3GPP为5G(NR)定义了基于服务的网络(Service-based Architecture)架构；该架构提供了一个模块化框架，可以使用各供应商和来源的组件部署通用应用程序。在这种情况下，5G网络控制面功能和公共数据存储库由一组互连的NF(Network function)提供。这些NF是自包含的、独立且可重用的。每个网络功能服务通过SBI(Service-based Interfaces))接口连接。
基于服务的架构已被用于软件行业以提高产品模块化。软件产品可以分解为通信服务；使用这种方法开发人员可以混合并匹配来自不同供应商的服务,并制作单个产品。SOA(Service Oriented Architecture)面向服务的体系结构是另一种软件设计风格，其中通过网络上的通信协议向其他组件提供服务。5GC使用云计算和虚拟化的概念来降低成本并跨多个数据中心共享数据；其结构见下图：
5G架构原则
一个控制平面的NF可以提供一个或多个NF的服务；
NF服务由基于请求--响应模型的操作组成；
使用基于HTTP的API通用控制协议,取代了诸如Diameter之类协议。
5G架构模块
网络及资源管理；
信令；
用户数据；
应用功能和网络接口功能；
位置服务；
用户管理；
政策；
控制面；
用户面；
接入网络；
5GC单元和功能
AMF:5G核心接入和移动性管理功能单元，从用户设备接收所有控制和会话相关信息，负责处理连接和移动相关的任务。通过N11接口连接到SMF。一个移动网络包含许多AMF实例，每个AMF由GUAMI(全球唯一AMF标识符）唯一标识。实现NAS(非接入层)加密和完整性保护算法。AMF负责合法拦截、接入认证和授权，执行安全上下文管理。
SMF:5C核心网架构的基本单元,负责与解耦数据平面交互,创建,更新和删除 PDU(协议数据单元)；通过用户面功能管理会话上下文。SMF执行的功能还包括UE IP地址分配和管理、接口终止、下行数据通知、计费数据收集、合法拦截、漫游功能等。
UPF:它是3GPP中5G核心架构的基本组成部分。负责控制面和用户平面分离(CUPS)的数据平面演变。UPF的功能还包括用户面QoS处理、数据包路由转发、数据包检测、用户面合法拦截、流量计费和上报等。
AUSF:执行用户设备认证的认证服务器功能，它位于家庭网络,对终端(UE)身份验证做出决定,以验证数据和密钥材料，其使用5G AKA和EAP-AKA加密算法，以保证5G网络的安全。
NSSF：AMF使用它来选择为特定设备提供服务的网络切片实例；选择确定允许的网络切片选择辅助信息 (NSSAI) 的网络切片实例。作为终端(UE)注册过程和PDU建立过程的一部分,它可以检索NRF、NSI ID和目标AMF。
NEF(Network Exposure)：主要用于安全、稳健、开发人员友好地访问网络服务。该功能提供了一种安全公开3GPP网络功能提供的服务和能力的方法。
NRF：网络存储库功能，用作运营商网络中所有5G网络功能的中央存储库。NRF允许5G NF在标准API的帮助下注册和发现彼此。它维护5G核心网络中可用NF实例及其支持服务的配置文件。允许NF实例跟踪其他NF实例的状态。
PCF:支持管理网络行为的统一策略框架。它提供了执行它们的策略规则。为方便起见,订阅信息是从统一数据管理功能收集的。它为控制平面功能提供策略规则,包括网络切片、漫游和移动性管理。
UDM:它是一种控制网络使用数据的集中方式。它是云原生的,专为5G技术而设计。UDM的功能类似于HSS(Home Subscriber Service)。它生成5G AKA 身份验证向量、用户身份处理，此功能存储用于 AKA 身份验证的长期安全凭证。它存储订阅信息。
AF:它请求动态策略或计费控制。它执行诸如访问网络曝光功能以检索各种资源等操作。它与PCF交互以进行策略控制、应用流量路由、向最终用户公开服务等。AF公开应用层与5G网络资源交互。
DN：它是与3GPP 5G架构相关的数据网络，可以是运营商服务、互联网接入或其他服务。
5G网络SBA架构益处
在5G网络中网络功能松散耦合并与API接口,每个NF都可以独立演进和部署。因此其带来了可扩展性，而不是添加可能需要时间的物理节点；因此可以在几分钟内动态创建或销毁NF的实例。如果一个实例或一个物理节点出现故障，监控系统可以检测到这一点并旋转多个实例。
SBA架构支持网络切片;多个逻辑网络可以在单个物理网络上运行。SBA中的网络功能通过定义良好的基于服务接口公开。可在不影响现有NF的情况下推出新的NF。
SBA架构的部署由Kubernetes编排的容器,允许核心在基础设施上运行,让我们的新软件供应商即插即用他们的NF以获得最佳的同类方法；通过动态和高效的资源利用实现网络切片，简化了操作使用应用程序编程接口 (API)，促进了第三方供应商应用程序与核心网络的无缝集成。
5G核心网建立在3GPP中引入的控制和用户面分离的基础上；它指定了支持可以作为网络切片加入的多个应用程序的NF。5G独立网络将充分发挥SBA的潜力，从而提升移动网络体验。
原文来自:https://www.telecomdailypost.com/5g-network-planning/
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