5G系统结构模型定义
5G系统结构采用NFV/SDN以支持数据连接和业务灵活部署, 促使基于业务的控制面 功能和概念互动:
- 用户面功能和控制面功能分离, 允许独立的可扩展性,可演进性及可灵活部署.比如可选择采用集中式或者分布式的方式.
- 功能设计模块化, 比如采用灵活高效的 切片.
- 无论在什么地方适用,都可以将相应的过程( 功能之间的互动)定义为业务, 以便可以复用他们.
- 如果有需要都可以使相应的 功能和其他的NF互动. 5G结构并没有排除中间功能帮助路由控制面信息. (比如 DRA).
- 缩小接入 (AN)和核心 (CN)的依赖性.这个结构是一个公共接入网AN连接汇聚的核心网. 而AN可以是不同的接入类型比如3GPP接入网和non-3GPP接入网.
- 支持统一的鉴全架构.
- 支持 "stateless" 功能NF, 这些 功能的计算资源和存储资源解耦.
- 支持能力开放
- 同时支持本地和集中化的业务. 为了支持低延迟业务并访问本地数据 ,用户面功能部署需要尽可能的靠近介入 AN.
- 在VPLMN支持基于LBO和家乡路由的漫游方式.
所有这些设想通过两种方式来实现：
- 基于业务service-based，控制面相关的网元功能实体能够授权其他网元来访问它的业务。
5G系统结构中包含如下基于业务service-based的接口
Namf: Service-basedinterface exhibited by AMF.
N***f: Service-basedinterface exhibited by ***F.
Nnef: Service-basedinterface exhibited by NEF.
Npcf: Service-basedinterface exhibited by PCF.
Nudm: Service-basedinterface exhibited by UDM.
Naf: Service-basedinterface exhibited by AF.
Nnrf: Service-basedinterface exhibited by NRF.
Nnssf: Service-basedinterface exhibited by NSSF.
Nausf: Service-basedinterface exhibited by AUSF.
Nudr: Service-basedinterface exhibited by UDR.
Nudsf: Service-based interfaceexhibited by UDSF.
N5g-eir: Service-based interface exhibited by 5G-EIR.
- 基于参考点reference point ，点对点网元功能业务之间互作用点。
5G结构中定义了如下参考点：
N1: Referencepoint between the UE and the AMF.
N2: Referencepoint between the (R)AN and the AMF.
N3: Referencepoint between the (R)AN and the UPF.
N4: Referencepoint between the ***F and the UPF.
N6: Referencepoint between the UPF and a Data Network.
N9: Referencepoint between two UPFs.
N5: Referencepoint between the PCF and an AF.
N7: Referencepoint between the ***F and the PCF.
N24: Referencepoint between the PCF in the visited network and the PCF in the home network.
N8: Referencepoint between the UDMand the AMF.
N10: Referencepoint between the UDM and the ***F.
N11: Reference point between the AMF andthe ***F.
N12: Reference point between AMF andAUSF.
N13: Reference point between the UDM andAuthentication Server function the AUSF.
N14: Reference point between two AMFs.
N15: Referencepoint between the PCF and the AMF in case of non-roaming scenario, PCF in thevisited network and AMF in case of roaming scenario.
N16: Reference point between two ***Fs,(in roaming case between ***F in the visited network and the ***F in the homenetwork).
N17: Referencepoint between AMF and 5G-EIR.
N18: Referencepoint between any NF and UDSF.
N22: Reference pointbetween AMF and NSSF.
N27: Reference pointbetween NRF in the visited network and the NRF in the home network.
