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  • 5G核心网

    万次阅读 多人点赞 2019-04-13 17:12:24
    5G核心网—毛毛虫到蝴蝶的蜕变 什么是基于服务的架构(Service Based Architecture)? 4/5G核心网对比— 蛹内发生了那些变化? 延伸阅读 文章转自:点击进入链接 作者:蜉蝣采采 无线深海 微信号: wuxian_...

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    首先,讲一个毛毛虫过河的故事

    毛毛虫 — 4G核心网是什么样的?

    5G核心网 — 毛毛虫到蝴蝶的蜕变

    什么是基于服务的架构(Service Based Architecture)?

    4/5G核心网对比 — 蛹内发生了那些变化?

    延伸阅读

    文章转自:点击进入链接


    作者:蜉蝣采采 无线深海 

    微信号: wuxian_shenhai

    首先,讲一个毛毛虫过河的故事

    一只毛毛虫经过长途跋涉,终于来到了河边。对岸鲜花盛开,四季如春,恍如天国,毛毛虫想去对岸生活,却被这条大河阻挡了去路,四处也不见桥的踪影,它要怎样才能渡过大河呢?

    游过去?搭船过去?求人带过去?可行的答案当然有很多,但最美丽最浪漫的却只有一个,那就是:变成蝴蝶飞过去。

    为了变成蝴蝶,毛毛虫不辞辛苦,终日大吃不倦,经历了一次又一次的蜕皮,一天天不断地长大。

    终于有一天,它感受到了某种神秘力量的召唤,于是吐出丝来,作茧自缚。在茧里,毛毛虫逐渐变成了一头圆一头尖的子弹形的蛹。

    蛹的内部,毛毛虫的身体正在发生着宇宙上最为奇妙的变化,这是它一生中至关重要的时刻。那曾经只能蠕动的柔弱肉体,全部融化成蛹内部的一腔浆液,全新的组织,就在这一片混沌中重生。

    终于,全新的身体,还有全新的翅膀逐渐成型,一个全新的生命即将诞生。在一个阳光明媚的早晨,一只美丽的蝴蝶破茧而出,振翅高飞。

    现在,这只蝴蝶,曾经的毛毛虫,早已不再惧怕大江大海,它的目标是诗和远方。

    从丑陋的毛毛虫成长为美丽的蝴蝶的这个过程,生物学上叫做“完全变态”。也就是说,虽然蝴蝶是由毛毛虫发育而来,但它们的形态却截然不同。

    从4G核心网到5G核心网的演进和毛毛虫羽化成蝶非常类似,也经历了“完全变态”的过程。完全变态,意味着放下包袱,摒弃过往,轻装上阵。

    毛毛虫 — 4G核心网是什么样的?

    顾名思义,核心网位于网络数据交换的中央,主要负责终端用户的移动性管理,会话管理和数据传输。

    4G核心网主要包含MME,SGW,PGW,HSS这几个网元,下面简要介绍下这些网元的作用。

    MME的全称是Mobility Management Entity,含义为移动性管理实体。

    这是4G核心网中的核心网元,顾名思义,MME主要负责移动性管理和控制,包含用户的鉴权、寻呼、位置更新和切换等等。

    总之,手机必须定期向MME报告自己的位置,如果想上网的话,也必须先到MME经过安检才行,而且,如果手机跑到其他基站下,也需要MME来协调切换的事宜。MME就是大内总管,掌控一切,统领全局。

    SGW的全称叫Serving Gateway,含义为服务网关。它主要负责手机上下文会话的管理和数据包的路由和转发,相当于数据中转站。

    PGW的全称叫Packet data network Gateway,含义为分组数据网络网关。它主要负责连接到外部网络,也就是说,如果手机要上互联网,必须要PDW点头,通过PDW转发才行。除此之外PDW还承担着手机的会话管理和承载控制,以及IP地址分配,计费支持等功能。

