在3GPP的SA2中,23.501協(xié)議定義了5G的系統(tǒng)架構(gòu),如圖13所示.未來5G是基于服務(wù)化架構(gòu)的,它需要支持的功能包括CP和UP的分離、網(wǎng)絡(luò)切片、能力開放、本地路由等功能.

采用這一基于服務(wù)化的架構(gòu),作為統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu),意味著5G網(wǎng)絡(luò)真正走向開放化、服務(wù)化、軟件

化方向,有利于實現(xiàn)5G與垂直行業(yè)融合發(fā)展.這種基于“服務(wù)”的架構(gòu)設(shè)計方式使得5G網(wǎng)絡(luò)真正面向云化設(shè)計,具備多方面優(yōu)點﹐如便于網(wǎng)絡(luò)快速升級、提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率﹑加速網(wǎng)絡(luò)新能力引入﹐以及在授權(quán)的情況下開放給第三方等.所定義的功能主要有:用戶平面功能(user plane function，UPF)、會話管理功能( session management function，SMF)等網(wǎng)元模塊,同時在各個模塊之間,還定義了相應(yīng)的接口.接口情況如圖14所示,從Nl～N15,如圖14所示.

該架構(gòu)所要完成的功能非常龐雜,包括諸如:注冊管理﹑連接管理、會話管理、服務(wù)質(zhì)量管理、用戶面管理等功能.其中有關(guān)支持邊緣計算的功能,專門在文獻[7]的5.13節(jié)中列寫,其所定義的邊緣計算的內(nèi)容如下:

邊緣計算能夠讓運營商和第三方服務(wù)部署在臨近UE接入點的地方.所以,這可以獲得更有效的服務(wù)遞交以及縮短端到端的延遲,同時傳輸網(wǎng)的負載也降低了.5G核心網(wǎng)選擇一個UPF靠近UE,同時執(zhí)行流量定向﹐從 UPF到本地數(shù)據(jù)網(wǎng)(經(jīng)過N6接口).這可能會基于UE的簽約數(shù)據(jù)、UE位置、策略或者其他相關(guān)的流量規(guī)則.這里其實就是定義了流量分流,邊緣計算的一個關(guān)鍵功能就是將流量疏導(dǎo)到本地.

由于5G是服務(wù)化架構(gòu)、邊緣計算的平臺需要開放給第三方APP,所以核心網(wǎng)需要將部分網(wǎng)絡(luò)能力開放出去,這也是構(gòu)建邊緣計算生態(tài)的重要組成部分.APP是否被允許直接與控制面網(wǎng)絡(luò)功能交互決定于運營商的部署.

下面是協(xié)議中定義的5G將支持的邊緣計算功能:本地路由.5G核心網(wǎng)選擇UPF來路由用戶流量到本地數(shù)據(jù)網(wǎng).

流量定向.5G核心網(wǎng)選擇流量被路由到APP(在本地數(shù)據(jù)網(wǎng)).

3會話和服務(wù)連續(xù)性,以支持UE和APP移動性.4用戶面選擇和重選,比如基于APP功能的輸入.一個APP功能,可能影響UPF面的流量疏導(dǎo)以及UPF的選擇.

網(wǎng)絡(luò)功能開放(network exposure function，NEF).主要包括5G核心網(wǎng)和APP的相應(yīng)功能,用以提供信息經(jīng)過NEF.

⑦服務(wù)質(zhì)量和計費.策略和控制功能( policycontrol function，PCF)提供規(guī)則用于服務(wù)質(zhì)量控制,同時計費被本地數(shù)據(jù)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的流量.

支持本地數(shù)據(jù)網(wǎng).5G核心網(wǎng)提供支持連接本地數(shù)據(jù)網(wǎng)(local data network，LADN)在特定的區(qū)域.

詳細的系統(tǒng)流程和細節(jié)以及有關(guān)會話建立等步驟可以參考23.502協(xié)議﹐但是有些細節(jié)流程仍然在制定過程中.另外,有些系統(tǒng)流程同LTE現(xiàn)有流程基本保持一致,并沒有做太大的改動,詳細的分析還需要后續(xù)協(xié)議版本的更新.

在文獻[15]中也介紹了一些基于核心網(wǎng)側(cè)的分流方案﹐也支持?jǐn)?shù)據(jù)分流的相應(yīng)功能﹐可以提供參考.LoRa網(wǎng)關(guān)

3.3業(yè)務(wù)連續(xù)性方案分析

在23.501中,定義了有關(guān)業(yè)務(wù)連續(xù)性的方案，該方案與邊緣計算關(guān)系比較密切的.邊緣計算中需要保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性,目前定義了3種業(yè)務(wù)連續(xù)性方案:SSC1,sSC2與 SSC3.本節(jié)所提到的有關(guān)上行分類器( uplink classifier)和多歸屬( multi-homing)的內(nèi)容將在3.4節(jié)的流量疏導(dǎo)中介紹.

對于會話和服務(wù)連續(xù)性的支持(在5G系統(tǒng)中)能夠?qū)τ诮oUE的不同應(yīng)用/服務(wù)滿足不同連續(xù)性的需求.5G系統(tǒng)支持不同的會話和服務(wù)連續(xù)性( service and session continuity，sSC).與SSC模式相聯(lián)系的一個協(xié)議數(shù)據(jù)單元( protocol data unit,PDU)會話錨點,在整個PDU會話的生存時間內(nèi)是不會改變的,主要是3種:

1 ) ssC Model.UE移動過程中,無論UE所采用何種接人技術(shù)﹐PDU會話建立時的錨點UPF保持不變.這種模式類似于LTE網(wǎng)絡(luò)中公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(public data network，PDN)錨點不變更的方式.此時UEIP不會發(fā)生變化.

2) sSC Mode2.當(dāng)終端離開當(dāng)前UPF的服務(wù)區(qū)域,網(wǎng)絡(luò)會觸發(fā)釋放掉原有的PDU會話,指示UE立即建立與同一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的新的PDU會話.建立新會話時,可以選擇一個新的UPF作為PDU會話Anchor UPF,此時需要保證新建立的會話信息和原會話信息的UEIP相同.

3) sSC Mode3.當(dāng)終端離開錨點UPF的服務(wù)區(qū)域,保持原有的PDU會話及錨點UPF,同時通

過選擇新的錨點UPF,并在該錨點UPF上建立新的 PDU會話,此時UE同時擁有到2個錨點UPF的PDU會話,最后釋放掉原有的PDU會話,在這個過程中UEIP保持不變.

SSC模式選擇策略,應(yīng)該被用于決定會話類型和服務(wù)連續(xù)模式,與應(yīng)用或應(yīng)用組相關(guān)聯(lián)的服務(wù)連續(xù)性模式,提供給UE.運營商可以通過提供UESSC模式選擇策略.這個策略包括一個或者多個sSC模式選擇策略規(guī)則，可以被UE使用來決定SSC模式類型,與應(yīng)用或者應(yīng)用程序組相關(guān)聯(lián).這個策略包括一個缺省SSC模式選擇策略規(guī)則,適用于UE的所有APP.