5G系统结构定义了如下网元功能实体 (NF)：
- 鉴权服务功能Authentication Server Function (AUSF)
- 接入及移动性管理功能Access and Mobility Management Function (AMF)
- 数据 Data Network (DN), 比如运营商业务，互联网接入或者第三方业务等。
- 非结构性数据存储功能Unstructured Data Storage Function (UDSF)
- 业务呈现功能Network Exposure Function (NEF)
- 网元数据仓库功能NF Repository Function (NRF)
- 切片选择功能Network SliceSelection Function (NSSF)
- 策略控制功能Policy Control function (PCF)
- 进程管理功能Session Management Function (***F)
- 统一数据管理功能Unified Data Management (UDM)
- 统一数据仓库功能Unified Data Repository (UDR)
- 用户面功能User plane Function (UPF)
- 应用层功能Application Function (AF)
- 用户终端设备User Equipment (UE)
- 接入 (Radio) Access Network ((R)AN)
- 5G设备标识注册设备5G-Equipment Identity Register (5G-EIR)
5G系统内部非漫游参考结构
非漫游情况下基于业务接口的5G系统结构图如下：
非漫游情况下使用参考点的5G系统结构图如下，此图展现网元功能之间相互作用。和其他传统的蜂窝移动 结构理解思路类似。
下图体现了非漫游条件下UE使用多个PDU Session同时接入两个数据 的情况。此图使用参考点来展示了为多个PDU Session选用两个***F的场景。在这种情况下每个***F也能够为一个PDU Session来控制local和central的UPF。
下图展示了在非漫游场景下使用单一PDU session同时接入两个数据 (local andcentral)的结构。
5G系统内部漫游参考结构
漫游情况下（控制面内基于业务接口）的5G系统结构图如下（采用 LBO方式，Local Break Out (LBO)，即PDU session的锚点和控制***F都在服务PLMN（VPLMN））:
在这类LBO的结构中，VPLMN中的PCF和AF进行沟通来为在VPLMN进行的业务生成相应的PCC策略。VPLMN中的PCF使用HPLMN运营商的漫游协议作为输入来生成本地配置的策略。 VPLMN中的PCF没有访问HPLMN中的拥护策略信息的权限。
下图是采用家乡路由场景的结构图（控制面内基于业务接口）
下图是漫游情况LBO场景下的使用参考点的图示：
下图是漫游情况家乡路由场景下使用参考点的图示：
在漫游情况下每个PLMN都可以独立的部署 功能来简化互联并将部分或者全部PLMN 互联的接口拓扑予以隐藏和简化一个PLMN内部的 功能使用对其他PLMN没有任何要求。
5G系统对non-3GPP接入提供支持，下图为非漫游情况下的non-3GPP接入：
漫游情况下对non-3GPP接入的支持：
漫游情况下采用LBO提供Non-3GPP接入（N3IWF处于和3GPP接入相同PLMN--VPLMN）
漫游情况下采用家乡路由提供Non-3GPP接入（N3IWF处于和3GPP接入相同PLMN中）
漫游情况下采用LBO提供Non-3GPP接入（N3IWF处于和3GPP接入不同PLMN）
漫游情况下采用家乡路由提供Non-3GPP接入（N3IWF处于和3GPP接入不同VPLMN中）
漫游情况下采用家乡路由提供Non-3GPP接入（N3IWF处于和3GPP接入不同PLMN中，且处于HPLMN中）
5G系统为Non-3GPP定义的其他的访问参考点如下：
Y1 UE和non-3GPP接入之间的参考点。这个参考点依赖于所采用的non-3GPP技术，超出了3GPP的范围。
Y2 传输NWu流量的非信任non-3GPP接入和N3IWF之间的参考点。
NWu UE和N3IWF之间建立的安全隧道的参考点，这些安全隧道用于UE和5G核心网透过non-3GPP接入网来安全地沟通控制面和用户面信息。
5G系统和E-UTRAN/EPC互操作的结构—非漫游结构：
5G系统和EPC/E-UTRAN互操作的结构—漫游结构：
采用LBO模式实现5GS和EPC/E-UTRAN互联的结构：
采用家乡路由模式实现5GS和EPC/E-UTRAN互联的结构：
5G系统支持***S over NAS的结构—非漫游模式
non-Roaming情况下对***Sover NAS的支持（采用控制面Service-based接口）
non-Roaming情况下对***Sover NAS的支持（采用参考点）
5G系统支持***S over NAS的结构—漫游模式
Roaming 情况下对***Sover NAS的支持（采用控制面Service-based接口）
Roaming 情况下对***S over NAS的支持（采用参考点
为支持***S over NAS而定义的参考点如下：
N1: UE和AMF之间通过NAS传送***S
N8:为***S功能寻址以及***S over NAS业务授权（AMF和UDM之间）
N20:在AMF和***S传送***S参考点
N21: ***S签约数据获取以及***S功能和UDM之间进行通知进程的参考点。N***sf:***SF中的Service-based接口
另外还有5G系统对IMS的支持在TS23.228和TS23.203中进行定义。应用出发的业务定义在TS23.502中。
还有需要提到的是 ，迄今为止3GPP在5G对LCS定位系统的模型定义还未最终完成。
