NR 5G 架构参考模型

系统架构简述

5G 架构定义为基于服务,网络功能之间的交互以两种方式表示:
1、基于服务的表示,其中控制平面内的网络功能(例如 AMF)使其他授权网络功能能够接入其服务。 该表示还包括必要时的点对点参考点。
2、参考点表示示出了在由任何两个网络功能(例如,AMF 和 SMF)之间的点对点参考点(例如,N11)描述的网络功能中的 NF 服务之间存在的交互。

5GC 控制平面内的网络功能仅应使用基于服务的接口进行交互:
1、 一个 NF 内的 NF 服务之间的交互未在本规范的版本中指定。
2、 UPF 不在此版本的规范中提供任何服务,但可以使用 5GC 控制平面 NF 提供的服务。

网络功能和实体

5G 系统架构由以下网络功能(NF)组成:

  • 认证服务器功能(AUSF)
  • 接入和移动管理功能(AMF)
  • 数据网络(DN),例如运营商服务,互联网接入或第三方服务
  • 非结构化数据存储功能(UDSF)
  • 网络曝光功能(NEF)
  • 网络存储库功能(NRF)
  • 网络切片选择功能(NSSF)
  • 控制策略功能(PCF)
  • 会话管理功能(SMF)
  • 统一数据管理(UDM)
  • 统一数据存储库(UDR)
  • 用户平面功能(UPF)
  • 应用功能(AF)
  • 用户设备(UE)
  • (无线)接入网络((R)AN)
  • 5G 设备识别寄存器(5G-EIR)
  • 安全边缘保护代理(SEPP)
  • 网络数据分析功能(NWDAF)

非漫游参考架构

基于服务接口在控制平面内使用的5G系统架构
在这里插入图片描述
基于参考点的 5G 系统架构(使用参考点表示,显示了各种网络功能如何相互作用)
在这里插入图片描述
1、 N9,N14 未在所有其他图中示出,但是它们也可适用于其他场景。
2、 为了清楚地说明点对点图,未描述 UDSF,NEF 和 NRF。 但是,所有描述的网络功能都可以根据需要与 UDSF,UDR,NEF 和 NRF 进行交互。
3、UDM 使用用户数据和认证数据,PCF 使用可能存储在 UDR 中的策略数据。
4、UDR 及其与其他 NF 的连接(例如 PCF)未在点对点和基于服务的架构图中描述。
5、NWDAF 及其与其他 NF 的连接(例如 PCF)未在点对点和基于服务的架构图中描述。

UE 使用参考点表示同时访问使用多个 PDU 会话的两个(例如本地和中央)数据网络的非漫游架构
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上图示为多个 PDU 会话的体系结构,其中为两个不同的 PDU 会话选择了两个 SMF;每个SMF 还可以具有在 PDU 会话内控制本地和中央 UPF 的能力。

使用参考点表示在单个 PDU 会话内提供并发接入到两个(例如本地和中央)数据网络的情况下的非漫游体系结构
在这里插入图片描述
使用参考点表示的网络曝光功能的非漫游架构
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1、NEF 的信任域与 TS 23.682 [36]中定义的 SCEF 的信任域相同。
2、3GPP 接口表示 NEF 和 5GC 网络功能之间的南向接口,例如 NEF 和 SMF 之间的N29 接口,NEF 和 PCF 之间的 N30 接口等。

漫游参考架构

在控制平面内具有基于服务接口的本地突破的5G 系统漫游架构
在这里插入图片描述
在 LBO 架构中,VPLMN 中的 PCF 可以与 AF 交互,以便为通过 VPLMN 传送的服务生成 PCC 规则;VPLMN 中的 PCF 根据与 HPLMN 运营商的漫游协议使用本地配置的策略作为 PCC 规则生成的输入;VPLMN 中的 PCF 没有来自 HPLMN 的订户策略信息的接入。

在控制平面内具有基于服务的接口的归属路由场景的情况下的 5G 系统漫游架构
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使用参考点表示的本地突发场景的 5G 系统漫游架构
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NRF 未在参考点架构图中描述,图中未描绘 SEPP

在使用参考点表示的归属路由场景的情况下的 5G 系统漫游架构
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对于上述漫游场景,每个 PLMN 实现代理功能以保护 PLMN 间接口上的互连和隐藏拓扑
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使用参考点表示网络公开功能的漫游架构
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数据存储架构

5G 系统架构允许任何 NF 在 UDSF(例如 UE 报文)中存储和检索其非结构化数据。 UDSF属于网络功能所在的同一 PLMN。 CP NF 可以共享用于存储它们各自的非结构化数据的 UDSF,或者每个可以具有它们自己的 UDSF(例如,UDSF 可以位于相应的 NF 附近)。
在这里插入图片描述
1、 3GPP 将指定(可能通过引用)N18 / Nudsf 接口。
如下图所示,5G 系统架构允许 UDM,PCF 和 NEF 在 UDR 中存储数据,包括 UDM 和 PCF 的用户数据和策略数据,用于曝光和应用数据的结构化数据(包括数据包流) NEF 对应用检测的描述(PFD),多个 UE 的 AF 请求信息)。 UDR 可以部署在每个 PLMN 中,它可以提供不同的功能:

