3.1.2　5G网络架构和功能实体

5G网络架构设计采用面向服务的设计思路，网络功能间的交互采用两种不同的方式呈现[2]。

·　基于服务化的呈现方式。在此种方式中，控制平面的网络功能允许其他授权的网络功能获取此网络功能的服务。

·　基于参考点的呈现方式。在此种方式中，任意两个网络功能之间采用点到点的参考点进行描述，两个网络功能之间通过参考点进行交互。

图3-1给出了基于服务化呈现方式的非漫游参考网络架构。

图3-2给出了基于参考点呈现方式的非漫游架构。

5G系统架构包含以下网络功能，具体功能介绍如下所述。

·　接入及移动性管理功能（Access and Mobility Management Function，AMF），处理所有终端与连接和移动性管理有关的任务，如注册管理、连接管理、移动性管理等。

·　会话管理功能（Session Management Function，SMF），包括会话的建立、修改和释放，UPF（User plane Function）和AN（Access Node）节点之间的隧道维护，终端IP地址分配和管理，选择和控制UPF功能，计费数据收集和计费接口支持等。

·　用户面功能实体（User Plane Function，UPF），包括用户平面数据包的路由和转发，用户平面的QoS处理，用户使用信息统计并上报，与外部数据网络（Data Network）交互等功能。

·　统一数据管理功能（Unified Data Management，UDM），包括用户签约数据的产生和存储，鉴权数据的管理等功能，支持与外部第三方服务器交互。

·　鉴权服务功能（Authentication Server Function，AUSF），AUSF用于接收AMF对终端进行身份验证的请求，通过向UDM请求密钥，再将下发的密钥转发给AMF进行鉴权处理。

·　策略控制功能（Policy Control Function，PCF），支持统一的策略框架去管理网络行为，并向其他网元和终端提供运营商网络控制策略。

·　网络存储功能（NF Repository Function，NRF），用来进行NF登记、管理、状态检测，实现所有NF的自动化管理。每个NF启动时，必须要到NRF进行注册登记才能提供服务，登记信息包括NF的类型、地址、服务列表等。

·　应用功能（Application Function，AF），可以是运营商内部的应用，如IMS，也可以是第三方的服务，如网页服务，视频，游戏等。如果是运营商内部的AF，与其他NF在一个可信域内，则直接与其他NF交互访问；如果AF不在可信域内，则需要NEF访问其他NF。

·　网络开放功能（Network Exposure Function，NEF），负责管理5G网元对外开放网络数据，外部非可信应用需要通过NEF访问5G核心网内部数据，以保证3GPP网络的安全。NEF提供外部应用QoS能力开放、事件订阅、AF请求分发等功能。

·　网络切片选择功能（Network Slice Selection Function，NSSF），主要用于网络切片的选择。

·　数据网络（Data Network，DN），在这里包括运营商业务，第三方业务视频、游戏业务等。

整体来说，5G SBA网络架构中的核心网具有如下关键特性。

·　网元功能松耦合及服务化。传统核心网网元由一组彼此紧密耦合的功能组成。为了支持新的业务需求。5G网络采用基于服务化的网络架构，组成核心网的各网络功能实体在功能级别上解耦／拆分，网络功能实体拆分出若干个自包含、自管理、可重用的网络功能服务（NF Service，NFS）。网络功能服务可独立升级、独立扩展，在此过程中，网络功能服务提供标准化的服务接口，便于与其他网络功能服务通信。

·　网络接口轻量化。不同网络功能实体之间的接口采用成熟的标准化协议，例如http协议，便于快速实现网络接口的开发和网络功能实体的快速升级。同时，采用轻量化的网络接口实现了向业务应用开放网络的能力。

·　网络管理和部署统一化。5G核心网新引入了网络存储功能实体，用于提供网络功能实体的服务注册管理以及服务发现机制等功能，核心网通过这种服务化的机制实现了自动化运行。

·　按需网络切片和QoS（Quality of Service）保障。核心网中的网络功能实体可以为不同切片服务，根据切片配置，核心网组成不同的切片网络。不同的应用可根据业务的要求使用不同的网络切片资源。5G网络实现了基于不同会话设置不同QoS的策略，增加了独立的网络数据分析功能，可以根据会话、终端、网络的状态实时调整QoS策略。