    HSS的全称叫Home Subscriber Server,含义为归属用户服务器。它是一个中央数据库,包含与用户相关的信息和订阅相关的信息。其功能包括:移动性管理,呼叫和会话建立的支持,用户认证和访问授权。

    然而,这样的架构却还有些不足,控制面和用户面并没有完全分开。如上所述,SGW和PGW不但要处理转发用户面数据,还要负责进行会话管理和承载控制等控制面功能,这种用户面和控制面交织的缺点导致了业务改动复杂,效率难以优化,部署运维难度大的问题。

    于是,在2016年,3GPP对SGW/PGW进行了一次拆分,把这两个网元都进一步拆分为控制面(SGW-C和PGW-C)和用户面(SGW-U和PGW-U),称为CUPS架构(控制面用户面分离架构)。

    控制面用户面分离还有另一个重要目的,那就是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁,使其既可灵活部署于核心网(中心数据中心),也可部署于接入网(边缘数据中心),最终实现可分布式部署。

    按理说这样一来,控制面和用户面已经完全分开,各司其职,各自发挥所长就可以很好地协同工作了。可是5G,裹挟着万物互联的浪潮滚滚而来,一切网元都要思考自身是否能很好满足5G的三大场景需求。

    CUPS架构再好,也是脱胎于4G核心网,而4G核心网仅仅是为手机高速上网诞生的,这只对应了5G的eMBB场景。此架构因为不够灵活,大量的网元和复杂接口无法支持多元化5G业务。面对多样化的5G业务场景,需要新的核心网网络架构呼之欲出。

    5G核心网 — 毛毛虫到蝴蝶的蜕变

    经过业界专家的潜心研究,决定抛弃突破传统功能实体的藩篱,采用基于服务的架构(SBA),拥抱虚拟化,控制面和用户面分离,计算和存储分离,全面支持网络切片,并可对第三方开放接口,来一场完完全全的蜕变。

    什么是基于服务的架构(Service Based Architecture)?

    众所周知,传统网元是一种软硬件结合的紧耦合的黑盒设计,引入虚拟化之后,软件和硬件解耦,从此硬件摆脱了专用设备的束缚,使用通用的服务器即可,成本极大降低。

    于此同时,软件也不再关注底层硬件,可扩展性极大提高。但是,这样的软件还是单体结构,如果只想升级或者扩容内部一个模块,就得牵一发而动全身,一点也不灵活。

    因此,专家们借鉴了IT系统中微服务的架构,把大的单体软件进一步分解为多个小的模块化组件,这些组件就叫做网络功能服务 (NFS),它们高度独立自治,并通过开放接口来相互通信,可以像搭积木一样组合成大的网络功能(NF),以提升业务部署的敏捷性和弹性。

    于是,4G核心网中那些“实体”,“服务器”,“网关”等和硬件相关的字眼荡然无存,虚拟化之后的网络不再关注底层硬件;那些错综复杂的软件功能模块全部回炉重造,再淬火凝练成为一个个的软件意义上的网络功能(NF,即Network Function)

    • 5G核心网架构图

    每个网络功能逻辑上相当于一个网元,并且这些功能都是完全独立自治的,无论是新增,升级,还是扩容都不会影响到其他的功能,这就为网络的维护和扩展提供了极大的便利性。

    这样的变化,像极了毛毛虫把自己融化再羽化成蝶的转变,真可称得上“完全变态”。

    我们现在来看看这一切变化都是怎么发生的。从毛毛虫到蝴蝶再怎么剧变,运动,循环,消化这些基本功能虽然经过了重组,但终究还是从毛毛虫体内早已孕育了许久的“成虫盘”上长出来的。

    5G核心网的变化也是如此,那一个个陌生的网络功能NF,其实就像毛毛虫体内蛰伏的成虫盘一样,随着时代大潮的召唤,汲取着4G核心网演进的养分,迅速生长,最终破茧而出。

    4/5G核心网对比 — 蛹内发生了那些变化?

