LTE筆記: Service-Based Architeture (SBA) in in 5G Core Network ~1

在 4G Core Network 中, 不同的單元之間, 透過不同的介面溝通,

此架構又稱為點對點 (Point-to-Point, P2P) 架構,

其優點在於可以針對每一個介面, 設計最佳的通訊協定,

然而, 這樣的架構也造成網路的僵化, 難以擴展新功能.

考量至此, 3GPP 在定義 5G Core Network 時, 引入了 Service-Oriented 的想法,

命名為: Service-Based Architeture (SBA),  定義於 TS 23.501,

並以 RESTful API 作為溝通的介面, JSON 作為溝通的格式,

在 SBA 架構下, 5G Core Network 拆解成許多獨立的功能模組, 如下圖所示:

在上圖中, 我們可以看到 SBA 架構下, 可以分成兩部分,

其中, 和 RAN 直接相關的部分 (UPF, AMF, SMF), 仍舊維持 P2P 的架構,

但是, 對 AMF 以及 SMF 的管理單元, 都在同一個匯流排上, 以 RESTful API 的方式串聯,

而在匯流排上的功能單元, UDM, AUSF, PCF 是屬於標準的 Control Plane 功能,

其中, 和 4G Core Network 的功能對應可以表示於下圖:

其中, 由於 Control Plane 和 User Plane 分離的緣故,

SGW-U, PGW-U 分別代表了 Serving Gateway (SGW) 和 PDN Gateway (PGW) 的 User Plane,

相對的, SGW-C 和 PGW-C 則代表了 Control Plane 的功能,

AMF 用以管理 UE 的 Access 和 Mobility, 而 SMF 管理 UE 的 Session, 

此兩個功能元件, 直接和 UPF (User Plane Function, 主要就是資料的路由)

以及 RAN (Radio Access Network, 主要就是基地台) 溝通, 並直接給予指令,

因此, AMF 和 SMF 仍是走標準的 P2P 介面.

其他在匯流排上的 SBA 單元, 則可以視為提供 AMF 和 SMF 的計算單元,

若以 SDN 作為框架, AMF 和 SMF 角色類似於 OpenFlow,

而其他元件則類似於 NFV (Network Function Virtualization).

下表為 SBA 架構下, 各單元的全稱, 以及功能敘述: