In der SA2 des 3GPP definiert das Protokoll 23.501 die Systemarchitektur von 5G, wie in Abbildung 13 dargestellt. Das künftige 5G basiert auf einer dienstorientierten Architektur, und zu den Funktionen, die es unterstützen muss, gehören die Trennung von CP und UP, Network Slicing, Capability Opening und Local Routing. und andere Funktionen.
Die Annahme dieser dienstbasierten Architektur als einheitliche Infrastruktur bedeutet, dass das 5G-Netz wirklich offen, dienstorientiert und softwarebasiert ist.
Richtung, was der integrierten Entwicklung von 5G und vertikalen Branchen förderlich ist. Diese "Service"-basierte architektonische Entwurfsmethode macht das 5G-Netz zu einem wirklich Cloud-orientierten Entwurf und hat viele Vorteile, wie z. B. die Erleichterung schneller Netzwerk-Upgrades, die Verbesserung der Netzwerkressourcennutzung und die Beschleunigung der Einführung neuer Netzwerkfunktionen und deren Öffnung für Dritte mit Genehmigung. Zu den definierten Funktionen gehören hauptsächlich: User Plane Function (UPF), Session Management Function (SMF) und andere Netzelementmodule. Die Schnittstellensituation ist in Abbildung 14 dargestellt, von Nl bis N15, wie in Abbildung 14 dargestellt.
Die von dieser Architektur zu erfüllenden Funktionen sind sehr komplex und umfassen Funktionen wie: Registrierungsmanagement, Verbindungsverwaltung, Sitzungsmanagement, Dienstqualitätsmanagement, Benutzerebenenmanagement usw. Die Funktionen, die das Edge Computing unterstützen, sind in Abschnitt 5.13 der Literatur [7] ausdrücklich aufgeführt:
Edge Computing ermöglicht es Betreibern und Diensten von Drittanbietern, in der Nähe von UE-Zugangspunkten eingesetzt zu werden. Dadurch kann eine effizientere Dienstbereitstellung erreicht und die Ende-zu-Ende-Verzögerungen verkürzt werden, während gleichzeitig die Belastung des Übertragungsnetzes verringert wird. Auswahl des 5G-Kernnetzes Eine UPF befindet sich in der Nähe des UE und leitet den Verkehr gleichzeitig von der UPF zum lokalen Datennetz (über die N6-Schnittstelle). Dies kann auf den Abonnementdaten des Endgeräts, dem Standort des Endgeräts, Richtlinien oder anderen Verkehrsregeln basieren. Eine Schlüsselfunktion des Edge Computing besteht darin, den Datenverkehr lokal zu leiten.
Da es sich bei 5G um eine dienstorientierte Architektur handelt und die Edge-Computing-Plattform für APPs von Drittanbietern offen sein muss, muss das Kernnetz einige Netzfunktionen öffnen, was ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des Aufbaus eines Edge-Computing-Ökosystems ist. Ob APPs direkt mit den Netzfunktionen der Steuerungsebene interagieren dürfen, hängt von der Bereitstellung durch den Betreiber ab.
Nachfolgend sind die im Protokoll definierten Edge-Computing-Funktionen aufgeführt, die 5G unterstützen wird: Lokales Routing. Das 5G-Kernnetz wählt UPF aus, um den Benutzerverkehr an das lokale Datennetz weiterzuleiten.
Verkehrslenkung. Das 5G-Kernnetz wählt den Verkehr aus, der an die APP (im lokalen Datennetz) weitergeleitet werden soll.
3. Sitzungs- und Dienstkontinuität zur Unterstützung der Mobilität von UE und APP. 4. Auswahl und Neuauswahl der Benutzerebene, z. B. Eingabe auf der Grundlage von APP-Funktionen. Eine APP-Funktion kann das Traffic Grooming der UPF-Ebene und die Auswahl der UPF beeinflussen.
Netzwerk-Expositionsfunktion (NEF). Sie umfasst hauptsächlich die entsprechenden Funktionen des 5G-Kernnetzes und der APP zur Bereitstellung von Informationen über NEF.
⑦Dienstqualität und Abrechnung. Die Richtlinien- und Kontrollfunktion (PCF) stellt Regeln für die Kontrolle der Dienstqualität auf, während der vom lokalen Datennetz weitergeleitete Verkehr in Rechnung gestellt wird.
