5G网络架构和拓扑

NG-RAN和5GC网络拓扑及接口

基于服务接口的网络架构

5G核心网八大网元

NSSF：网络切片用的网元。
NRF：实现各个网元之间的互相通信。
PCF：实现策略的网元。
UDM：实现健全的网元。
AUSF：健全的一部分。
AMF：接入控制管理。
SMF：会话管理。
UPF：传数据的网元。

重要的接口

N2：AN与AMF之间NG接口。
N3：AN与UPF之间对接接口，采用GTP-U协议。
N4：控制面SMF和用户面UPF分离的设备接口。
N6：内部网络侧与外部网络侧协议接口，采用GTP-U协议。
Uu：空口。

NG-RAN和5GC的功能划分

gNB：5G基站。
ng-eNB：升级之后的4G基站连到5G核心网。
Inter Cell RRM：小区之间无线资源管理。
RB Control：RB，带宽涉及的物理资源；RB资源的管理。
Connection Mobility Cont.：连接移动性管理。
Radio Admission Control：无线准入控制，接入控制功能。
Measurement Configuration & Provision：测量配置。
Dynamic Resource Allocation(Scheduler)：动态资源的调度。

AMF：5G核心网网元，接入和移动性管理。
NAS Security：NAS信息加密处理。
Idle State Mobility Handling：空闲状态移动性处理。

SMF：5G核心网网元，会话管理功能。
UE IP address allocation：UE ip地址的分配。
PDU Session Control：PDU会话管理。

UPF：5G核心网网元，用户面功能。
Mobility Anchoring：移动性处理。
PDU Handing：PDU会话处理。

gNB功能

gNB又分为CU和DU，其中CU（Centralized Unit，集中单元）是负责连接核心网，参与上层协议栈SDAP、PDCP、RRC；
而DU（Distributed Unit，分布式单元）只负责连接CU，参与下层协议栈RLC、MAC、物理层。

• 无线资源管理：无线承载控制，无线准入控制，动态资源分配，连接态移动性控制；
• IP头压缩、数据加密和完整性保护；
• AMF选择；
• 到UPF的用户面数据路由；
• 到AMF的控制面路由；
• 连接建立和释放；
• 寻呼消息和系统广播消息的调度和传输；
• 测量和测量上报配置；
• 支持网络切片，支持双连接；
• Qos Flow管理和到DRB的映射； // EPS承载
• 支持UE RRC_INACTIVE态；
• NAS消息转发；

5G核心网网元功能

5G核心网网元：