    要对比4G核心网和5G核心网的相同和不同之处,类似于追踪毛毛虫体内的成虫盘的动向,必须标记之后再作详细观察。

    首先,我们试着用颜色标注出4G核心网的相关网元,如下图所示。

    • 控制面和用户面分离的4G核心网(不同功能用颜色标注)

    从上图可以看出,经历了CUPS架构的洗礼,SGW和PGW的用户面和控制面已经完全分开了,那么5G会不会把同为控制面的SGW-C和PGW-C合一呢?会不会把同为用户面的SGW-U和PGW-U合一呢?

    MME和HSS上面色彩斑驳,也就意味着它们虽然同为控制面网元,在4G时代承载了太多的功能,会在5G进行拆分。

    同理,对5G核心网的各个NF也按功能用颜色进行标注,和4G网元相同的颜色意味着相似的功能。历经了变态的5G核心网如下图所示。

    • 5G核心网(不同功能用颜色标注)

    仔细一看,大部分5G NF还是能在4G核心网中找到影子,就像在毛毛虫体内也能找到蝴蝶的“成虫盘”一样。

    如下图所示,MME中负责接入和移动性管理的功能独立出来,成为了5G的AMF(接入及移动性管理功能);与此同时,负责会话管理的功能,和SGW-C和PGW-C合并成为SMF(会话管理功能),会话管理从以前的兼职,分散管理变成了现在的专业和集中化管理。

    • AMF和SMF的诞生
    • AMF:Access and Mobility management Function
    • SMF:Session Management Function

    慢着,MME中那一条紫色的部分去哪了?请看下图,MME和HSS中关于用户鉴权的功能被抽取出来,合并成为5G的AUSF;与此同时,HSS中剩余的用户数据管理功能独立成为UDM,和AUSF配合工作来完成用户鉴权数据相关的处理。

    • AUSF和UDM的诞生
    • AUSF:Authentication Server Function
    • UDM:Unified Data Management

    除了这些“大变态”的网元,当然“小变态”的。如下图所示,负责策略控制和计费规则管理功能的PCRF,演化成了5G中的策略控制功能PCF,丢掉了计费规则管理功能。

    • PCF的诞生
    • PCF:Policy Control Function

    除了这些从4G传承下来的功能,5G核心网还引入了一些全新的网络功能NF,主要包括NSSF,NEF和NRF

    1. NSSF(Network Slice Selection Function 网络切片选择功能)一看就是负责管理网络切片的。在5G时代,网络切片的管理和运营将是新业务和新商业模式的关键。
    2. NEF(Network Explosure Function 网络功能开放),顾名思义,就是负责管理对外开放网络数据的。所有的外部应用,想要访问5G核心网内部数据,都必须要NEF牵线搭桥才行。
    3. NRF(NF Repository Function 网络仓储功能)可不是类似硬盘这样的存储器,而是像一个仓库一样,用来进行NF的登记和管理的。由于5G的NF众多,如果采用手动的管理方式无异于一场灾难,因此就需要用NRF来实现所有NF的自动化管理。

    每个NF都通过服务化接口对外提供服务,并允许其他NF访问或调用自身的服务。提供服务的NF被称作“NF服务提供者”,访问或调用服务的NF被称作“NF服务使用者”。这些活动都需要NRF的管理和监控。

