5G系统组成与架构演进分析

  • 一、基础知识了解
  • 二、 网元功能
  • 三、架构设计

一、基础知识了解

DU：全称为Distributed Unit,意思是分布单元。
CU：全称为Centralized Unit,意思是集中单元。
在5G时代，把BBU拆成了DU和CU，同时把原来的BBU的一部分物理层处理功能下沉到RRU，RRU和天线结合形成了AAU。
DUCU分离：即将基带处理单元拆分成DU和CU两个部分，CU可云化部署，一个CU可以管理多个DU设备，DU和CU分离可以实现基站间高效的信息交互，干扰协同以及资源协同，同时还有利于节约成本。

DUCU合设：相较于DUCU分离的方式，减少了传输和处理时延，DUCU合设适用于对时延比较敏感的场合，而且该部署方式也比较简单。

微服务化：满足了核心网灵活部署的需求，支持在不同层级上按需部署。
UPF下沉： UPF可随应用下沉式部署，实现端到端业务的下沉处理。可以减少业务的传输时延，减轻传输网压力，提升业务体验效果。
边缘计算机MEC ：借助边缘计算服务，可以将终端本地计算上移至MEC进行计算，实现更强的算力以及更低的终端成本。
5G核心网基本的网络功能： 主要是由网元功能决定的，一个是用户管理，一个是业务实现。

二、 网元功能

AMF：接入和移动性管理功能。
SMF：会话管理功能，与AMF一起支持定制的移动性管理方案。
UPF：分组路由。
NRF：网络存储库功能，提供终端注册、注销、授权和发现服务。
NEF：网络公开功能。
UDM：统一数据管理。
PCF：策略控制功能。
AUSF：认证、鉴权、计费。
NSSF：用于5G的切片业务。
NRF：匹配需求。

三、架构设计

1.机房放置内容说明
5G射频与天线单元主要放置AAU设备；基带处理主要是放置DU加CU（合设）或者是DU设备（分离）；核心网用户面主要放置用户面网元；控制面主要放置控制面网元；业务以及运用主要是数据层面的一个应用层。
2.控制面、用户面网元放置说明
核心网分为控制面和用户面，所有设备一般都是放置在云主机里面。控制面主要包含以下网元NRF、NSSF、AMF、SMF、UDM、AUSF。用户面部署，用户面主要是建立一个业务数据的链路，5G手机接入到5G网络之后，是通过UPF来访问相关数据的，所以用户面中部署UPF网元。
3.连线说明
首先是室外AUU与室内DU和CU的连线，然后是接入侧和核心网侧以及核心网侧与业务层之间的连线。
控制面链路连线：控制面终端若要通过基站，向AMF发出接入请求，AMF收到请求之后，向核心网的控制面网元和SMF发送相关的交互信息，同时SMF负责会话管理，需要与用户面的UPF进行连接。DU和CU与控制面网元连接实现控制面与基站之间的交互，而控制面与用户面连线实现SMF与UPF之间的交互。
4.5G手机的业务路径（会话路径）
首先是接入侧到核心网，再通过UPF访问相关数据，再路由转发到Intel的服务器中心，实现5G手机的访问路径。也就是上图中黄线所示，即为5G手机的业务路径。