老猿學5G掃盲貼:N6接口用戶平面協議棧對應的網絡分層模型


在網絡通信模型中,都對應有分層的網絡結構,如開放式系統互聯(OSI)的七層模型(物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層)以及TCP/IP四層(網絡接口層、網絡層、傳輸層和應用層)模型。與此相對應,在5G各功能體之間的通信協議也都有對應的協議棧,因此5G包含了一系列的接口協議,每個協議也對應有不同的分層模型。

5G協議中的N6接口協議對應的是用戶終端UE和5G基站gNB之間以及用戶平面功能體UPF和數據網DN之間的接口協議,N6接口協議分為控制面和用戶面,分別對應如下協議棧。

N6的控制面協議棧:

在這里插入圖片描述

N6用戶面協議棧:

在這里插入圖片描述

之所以要單獨介紹N6接口用戶平面協議棧,是因為這個協議棧與用戶上網行為及計費的一些要素相關聯。在此只是簡單介紹一下這個協議棧的功能,細節不展開研究。

N6接口用戶平面協議棧如上面圖所示分為五層:
  • 物理層(Physical Lay,簡稱PHY):該層為射頻接口部分,負責提供空中接口的各種邏輯信道。負責處理編譯碼、調制解調、多天線映射以及其它電信物理層功能。物理層以傳輸信道的方式為MAC層提供服務。
  • 媒體接入控制層(Medium Access Control,簡稱MAC):主要作用是定義和分配空中接口的邏輯信道,使得這些信道能被不同的UE共享。邏輯信道共有3類,分別是公共控制信道、分組業務信道和廣播信道。公共控制信道用來傳送數據通信的控制信令,分組業務信道用來傳送分組數據,廣播信道則是用來給移動台發送網絡信息
  • 無線鏈路控制層(Radio Link Conrtol,簡稱RLC):RLC是UE和基站之間的通信協議,通過SAP(Service Access Point)與PDCP層通信,並通過邏輯信道與MAC層通信,確保接收數據和發送數據的順序一致,支持三種模式的數據傳輸,分別是確認模式(Acknowledged Model,簡稱AM,要求接收方應答,並支持自動重傳,可靠性高)、非確認模式(Unacknowledged Model,簡稱UM,用於可靠性不高的業務)和透明模式(Transparent Model,簡稱TM,傳輸時不封裝RLC協議頭,提供無連接服務,如廣播和尋呼)
  • 分組數據匯聚協議層(Packet Data Convergence Protocol,簡稱PDCP):是外部PDN網與PS域接口所用的網絡協議,主要目的是發送或接收對等PDCP實體的分組數據,處理控制面上的無線資源管理消息以及用戶面上的因特網協議(IP)包。PDCP層收到來自IP層的數據分組后,對數據分組進行進行頭壓縮和加密,以減少無線接口必須傳送的比特流量,然后傳到到RLC層,同時還對信令加解密和一致性完整性處理。在接收端,PDCP協議將負責執行解密及解壓縮功能
  • 服務數據適配協議層(Service Data Adaptation Protocol,簡稱SDAP),這個是5G新增的層,用於對QoS流與DRB(Data Radio Bearers, 無線數據承載)之間進行映射,同時在上下行數據包中標識QoS flow ID (QFI),這樣就可以實現基於流的Qos而不是基於承載的Qos

注:
無線承載即UE和基站之間的傳輸通道,有兩種,一種是數據承載稱為DRB,一種是信令承載稱為SRB(Signalling Radio Bearers 信令無線承載)

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