    如下图所示,每个NF启动时,必须要到NRF进行注册登记才能提供服务。红色的NF1想要让绿色的NF2来提供服务,必须先到NRF来进行服务发现才行。

    • NRF的作用和NF之间的交互

    负责控制面的NF介绍完毕,用户面的NF就非常简单了,直接把4G CUPS的两个控制面网元SGW-U和PGW-U合二为一,成为5G的用户面功能:UPF。

    • UPF的诞生
    • UPF:User Plane Function

    由上面的一系列变化可以看出,5G核心网是十分复杂的,从架构的设计到最终成熟商用之间还有很长的路要走。

    所以,在5G的早期,5G基站接入EPC,使用非独立组网之所以能成为业界的主流,除了快速部署,成本低的优势之外,还有很大一部分原因是5G核心网尚不成熟。

    5G核心网,经过了这么一番完全变态,目前正在积攒着力量,假以时日,必带领5G进入全新的时代。

    清晨的阳光照在刚刚破茧而出的蝴蝶身上,虽然它的翅膀还皱缩着,身上的几丁质外壳还正在硬化,但其美丽的身影已经一览无余,一飞冲天指日可待。


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  • 5G 核心网

    千次阅读 2018-10-30 10:54:41
    5G核心网,采用的是SBA架构(Service Based Architecture,即基于服务的架构)      

    5G核心网,采用的是SBA架构(Service Based Architecture,即基于服务的架构)

     

     

     

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  • 摘 要:SA(Standalone独立组网)架构是5G核心网的目标架构。在SA架构下,4G/5G互操作是在核心网实现。本文针对4G/5G核心网互操作,分析了控制面网元整体部署架构、接入层网元组网、用户数据库迁移、计费、语音及短信...

     要: SA(Standalone 独立组网)架构是5G核心网的目标架构。在SA架构下,4G/5G互操作是在核心网实现。本文针对4G/5G核心网互操作,分析了控制面网元整体部署架构、接入层网元组网、用户数据库迁移、计费、语音及短信方案,同时结合4G核心网现状,给出核心网互操作部署建议。

    关键词:5G核心网、SANSA、互操作

    Research on 5G Core of SA and 4G/5G interoperability

    HUANG Yuan-yuan

    ABSTRACT The SA (Standalone, Independent Networking) architecture is the target architecture of the 5G core network. Based on the SA architecture, 4G/5G interoperability is implemented in the core network. In this paper, the 4G/5G core network interoperability is analyzed. The overall deployment architecture of the control plane network element, the access layer network element network, user database migration, billing, voice and short message solution are analyzed. At the same time, Combined the existed 4G core network, give some suggestion about network interoperability deployment.

    KEY WORDS5G core network, SA, NSA, interoperability

    1

    自从3GPP 组织于20186月底完成R15 Phase1.2 SA标准冻结以来,SA(Stand Alone 独立组网)组网方案受到了运营商和通信设备厂商的极大关注。通信设备厂商都在积极开发SA版本,标准冻结后短短半年时间,各大厂商已经推出测试版本,同时国内三大运营商也在积极测试SA版本,适时推进SA部署。SA标准之所以受到运营商和设备厂商的追捧,相比NSA(Non Stand Alone 非独立组网)标准,SA标准具有如下优势:

    (1)SA标准是纯5G核心网架构:由于NSA标准早于SA标准冻结,SA是目标网络方案,可以避免NSA组网下的频繁的网络改动问题。

    (2)SA方案对现网改造量小:基于EPC+( Evolved Packet Core Internet ,演进的分组核心网)NSA仍需向SA方案演进,网络需要多次改造;基于的NSA方案需对4G基站升级到eLTE(Enhanced long Term Evolution,增强型长期演进),升级改造量大,且异厂家基站间难实现 4G/5G双连接。

    (3)SA方案的业务能力更强:5G核心网可以支持网络切片、边缘计算等新特性。5G网络初期以Embb(Enhanced Mobile Broadband,增强移动宽带)热点区域覆盖为主,离开5G区域,通过核心网实现与4G的互操作。对于eMBB业务,终端本身有缓存机制,业务体验不受影响。

    (4)SA方案的终端成本低:NSA方案下3.5GHz频段组合在终端侧存在较严重干扰问题,为解决该问题将导致终端成本较高。SA终端由于不涉及双连接等技术,终端相对简单,成本较低。

