5G tarmoq arxitekturasining asosiy tamoyillari quyidagicha: Tarmoq tugunlarini “foydalanuvchi tekisligi” protokollarini (UP - User Plane) va “boshqaruv tekisligi” protokollarini (CP - Control Plane) ishlashini ta’minlaydigan elementlarga ajratish, bu esa keng miqyosda va tarqatish uchun moslashuvchanlikni (tarmoq tugunlarining alohida tarkibiy qismlarini markazlashtirilgan va markazsizlashtirilgan joylashtirishga ruxsat berish) sezilarli darajada oshiradi.
Tarmoq elementlarini tarmoq qatlamlariga ajratish (tarmoqni kesish), muayyan oxirgi foydalanuvchilar guruhlariga taqdim etilgan xizmatlar asosida Virtual tarmoq vazifalari shaklida tarmoq elementlarini amalga oshirish VNF (ingl.Virtual network functions) hisoblanadi.
Bulutli va edge computin hisoblash tushunchalarini amalga oshirish imkonini beruvchi markazlashtirilgan va mahalliy xizmatlarga bir vaqtning o‘zida kirishni qo‘llab-quvvatlash hamda turli xil kirish tarmoqlarini (AN - Access Network) - 3GPP NR) va 3GPP (Wi-Fi va boshqalar) yagona qo‘llab-quvvatlash tarmog‘i (CN-Core Network) bilan birlashtiradigan konvergent arxitekturani aniqlash amalga oshiradi.
Yagona algoritmlarni va autentifikatsiya qilish usullarini (kirish tarmog‘ining turiga qarab) qo‘llab-quvvatlash. Hisoblash resursi saqlash resursidan ajralib turadigan davlat (stateless) ni saqlamasdan tarmoq funksiyalarini qo‘llab-quvvatlash.
Mobil tarmog‘i (Home routed) va (VPLMN) hamda (Local breakout) orqali trafikni yo‘naltirish bilan roumingni qo‘llab-quvvatlash. 5G arxitekturasida tarmoq funktsiyalari o‘rtasidagi o‘zaro bog‘liqlik ikki shaklda taqdim etiladi:
-bir tarmoq funktsiyasi (masalan, AMF) boshqa vakolatli tarmoq funktsiyalariga o‘z xizmatlariga kirish imkonini beradigan xizmatga yo‘naltirilgan.
-har qanday ikkita tarmoq funktsiyasi (masalan, AMF va SMF) o‘rtasida nuqta-to-nuqta shovqin (masalan, n11 interfeysi) deb ta’riflangan tarmoq funktsiyalari xizmatlari o‘rtasida qanday shovqin mavjudligini ko‘rsatadigan interfeysdir.
5G boshqaruv tekisligidagi tarmoq funktsiyalari faqat o‘zaro muloqot qilish uchun xizmatga yo‘naltirilgan interfeyslarni ishlatishi kerak. 5G tarmog‘i quyidagi asosiy dasturiy modul va tarmoq funksiyalarini (NF):
-kirish va mobillikni boshqarish funktsiyasi (AMF-Access va Mobility Management Function);
-sessiyalarni boshqarish funktsiyasi (SMF-Session Management Function);
-foydalanuvchi ma’lumotlarini uzatish funktsiyasi (UPF-User Plane Function);
-foydalanuvchi ma’lumotlarini boshqarish moduli (UDM-Unified Data Management);
-Birlashgan ma’lumotlar bazasi (UDR-Birlashgan ma’lumotlarni qayta tiklash);
-tizimli bo‘lmagan ma’lumotlarni saqlash tizimi (UDSF-Unstructured Data Storage Function);
-tarmoq qatlamini tanlash funktsiyasi (NSSF- Network Slice Selection Function);
-siyosatni boshqarish funktsiyasi (PCF-Policy Control Function);
-tashqi ilovalar bilan ishlashni ta’minlash funktsiyasi (NEF-tarmoq ta’sir qilish funktsiyasi);
-tarmoq vazifalari saqlash (NRF-NF Repository Function);
-amaliy funktsiya (AF-Application Function);
-NAS protokoli orqali qisqa matnli xabarlarni qo‘llab-quvvatlash funktsiyasi (SMSF-SMS Function);
-3GPP bo‘lmagan kirish tarmog‘i bilan ishlash funktsiyasi (N3IWF-non-3GPP InterWorking funktsiyasi);
Eslatma: Ushbu ro‘yxat 5G tarmoqlarining xavfsizligini boshqarish funktsiyalarini o‘z ichiga olmaydi. 5G tarmog‘ining arxitekturasi nazorat tekisligida turli tarmoq funktsiyalarining xizmatga yo‘naltirilgan o‘zaro ta’siri nuqtai nazaridan 1.3-rasmda tasvirlangan.
