDAF以及它和其他网络功能之间的交互，没有在图1和图2中体现。

1.2.3.3UE同时接入多个数据网络架构

图3是基于参考点的，UE釆用多PDU会话，同时接入两个数据网络（如本地数据网络和集中数据网络）的网络架构。为不同的PDU会话，选择了不同的SMF。但是每个SMF可以有能力控制，一个PDU会话内的本地和集中UPF。

图3基于参考点的非漫游，UE同时接入两个数据网络，多PDU会话

图4是基于参考点，UE釆用单PDU会话，同时接入两个数据网络（如本地数据网络和集中数据网络）的网络架构。

图4基于参考点的非漫游，UE同时接入两个数据网络，单PDU会话

图5参考点表示中的网络暴露功能的非漫游架构