Model usługowy 5GC
Funkcje płaszczyzny sterowania 5GC udostępniają usługi przez interfejsy usługowe. Producent usługi publikuje operacje, a konsument wywołuje je zgodnie z autoryzacją i odkrytymi możliwościami instancji.
NRF rejestruje profile funkcji i wspiera ich odnajdywanie. Komunikacja może przechodzić bezpośrednio między funkcjami albo przez SCP, jeżeli wdrożenie korzysta z pośrednika komunikacyjnego.
AMF i obsługa dostępu
AMF kończy sygnalizację NAS z UE. Obsługuje rejestrację, dostęp, mobilność, osiągalność i przekazywanie komunikatów dotyczących sesji do SMF. Współpracuje z AUSF podczas uwierzytelnienia i z UDM podczas pobierania danych abonenta.
AMF nie przenosi pakietów aplikacji. Wybór AMF uwzględnia między innymi obszar, wycinek i obciążenie, a NSSF może wskazać zbiór kandydatów. Zmiana funkcji obsługującej wymaga przeniesienia odpowiedniego kontekstu sterującego.
SMF i sterowanie sesją
SMF ustanawia, modyfikuje i zwalnia sesje PDU. Wybiera UPF, zarządza regułami przekazywania, współpracuje z PCF i uczestniczy w przydziale parametrów adresowych UE.
Relacja N4 łączy SMF z UPF. SMF przekazuje reguły klasyfikacji i działania dla pakietów. UPF raportuje zdarzenia lub statystyki wymagane przez sterowanie sesją.
UPF i droga pakietów
UPF jest funkcją płaszczyzny użytkownika. Stanowi punkt zakończenia tunelu N3 z NG-RAN, przekazuje pakiety do DN przez N6 i egzekwuje reguły przygotowane przez SMF.
- Klasyfikuje ruch do właściwych reguł PDR.
- Wykonuje przekazywanie, odrzucanie, buforowanie albo oznaczanie pakietów.
- Może realizować pomiar użycia, punkt zakotwiczenia mobilności i połączenie z innym UPF przez N9.
- Może być umieszczony blisko usługi dla ograniczenia opóźnienia.
Dane abonenta i uwierzytelnienie
- UDM zarządza danymi abonenta, identyfikatorami i logiką związaną z subskrypcją.
- UDR przechowuje dane udostępniane uprawnionym funkcjom.
- AUSF uczestniczy w procedurze uwierzytelnienia i weryfikuje odpowiedź abonenta.
Rozdzielenie logiki UDM od repozytorium UDR pozwala kilku funkcjom korzystać ze wspólnej warstwy danych przy zachowaniu kontroli dostępu.
Polityka i wybór wycinka
PCF dostarcza reguły polityki dotyczące dostępu, sesji i QoS. SMF wykorzystuje je przy tworzeniu reguł dla UPF. Zmiana polityki może prowadzić do modyfikacji istniejącej sesji.
NSSF wybiera zestaw obsługiwanych wycinków, Allowed NSSAI oraz zbiór kandydatów AMF. Uwzględnia informacje dostarczone przez UE, dostępność wycinków w obszarze i dane abonenta.
Udostępnianie możliwości sieci
NEF udostępnia wybrane możliwości 5GC aplikacjom zewnętrznym przez kontrolowany punkt. Waliduje żądania, ogranicza zakres informacji i odwzorowuje interfejs zewnętrzny na usługi funkcji rdzenia.
AF reprezentuje wpływ aplikacji na obsługę ruchu, na przykład wymagania dotyczące trasy lub QoS. AF może komunikować się z PCF bezpośrednio w zaufanej domenie albo przez NEF.
Ustanowienie sesji PDU
- UE wysyła żądanie sesji w komunikacie NAS przenoszonym przez gNB do AMF.
- AMF wybiera SMF zgodnie z subskrypcją, wycinkiem i nazwą sieci danych.
- SMF pobiera politykę, wybiera UPF i tworzy reguły N4.
- SMF przekazuje przez AMF informacje potrzebne NG-RAN i UE.
- NG-RAN zestawia tunel N3 do wskazanego UPF.
- UPF przekazuje pakiety między UE i DN zgodnie z regułami sesji.
Stan funkcji i skalowanie
ułatwia skalowanie, ale wymaga dostępu do spójnych danych kontekstu. Nie każda funkcja i każda procedura jest całkowicie bezstanowa.
Wdrożenie chmurowe może uruchamiać kilka instancji tej samej funkcji. NRF, równoważenie obciążenia, mechanizmy odtwarzania i repozytoria danych muszą zapewnić ciągłość procedur podczas awarii instancji.