  • NEF 访问的 UDR 属于 NEF 所在的 PLMN。
  • 如果 UDM 支持分离架构,则 UDM 访问的 UDR 属于 UDM 所在的同一 PLMN。
  • PCF 访问的 UDR 属于 PCF 所在的 PLMN。
    在这里插入图片描述
    2、 部署在每个 PLMN 中的 UDR 可以存储漫游订户的应用数据。
    3、 可以在网络中部署多个 UDR,每个 UDR 可以容纳不同的数据集或子集(例如,用户数据,用户策略数据,用于展示的数据,应用数据)和/或服务于不同的 NF 组。 UDR 为单个 NF 提供服务并存储其数据,因此可以与此 NF 集成的部署是可能的。
    4、上图 中 UDR 的内部结构仅供参考。
    Nudr 接口是为网络功能(即 NF 服务消费者)定义的,例如 UDM,PCF 和 NEF,接入是一组特定的数据存储和读取,更新(包括添加,修改),删除和用户 UDR 中相关数据变更的通知;
    通过 Nudr 访问 UDR 的每个 NF 服务消费者应能够添加,修改,更新或删除它有权更改的数据。 此授权应由UDR 根据每个数据集和 NF 服务使用者基础执行,并且可能基于每个 UE 用户粒度执行;
    通过 Nudr 向相应的 NF 服务消费者公开并存储的 UDR 集中的以下数据应标准化:
  • 用户数据,
  • 策略数据,
  • 结构化数据曝光,
  • 应用数据:用于应用检测的分组流描述(PFD)和用于多个 UE 的 AF 请求信息。
    基于服务的 Nudr 接口定义由数据集公开的 3GPP 定义的信息单元的内容和格式/编码。
    此外,NF 服务消费者可以从 UDR 获取接入操作员特定数据集以及每个数据集的操作员特定数据。
    5、运营商特定数据和运营商特定数据集的内容和格式/编码不受标准化的约束。
    6、存储在 UDR 中的不同数据的组织不是标准化的。

基于服务的接口

5G 系统架构包含以下基于服务的接口:
NAMF:AMF 展示的基于服务的界面。
Nsmf :SMF 展示的基于服务的界面。
Nnef: NEF 展示的基于服务的界面。
NPCF:PCF 展示的基于服务的界面。
Nudm:UDM 展示的基于服务的界面。
NAF:AF 展示的基于服务的界面。
Nn rf:NRF 展示的基于服务的界面。
Nnssf:NSSF 展示的基于服务的界面。
Nausf:AUSF 展示的基于服务的界面。
Nudr:UDR 展示了基于服务的界面。
Nudsf:UDSF 展示的基于服务的界面。
N5g-EIR:5G-EIR 展示的基于服务的界面。
Nnwdaf: NWDAF 展示的基于服务的界面。

参考点

5G 系统架构包含以下参考点:
N1: UE 和 AMF 之间的参考点。
N2:(R)AN 和 AMF 之间的参考点。
N3:(R)AN 和 UPF 之间的参考点。
N4: SMF 和 UPF 之间的参考点。
N6: UPF 和数据网络之间的参考点。
N9: 两个 UPF 之间的参考点。
以下参考点显示了 NF 中 NF 服务之间存在的相互作用。 这些参考点通过相应的基于 NF 服务的接口并通过指定所识别的消费者和生产者 NF 服务以及它们的交互来实现,以便实现特定的系统过程。
N5: PCF 和 AF 之间的参考点。
N7: SMF 和 PCF 之间的参考点。
N24: 访问网络中的 PCF 与归属网络中的 PCF 之间的参考点。
N8: UDM 和 AMF 之间的参考点。
N10: UDM 和 SMF 之间的参考点。
N11: AMF 和 SMF 之间的参考点。
N12: AMF 和 AUSF 之间的参考点。
N13: UDM 和认证服务器之间的参考点用于 AUSF。
N14: 两个 AMF 之间的参考点。
N15: 在非漫游场景的情况下 PCF 和 AMF 之间的参考点,在访问网络中的 PCF 和在漫游场景的情况下的AMF。
N16: 两个 SMF 之间的参考点(在访问网络中的 SMF 和归属网络中的 SMF 之间的漫游情况下)。
N17: AMF 和 5G-EIR 之间的参考点。
N18: 任何 NF 和 UDSF 之间的参考点。
N22: AMF 和 NSSF 之间的参考点。
N23: PCF 和 NWDAF 之间的参考点。
N24: NSSF 和 NWDAF 之间的参考点。
N27: 访问网络中的 NRF 与归属网络中的 NRF 之间的参考点。
N31: 访问网络中的 NSSF 与归属网络中的 NSSF 之间的参考点。
在某些情况下,可能需要将几个 NF 相互关联以服务于 UE。
除了上面的参考点之外,SMF 和计费系统(CDF 和 OCS)之间还有接口/参考点。 在本说明书的架构图示中未描绘参考点。
N32: 拜访网络中的 SEPP 与归属网络中的 SEPP 之间的参考点。
N33: NEF 和 AF 之间的参考点。
N40: SMF 和 CHF 之间的参考点。
N50: AMF 和 CBCF 之间的参考点。

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