    201966日,工信部正式发放5G牌照,中国正式进入5G元年。SA是目标架构,获得牌照的运营商积极部署SA网络,争取尽快商用。由于5G部署初期,基站覆盖不完善,5G用户回落到4G是不可避免的,因此4G5G互操作是SA组网方案的一个难题,本文将重点探讨SA独立组网以及该组网的4G/5G互操作。

    25G架构Options概述

    考虑不同无线接入和核心网的排列组合,另外考虑双连接时控制面选择不同的无线接入技术,共有8Option:

    7e7c3db993134e087add742b949c512e.png 图1  不同无线接入和核心网的排列组合

     从终端的角度看,双连接是指终端同时连接两个基站进行数据传输,场景包括LTELTELTENR(New Radio 新无线电)、NRNReLTEeLTEeLTENR。单连接是指终端只连接一个基站进行数据传输,场景包括LTEeLTENR。基于单连接和双连接的概念,我们来区分NSASANSA是非独立组网,终端需要双连接,包含Option 3Option 4Option 7Option 8SA是独立组网,终端只需单连接,包含Option 1Option 2Option 5Option 6

    (1) Option 1: 5G终端以4G接入,不能体现5G的优势。

    (2) Option 2: 独立的5G架构,5G基站接入5G核心网。

    (3) Option 3: 5G终端双连接5G基站和4G基站,核心网是4G核心网。控制面锚点在4G基站,用户面分流可以在4G基站,也可以在5G基站,也可以在4G核心网。

    (4) Option 45G终端双连接5G基站和4G基站,核心网是5G核心网。控制面锚点在5G基站,用户面分流可以在5G基站,也可以在5G核心网。

    (5) Option 55G终端单连接4G基站,5G核心网,没有5G基站,无法体现5G优势。

    (6) Option 65G终端单连接5G基站,4G核心网,仅支持eMBB5G能力有限。此选项要求5G连续覆盖,不适合5G初期部署,已经排除

    (7) Option 75G终端双连接5G基站和4G基站,核心网是5G核心网。控制面锚点在4G基站,用户面分流可以在4G基站,也可以在5G基站,也可以在5G核心网。

    (8) Option 85G终端双连接5G基站和4G基站,核心网是4G核心网。控制面锚点在5G基站,用户面分流可以在5G基站,也可以在4G核心网。此选项要求5G连续覆盖,且5G基站需要同时连4G核心网和5G核心网,增加不必要的负责性,已经被排除。

      通过分析8Option,可以看出NSA组网中Option 3方案最佳, SA组网中Option 2 方案最佳。NSA方案只需要升级4G核心网,运营商可以快速推出5G服务。但是NSA只能支撑大带宽业务,无法支持海量连接、高可靠低时延业务和网络切片功能。SA方案需要新建5G核心网,是5G目标架构。但是SA相关标准还不完善,商用难度大。因此5G初期主流运营商都选择NSA商用,同时加大力度测试验证SA,向目标架构SA演进。

    3基于Option 2SA组网

    Option 2中,需要新建5G核心网。5G核心网根据5G三大业务场景要求重新进行了设计,可以满足各种业务需求,包括eMBB(Enhance Mobile Broadband,增强型移动互联网)、uRLLC(Ultra Reliable & LowLatency Communication 超高可靠性与超低时延通信)、mMTC(Massive Machine Type Communication,海量物联网通信)业务、支持网络切片、支持边缘计算等特性。5G核心网实现了网络功能模块化以及控制功能与转发功能的完全分离。控制面可以集中部署,对转发资源进行全局调度;用户面则可按需集中或分布式灵活部署,当用户面下沉靠近网络边缘部署时,可实现本地流量分流,支持端到端毫秒级时延。与传统参考点的架构方式相比,5G核心网控制面功能借鉴了 IT 系统中服务化架构,采用基于服务的设计方案来描述控制面网络功能及接口交互。由于服务化架构采用 IT 化总线,服务模块可自主注册、发布、发现,规避了传统模块间紧耦合带来的繁复互操作,提高功能的重用性,简化业务流程实现。3GPP标准上规定了服务接口协议采用TCP/TLS/HTTP2/JSON,提升了网络的灵活性和可扩展性。