Unterstützung lokaler Datennetze. Das 5G-Kernnetz bietet Unterstützung für den Anschluss lokaler Datennetze (LADN) in bestimmten Bereichen.
Detaillierte Systemprozesse und -details sowie Schritte im Zusammenhang mit dem Sitzungsaufbau können sich auf das Protokoll 23.502 beziehen, aber einige detaillierte Prozesse sind noch in der Ausarbeitung. Darüber hinaus sind einige Systemprozesse grundsätzlich konsistent mit den bestehenden LTE-Prozessen und wurden nicht wesentlich verändert. Details Die Analyse erfordert auch spätere Aktualisierungen der Protokollversion.
In der Literatur [15] werden auch einige auf der Kernnetzseite basierende Offloading-Lösungen vorgestellt, die ebenfalls die entsprechenden Funktionen des Daten-Offloads unterstützen und als Referenz dienen können. LoRa-Gateway
3.3 Analyse des Betriebskontinuitätsplans
In 23.501 wird eine Lösung für die Geschäftskontinuität definiert, die eng mit dem Edge Computing verbunden ist. Beim Edge Computing muss die Geschäftskontinuität sichergestellt werden. Derzeit sind drei Lösungen für die Geschäftskontinuität definiert: SSC1, SSC2 und SSC3. Diese Lösung Der in Abschnitt 3.4 erwähnte Uplink-Klassifikator und Multi-Homing-Inhalte werden in Abschnitt 3.4 unter Traffic Grooming vorgestellt.
Die Unterstützung der Sitzungs- und Dienstkontinuität (im 5G-System) kann unterschiedliche Kontinuitätsanforderungen für verschiedene Anwendungen/Dienste für UE erfüllen. Das 5G-System unterstützt verschiedene Sitzungs- und Dienstkontinuitäten (Service and Session Continuity, SSC). Bei einer Protokolldateneinheit (PDU) ändert sich der mit dem SSC-Modus verbundene Sitzungsanker während der Lebensdauer der gesamten PDU-Sitzung nicht. Es gibt drei Haupttypen:
1) ssC-Modell. Während der Bewegung des UE, unabhängig davon, welche Zugangstechnologie das UE verwendet, bleibt der Ankerpunkt UPF beim Aufbau der PDU-Sitzung unverändert. Dieses Modell ähnelt dem öffentlichen Datennetz (PDN) im LTE-Netz Der Ankerpunkt ändert sich nicht. Der UEIP wird sich zu diesem Zeitpunkt nicht ändern.
2) sSC-Modus2. Wenn das Endgerät den Dienstbereich der aktuellen UPF verlässt, löst das Netz die Freigabe der ursprünglichen PDU-Sitzung aus und weist das Endgerät an, sofort eine neue PDU-Sitzung mit demselben Datennetz aufzubauen. Beim Aufbau einer neuen Sitzung kann eine neue UPF gewählt werden. Da eine PDU-Sitzung die UPF verankert, muss sichergestellt werden, dass die UEIP der neu aufgebauten Sitzungsinformationen mit der der ursprünglichen Sitzungsinformationen übereinstimmt.
3) sSC-Modus3. Wenn das Endgerät den Dienstbereich der Anker-UPF verlässt, behält es die ursprüngliche PDU-Sitzung und die Anker-UPF bei und kommuniziert zur gleichen Zeit.
Durch die Auswahl einer neuen Anker-UPF und den Aufbau einer neuen PDU-Sitzung auf der Anker-UPF hat die UE PDU-Sitzungen zu zwei Anker-UPF gleichzeitig und löst schließlich die ursprüngliche PDU-Sitzung auf. In diesem Prozess ist die UEIP konstant.
Die SSC-Modus-Auswahlpolitik sollte verwendet werden, um den Sitzungstyp und den Dienstkontinuitätsmodus zu bestimmen, der mit der dem Endgerät bereitgestellten Anwendung oder Anwendungsgruppe verbunden ist. Der Betreiber kann die Richtlinie für die Auswahl des UESSC-Modus bereitstellen. Diese Richtlinie enthält eine oder mehrere Regeln für die SSC-Modusauswahl, die vom UE verwendet werden können, um den SSC-Modus-Typ zu bestimmen, der mit einer Anwendung oder Anwendungsgruppe verbunden ist. Diese Richtlinie enthält eine Standardregel für die SSC-Modusauswahl, die für alle APPs des UE gilt.