一、5G協(xié)議棧采用分層架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組件之間不同功能和交互。協(xié)議棧主要包含三個(gè)層級(jí):PHY(物理層)、MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制層)和RLC(無(wú)線鏈路控制層)。在5G(NR)系統(tǒng)中CP(控制面)和UP(用戶面)分離，網(wǎng)元之間協(xié)議棧連接有所不同；

二、控制面協(xié)議棧(UE~AMF和UE~SMF) 3GPP在TS23.501第8.2節(jié)中具體定義如下圖(1)所示，其間協(xié)議消息類型如下：

圖1:UE、5G-AN、AMF和SMF間控制面協(xié)議棧

• NAS-SM:支持處理UE和SMF之間的會(huì)話管理、用戶平面PDU會(huì)話的建立、修改和釋放，通過(guò)AMF傳輸對(duì)AMF透明；具體定義見(jiàn)TS24.501。

• NAS-MM:支持注冊(cè)管理功能、連接管理功能以及用戶平面連接激活和停用。負(fù)責(zé)NAS信令加密和完整性保護(hù)；定義見(jiàn)TS24.501。

• 5G-AN協(xié)議層:這組協(xié)議/層取決于5G-AN。對(duì)于NG-RAN，UE和NG-RAN節(jié)點(diǎn)(eNodeB或gNodeB)之間的無(wú)線協(xié)議在E-UTRA和E-UTRAN 的總體描述見(jiàn)S 36.300和TS 38.300中規(guī)定。對(duì)于non 3GPP接入請(qǐng)參見(jiàn)第8.2.4條。

• NG應(yīng)用協(xié)議(NG-AP):5G-AN節(jié)點(diǎn)和AMF之間的應(yīng)用層協(xié)議。 NG-AP在TS 38.413中定義。

• 流控制傳輸協(xié)議(SCTP):該協(xié)議保證AMF和5G-AN節(jié)點(diǎn)(N2)之間信令消息的傳遞。SCTP在IEEE RFC4960中定義。

另。5G-AN和SMF間還有一種直接通信(N2 SM):這是NG-AP信息的子集，AMF在5G-AN和SMF之間透明地中繼這些信息，這些信息包含在 NG-AP消息和N2相關(guān)消息中。

三、用戶面協(xié)議棧(UE~AMF和UE~SMF協(xié)議棧) 3GPP在TS 23.501第8.3節(jié)中進(jìn)行了定義，網(wǎng)元間協(xié)議消息及連接如下圖(2)所示；

圖 2：UE、5G-AN和UPF之間的用戶面協(xié)議棧

• PDU層:此層對(duì)應(yīng)于UE和DN之間通過(guò)PDU會(huì)話傳輸?shù)腜DU。當(dāng)PDU會(huì)話類型為IPv4、IPv6或IPv4v6時(shí)，此層對(duì)應(yīng)于IPv4數(shù)據(jù)包、IPv6數(shù)據(jù)包或兩者兼有；當(dāng)PDU會(huì)話類型為以太網(wǎng)時(shí)，此層對(duì)應(yīng)于以太網(wǎng)幀。

• GTP-U(GPRS用戶面隧道協(xié)議):此協(xié)議支持在骨干網(wǎng)的N3(即5G-AN節(jié)點(diǎn)和UPF之間)和N9(即5GC的不同UPF之間)上傳輸用戶數(shù)據(jù)，詳情請(qǐng)參閱TS 29.281。GTP應(yīng)封裝所有最終用戶PDU，它提供基于每個(gè)PDU會(huì)話的封裝。此層還承載定義的QoS流相關(guān)標(biāo)記，協(xié)議也用于TS 29.244 中定義的N4接口。

• 5G-AN協(xié)議棧:這組協(xié)議/層取決于AN。當(dāng)5G-AN是3GPP NG-RAN 時(shí)，這些協(xié)議/層在TS 38.401中定義。UE和5G-AN節(jié)點(diǎn)(eNodeB或 gNodeB)之間無(wú)線協(xié)議在TS 36.300和TS 38.300中規(guī)定。其中:L2也稱為“數(shù)據(jù)鏈路層”，L1是“物理層”。

• UDP/IP:骨干網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。