    5G基站部署初期,覆盖区域不完善,为了保障业务的连续性及用户的体验,需要4G/5G协同互操作。在Option 2中,当5G终端不在5G覆盖范围内,需要回落到4G网络。由于5G终端单连接基站,且5G核心网只和5G基站连接,4G/5G的互操作只能在核心网之间通过N26接口完成。

    6b90438a3f08fa69123cb9a1d8e679b3.png

    图2  4G/5G互操作 

    关于4G核心网与5G核心网互操作,标准协议中也规定了5G核心网的网元中UDM(Unified Data Manager, 统一数据管理平台)需与HSS(Home Subscriber Server,归属签约用户服务器)合设、SMF(Session Management Function 会话管理功能)PGW-C (Packet data network Gateway-control 分组数据网络网关-控制面)合设、UPF(User Plan Function 用户名功能)PGW-U(Packet data network Gateway-user 分组数据网络网关-用户面)合设、PCRFPCF(Policy Control Function 策略控制功能)合设。为避免用户的数据路由迂回,通常SMF/PGW-CSGW-C(Service Gateway-control 服务网关-控制面)合设,UPF/PGW-USGW-U(Service Gateway-user 服务网关-用户面)合设。因此在5G初期,4G核心网和5G核心网是融合部署的。除了标准协议中已经明确的部署方式外,下面重点探讨几个开放式的部署策略,通过分析,给出建议。

    3.1  控制面部署层面

    在4G核心网的全国部署架构中,控制面大区集中部署和分省集中部署都有成功部署的案例。因此在5G核心网组网方案中,控制面网元组网也提出了大区集中设置和分省设置的架构。

    在控制面大区集中设置架构中,集团骨干层面集中部署UDM/HSS/UDRPCF/PCRFAMFSMF/GW-CNRFNSSF,用户面网元UPF/GW-U可按需部署在省及地市层面。在这种架构中,大区中心的控制面网元管理多个省的用户面网元。

    在控制面分省集中设置架构中,集团骨干层面集中部署NRF(Network Repository Function 网络仓储功能)NEF(Network Exposure Function 网络开放功能),省层面部署UDM/HSS/UDRPCF/PCRFAMFSMF/GW-CNSSF(Network Slice Selection Function 网络切片选择功能),用户面网元UPF/GW-U可按需下沉到地市层面。

    承载公众上网业务的UPF通常部署在省会或地市的核心机房;与MEC协同承载政企业务的UPF为了降低时延,会下沉到离用户比较近的机房,通常部署在省会和地市的边缘机房。

    虽然大区集中部署集约化程度高,便于管理,符合运营趋势,同时资源利用率高,有利于全国性业务统一发放,但是也存在时延大不能满足高速移动、低时延类业务需求的致命性缺点。同时,目前三大运营商的4G核心网都是分省部署,每个省的HSS和计费单独设置。如果5G核心网采用大区制部署,涉及4G网络中的HSS数据全网割接问题,计费架构也要同步变化。基于上述两个风险考虑,建议5G核心网仍然沿用分省集中部署架构。

    3.2  AMF/MME合设和分设

    AMF(Access and Mobility Management Function 接入及移动性管理功能)MME(Mobility Management Entity 移动性管理功能)可以合设,也可以分设,结合同厂家和异厂家情况,有以下三种方案。

    方案1:新建AMF和现网MME分设。新建的AMF和现网的MME可以同厂家,也可以异厂家。4G基站和现网MME的配置保持不变,5G基站接入AMFMMEAMF通过N26接口互通,4G5G核心网各自承载的容量规划清晰简单。