1.3-rasm. 5G tarmoq arxitekturasi va tarmoq interfeyslarini tarmoq funktsiyalarining o‘zaro ta’siri.
1.4-rasm. 5G tarmoq arxitekturasi hamda tarmoq interfeyslari. 5G tarmog‘ining dasturiy modullari yoki tarmoq vazifalari quyidagilar: Kirish va mobillikni boshqarish funktsiyasi (AMF-Access va Mobility Management Function) Kirish va harakatlanishni boshqarish funktsiyasi (AMF) quyidagilarni ta’minlaydi:
-N1, N2 boshqaruv tekisligi interfeyslarini tashkil qilish;
-N1 interfeysi, NAS signalizatsiya butunligini shifrlash va himoya qilish orqali NAS signalizatsiya almashinuvini tashkil qilish;
-Tarmoqda foydalanuvchi terminalini (UE) ro‘yxatga olishni boshqarish va mumkin bo‘lgan ro‘yxatga olish holatini nazorat qilish (RM-DEREGISTERED, RM-REGISTERED);
-tarmoq bilan foydalanuvchi terminali (UE) ulanishini boshqarish va mumkin bo‘lgan ulanish holatlarini nazorat qilish (CM-IDLE, CM-CONNECTED);
-CM-IDLE holatida tarmoqdagi foydalanuvchi terminali (UE) mavjudligini boshqarish;
-CM-CONNECTED holatida tarmoqdagi foydalanuvchi terminali (UE) harakatlanishini boshqarish;
-foydalanuvchi uskunalari (UE) va SMF o‘rtasida qisqa xabarlarni uzatish;
-joylashuv xizmatlarini boshqarish;
-RAN va LMF o‘rtasidagi UE va LMF manzil boshqarish funktsiyasi (manzil boshqarish funktsiyasi) o‘rtasidagi xabarlarni uzatish;
-EPS bilan ishlash uchun EPS ma’lumotlar oqimi identifikatorini (Evolved Packet System) ajratish;
-N3IWF shovqin moduli (non-3GPP Inter Working funktsiyasi) orqali noma’lum 3GPP kirish tarmoqlari standartlari bilan o‘zaro aloqa o‘rnatdi.
Sessiyalarni boshqarish funktsiyasi (SMF-Session Management Function) Aloqa sessiyalarini boshqarish funktsiyasi (SMF) quyidagilarni ta’minlaydi:
-aloqa sessiyalarini boshqarish, ya’ni kirish tarmog‘i (AN) va UPF o‘rtasida tunnelni qo‘llab-quvvatlashni o‘z ichiga olgan sessiyani yaratish, o‘zgartirish va ozod qilish;
-foydalanuvchi terminallarining IP-manzillarini taqsimlash va boshqarish (UE);
-ishlatiladigan UPF shlyuzini tanlash;
-siyosat boshqaruvi funktsiyasi (PCF)bilan o‘zaro hamkorlikni tashkil etish;
-QoS sifat siyosatini qo‘llashni boshqarish, shu jumladan, UPF Gateway ishini boshqarish;
-DHCPv4 protokollari (server va mijoz) va DHCPv6 (server va mijoz)yordamida foydalanuvchi terminallarini dinamik sozlash;
-IETF RFC 1027 va IETF RFC 4861 [54] chekkasidagi ramkalar uchun (SMF so‘rovda yuborilgan IP-manzilga mos keladigan MAC manzilini taqdim etish orqali ARP so‘rovlariga javob beradi);
-Billing tizimi bilan tarifikatsiya ma’lumotlarini to‘plashni nazorat qilish va interfeysni tashkil qilish;
-SSC (Session and Service Continuity) xizmatlarini taqdim etishning uzluksizligi (uzilishlarsiz);
-Rouming protseduralari doirasida mehmon tarmoqlari bilan o‘zaro aloqalar.
Foydalanuvchi ma’lumotlarini uzatish funktsiyasi (UPF-User Plane Function) Foydalanuvchi ma’lumotlarini uzatish funktsiyasi (UPF) quyidagilarni ta’minlaydi:
