2.2 5G网络基本架构

5G网络架构主要由无线网、承载网和核心网构成。5G基站设备可以拆分为CU和DU，对承载网的功能和架构也产生了影响。承载网包含接入层、汇聚层和核心层，连接无线网和核心网。因为承载网具有强大的连接功能，所以承载网在部署时需要满足超大带宽和超低时延的要求。核心网采用SBA技术使控制面和用户面彻底分离。5G核心网（5G Core,5GC）的主要网元包括AMF、AUSF、UDM、PCF、SMF、UPF、NRF、NEF和NSSF等。5GC的网络架构如图2-3 所示。5GC基本功能见表2-1。AMF负责接入管理功能，可进行注册管理、移动管理等，是终端和无线的核心网控制面接入点，类似于4G网元中的MMF。AUSF执行鉴权服务器功能。UDM可进行统一数据管理，实现用户识别、访问授权、注册或3GPP AKA 认证。PCF拥有统一的策略框架，起到控制平面的作用。SMF的主要功能是会话管理，可进行UP功能选择、隧道维护和漫游等，类似于4G网元中的MME会话管理功能及SGW/PGW控制面的功能。UPF执行用户面功能，可以进行分组路由转发、实施策略、报告流量的使用情况、处理QoS等，与4G网元SGW/PGW用户面功能的SGW-U+PGW-U相似。NRF执行网络存储功能，包括服务发现、维护可用的NF实例的信息及支持的服务。NEF可以转换内外部信息，开放网络。NSSF起到实现网络切片的作用。

5G的组网架构部署方式主要包括非独立组网（Non-Standalone,NSA）和独立组网（Standalone,SA）两种。NSA的优势是可以快速部署，拥有较好的连续性。SA则不同，其具有一步到位就能享受5G的优势，还能支持新业务的发展，因此成为5G演进的目标架构。两个组网部署方式的不同优缺点决定了初期的小规模建设中引入NSA，目的是快速占领5G市场，但最终的发展目标是向SA演变。NSA/SA技术原理和Option 2/3/4/5/7如图2-4所示，从NSA和SA的技术原理中可以看出，SA优选Option2,NSA则优选Option3系列。在基本性能方面，采用Option2的SA可以全面支持5G业务，而采用Option3系列的NSA则不具备支持新业务的能力，只能支持eMBB业务，在相互操作性能方面SA也更优于NSA。在网络改造成本方面，NSA网络可以兼容使用4G组网设备，改造成本较低，SA组网的设备需要全部换新，前期投入成本会非常高。