    方案2:新建融合AMF/MME与现网MME分设。新建的AMF/MME和现网的MME可以同厂家,也可以异厂家。4G基站需要升级支持同时配置新建的MME和现网的MME,双连接造成容量规划比较复杂。

    方案3:通过组pool的方式,新建融合AMF/MME与现网MME合设,只有同厂家才能支持合设。新建融合AMF/MME后,对于5G终端从4G网络接入选择MME时,是选择融合的AMF/MME还是选择4G核心网的MME,需要网络重新规划网络容量。

    通过分析以上三种方案,首先,每种方案都需要现网MME升级支持N26接口;其次,从对现网影响的角度,方案1最适宜。

    3.3  用户数据库迁移

    为了支持4G用户在不换卡不换号情况下无感知使用5G业务,需要将4G核心网用户数据零散地从HSS平滑迁移至5G核心网的UDM/HSS数据库。迁移过程中最核心的问题是:5G用户从4G网络接入时,MME不知道将用户消息路由给4GHSS还是5G融合的UDM/HSS,针对此问题分析如下:

    方案1:若5G新建的UDM/HSS4G现网的HSS同厂家,则可以将后台部分融合,前台部分分设。无论用户是否签约了5G业务,当5G用户从4G网络接入时,都可以通过HSS查询到该用户的数据。这种方案仅适用于同厂家。

    方案2:现网HSS升级支持S6a消息的Proxy5G用户从4G网络接入,MME首先去4G核心网HSS查询用户消息,当发现无用户数据时,将消息proxy5G核心网的UDM。这种方案适用于异厂家。

    方案3:新建5G核心网UDM/HSS,将现网HSS数据一次性全部割接过去。此方案适用于异厂家,但是全网割接风险较大,且造成4G核心网投资浪费。

    通过分析以上三种方案,若4G/5G核心网同厂家,建议方案1;若异厂家,建议方案2.

    3.3  计费方案

    3GPP RELESE 15标准只定义了融合计费标准。融合计费主要是部署在IT侧,需要IT侧升级改造支持服务化接口,同时需要在线计费系统支持离线计费话单和融合计费话单。3GPP RELESE 16标准已经立项在线计费和离线计费分离方案,在线计费服务集中部署,离线计费服务部署在核心网侧,目前标准仍然未冻结。在4G核心网中,三大运营商都是采用的分离计费方案。如果5G核心网采用融合计费架构,对IT侧的改动非常大。考虑到计费的重要性,建议待分离计费架构标准冻结后,考虑仍然沿用4G的分离计费架构。在标准冻结前,无法计费,可以考虑包月等收费策略。

    3.4  语音和短信方案

    5G初期,无线网络的覆盖不连续不完善,无法支持VoNR(Voice over new radio)方案,所以语音和短信业务只能采用EPS Fallback方案,回落到4G网络,利用VoLTE提供语音和短信业务。待未来无线网络的连续覆盖达到一定程度之后,可适时引入VoNR方案,即由5G网络直接承载用户的语音业务。

    4、结束语

    目前主流运营商都发布了只支持eMBB业务的NSA商用,但是SA组网是5G网络的目标架构,后续仍然要向SA演进,支持5G三大业务和网络切片。尽管计费等相关标准还不完善,运营商和厂家都在积极推动SA版本的测试和改进。随着5G牌照发放,商用进程加快,预计2020年底,SA会开始商用。

    献:

    [1]  3GPP TS 23.501 V15.2.0 (2018-06)

    [2]  3GPP TS 23.502 V15.2.0 (2018-06)

    [3]  3GPP TS 23.503 V15.2.0 (2018-06)

