Архитектура сети 5G

Network Slicing

Network Slicing подразумевает разделение физической архитектуры 5G на множество виртуальных сетей или слоёв. Каждый сетевой слой включает в себя функции уровня управления, функции уровня пользовательского трафика и сеть радиодоступа (5G-NR, либо non-3GPP). Базируясь на архитектуре NFV/SDN, каждый слой обладает своими характеристиками и нацелен на решение той или иной бизнес-задачи. 3GPP определяет три стандартных сетевых слоя:

• 
  сверх-широкополосный доступ (eMBB, Enhanced Mobile Broadband) - пользователи глобальной сети Интернет, камеры видеонаблюдения,...
  
• 
  ультра-надежность и низкие задержки (URLLC, Ultra Reliable Low Latency Communication) -
  

транспорт без водителя, дополненная и виртуальная реальность,...;

• 
  интернет вещей (IoT, Internet of Things) - миллионы устройств, передающие малые объёмы данных от случая к случаю.
  

Каждый оператор может определять дополнительные сетевые слои, например, выделенный сетевой слой для критических коммуникаций, для внутрикорпоративной связи и т.д.


Конкретный пользовательский терминал (UE) может обслуживаться одновременно одним или несколькими сетевыми слоями (максимум - 8-ю). При этом модуль AMF является общим для всех слоев, а вот остальные элементы (в т.ч. SMF, UPF) могут различаться. Также различные слои могут включать в себя различные сети радиодоступа, либо единую сеть, но с отличающимися характеристиками. И, как один из бизнес-кейсов, сетевые слои могут иметь различающиеся параметры безопасности.

При регистрации в сети в рамках процедуры установления RRC соединения (и далее - в сообщении NAS) пользовательский терминал (UE) передает список запрашиваемых сетевых слоев (S-NSSAI - Single Network Slice Selection Assistance Information). На первом шаге, на основании полученных от UE данных, списка сетевых слоев, содержащихся в UDM профиле пользователя

и местоположения абонента осуществляется выбор элемента AMF, который может обеспечить необходимый набор услуг. Выбор AMF осуществляется с привлечением модуля выбора сетевого слоя (NSSF) и репозитория сетевых функций (NRF).

На втором шаге назначается модуль управления сессиями (SMF) и далее - шлюз передачи пользовательского трафика (UPF). Назначение SMF/UPF может происходить в соответствии со статическими настройками, либо - динамически (через репозиторий сетевых функций - NRF).