Использование интерфейса протокола SMF для вызовов терминала 5G

1. В системе 5G одной из функций SMF (Session Management Function - Функция управления сессиями) является ответственность за передачу информации плоскости управления (CP) пользователя; она работает с UPF для управления соответствующим контекстом сессий терминала; она отвечает за создание, обновление и удаление сессий, а также за присвоение IP-адресов каждой PDU-сессии, предоставляя все параметры и поддерживая различные функции UPF; интерфейс между SMF и другими сетевыми элементами показан на рисунке (1).

*Рисунок 1. Схематическая диаграмма соединения SMF с другими сетевыми элементами (сплошные линии на рисунке представляют физические соединения, а пунктирные линии представляют логические соединения).

II. Прикладные протоколы в SMF включают:

• PFCP[2]: Вся связь между SMF и UPF управляется PFCP (Packet Forwarding Control Protocol - Протокол управления пересылкой пакетов); это один из основных протоколов, разделяющих плоскость пользователя и плоскость управления.
• UDP[3]: User Datagram Protocol (Протокол пользовательских датаграмм), протокол транспортного уровня, который обеспечивает адресацию портов источника и назначения для мультиплексирования/демультиплексирования приложений более высокого уровня. Этот протокол отвечает за передачу данных между gNB и UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface - Интерфейс на основе сервисов): Это метод связи между сетевыми функциями на основе API.

III. Последовательность вызовов сессии терминала Во время установления сессии терминала 5G:

• Во-первых, SMF регистрируется в NRF для определения местоположения других сетевых функций. Если пользователь хочет получить доступ к услугам передачи данных 5G, необходимо установить PDU-сессию с сетью. UE отправляет запрос на установление PDU-сессии в ядро сети (т.е. AMF). AMF выбирает лучший SMF в сети для поддержания информации, связанной с его сессией.
• После выбора лучшего SMF, он запрашивает у SMF создание контекста SM. SMF получает данные подписки SM из UDM и генерирует контекст M. Затем SMF и UPF инициируют процесс установления сессии PFCP и устанавливают значения по умолчанию для параметров, связанных с сессией. Наконец, AMF отправляет информацию о сессии в gNB и UE для установления значения PDU-сессии по умолчанию.

• Интерфейс установления сессии использует (последовательное) содержание сообщений:
• [22] Отправить регистрацию NF
• [22] Повторить отправку регистрации NF
• [6] Установить файл конфигурации NF
• [22] Отправить службу обнаружения NF AMF
• [5] Обработать запрос на установление PDU-сессии
• [4] Сформировать отклонение установления PDU-сессии GSM
• [30] Отправить отклонение установления PDU-сессии
• [28] HTTP POST SM context - Получить Create SM context
• [31] Обработать создание контекста PDU-сессии SM
• [22] Отправить обнаружение NF UDM
• [27] Получить SM context
• [10] Сформировать/Установить созданные данные
• [2] Инициализировать контекст SMF
• [2] Получить информацию DNN
• [4] Сформировать принятие установления PDU-сессии GSM
• [22] Отправить обнаружение NF PCF
• [10] Выбор PCF
• [24] Отправить создание ассоциации политики SM
• [29] Решение политики SM в приложении
• [16] Создать список UPF для выбора
• [16] Сортировать список UPF по имени
• [16] Выбрать UPF и назначить IP UE
• [15] Выбрать UPF по DNN
• [16] Получить имя UPF по IP
• [16] Получить ID узла UPF по имени
• [16] Получить узел UPF по IP
• [16] Получить ID UPF по IP
• [18] Сформировать запрос на установление ассоциации PFCP
• [17] Обработать запрос на установление ассоциации PFCP
• [19] Отправить запрос на установление ассоциации PFCP
• [18] Сформировать запрос на установление сессии PFCP
• [19] Отправить запрос на установление сессии PFCP
• [20] Отправить запрос PFCP
• [18] PFCP создает PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Добавить PDR в сессию PFCP
• [13] [16] Сгенерировать путь данных по умолчанию
• [16] Сгенерировать путь данных
• [15] Добавить путь данных
• [15] Сгенерировать идентификатор оконечного оборудования (TEID)
• [2] [10] Назначить идентификатор локального системного оборудования (SEID)
• [10] Выбрать правило сессии
• [15] Выбрать параметры UPF
• [15] Добавить PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Обработать правило сессии
• [3] Активировать туннель и PDR
• [3] Активировать восходящий/нисходящий туннель
• [16] Выбрать источник восходящего пути
• [30] Активировать сессию UPF
• [30] Установить сессию PFCP
• [18] Сформировать ответ на установление сессии PFCP
• [19] Отправить ответ на установление сессии PFCP
• [20] Отправить ответ PFCP
• [18] Сформировать ответ на установление ассоциации PFCP
• [19] Отправить ответ на установление ассоциации PFCP
• [2] Получить информацию плоскости пользователя
• [16] Получить путь плоскости пользователя по умолчанию через DNN и UPF
• [3] Получить ID UPF, IP узла, UL PDR, UL FAR
• [3] Скопировать первый узел пути данных
• [25] Получить информацию о PDU-сессии UE через HTTP
• [15] Получить интерфейс для получения информации об интерфейсе UPF
• [15] Получить узел UPF через ID узла
• [15] Получить IP UPF, ID, ID PDR, ID FAR, ID BAR, ID QER
• [2] Получить пул пути по умолчанию UE
• [30] Уведомить UE - отправить все пути данных в UPF и отправить результаты в UE
• [10] Отправить адрес PDU в NAS
• [12] Создать узел пути данных UE
• [2] Инициализировать маршрутизацию UE SMF
• [7] Сформировать передачу запроса на установление ресурса PDU-сессии
• [8] Обработать передачу сбоя установления ресурса PDU-сессии
• [8] Обработка передачи ответа на установление ресурса PDU-сессии