    [4]  匡志华.浅谈5G SA网络架构和组网策略[J].通讯世界.2019.03

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  • 5G核心网初体验

    2021-01-06 11:02:03
    作为一个非科班毕业的通信汪,已在通信行业摸爬滚打十年有余,但因为不是通信大厂,人员吃紧,从2009年入行,到2019年,一直带死不活的混迹在核心网领域,从4G核心网到5G核心网。 核心网,一个让人忍不住爱恨情仇极...
  • 5G 核心网 UE Requested PDU Session Establishment 信令流程

    万次阅读 多人点赞 2019-06-18 16:09:36
    整理一下 23502 中提到的 PDU Session Establishment ...5G 核心网采用的是SBA(Service based Architecture)架构。 其中主要网元的功能如下: 各个网元接口的控制面的协议栈如下: ...

    I am back !!!

    本系列博客将陆续更新至  3GPP TS 23.502 V15.11.0 (2020-09) 版本  


    首先放上 23501 中的 5G 系统架构图 :

    5G 核心网采用的是SBA( Service based Architecture)架构。 翻译过就是基于服务的架构,只要开放接口给你,你就能请求相对应的服务。

    但为了讨论的方便,还是保留了参考点架构,这里就不上图了。

     

    其中主要网元的功能简单概括如下:(详细内容,请参考23501 第6章 Network Function )

     

     各个网元接口的控制面的协议栈如下:

     

      有了上面几张图的基础认识之后,我们来看看23502 只的流程图:

     

    上图表示的流程是用来做什么的呢?协议上是这么说的:

           - Establish a new PDU Session;                                                                                       //创建一个全新的会话
                      - Handover a PDN Connection in EPS to PDU Session in 5GS without N26 interface;   //会话从4G epc 切换到 5GC
                      - Switching an existing PDU Session between non-3GPP access and 3GPP access.    //将一个session 从 非3GPP接入,切换到3GPP接入
                      - Request a PDU Session for Emergency services.                                                         //紧急会话

     

             其实在5g中,PDU sessio 的建立,类似于EPC中的PDN连接的建立流程。但是5G core中已经没有了EPS Bearer的概念。

    在PDU sessio 的建立中不会包含默认承载,取而代之的是QOS FLOW。

             与4g EPC不同,5g 中永久在线(always-on PDU session,)是可选的。

             在2020年9月版本中,PDU session 的建立还可以由网络侧触发。这种情况下,网络层侧发送一个device trigger message 给UE中的某个应用程序,然后由该程序决定创建session。

             23502 4.3.2.1 和 4.13.2.2 有对应描述。

             最后,阅读这个信令流程图的话,还可能需要查阅:24501 nas消息 和 29244 pfcp消息 以及 38413 NGAP消息

     

    下面简单介绍每个信令的大概内容(原文细节,请参考 23502 4.3.2)

           (注:下文的发送xxxx消息,其实是调用对应网元的相关服务,例如SMF提供的服务,可以在TS  29502 查询到对应的uri)

    1 、 UE 发送 pdu session est req 给 AMF

            这是一个nas 消息,其实,这个消息是UE 发给AN,然后由AN透传给AMF的。

            就是说由RAN发出一个 UPLINK NAS TRANSPORT,由该消息里面的NAS-PDU 携带流程图中的 PDU Session

            Est Req 给AMF. (详细见:38413 9.2.5.3 and 24501 8.2.10,24501 8.3.1.1)

            The NAS message sent by the UE is encapsulated by the AN in a N2 message towards the AMF that should include User location information and Access Type Information.

            这个nas 消息,带有 

             ( S-NSSAI: This is UE preferred network slice or NSSAI where UE was registered before.

            DNN:Data Network Name,类似于LTE中的APN. 代表UE想要接入的data service name

            PDU session ID: pdu session id, 这是Ue 生成的ID. 在 ts 25501,Table 11.2.3.1c.1: PDU session identity

            请求类型: Request Type,  一般是以下几种:“Initial Request”, “Existing Session” or “PDU session Handover”

            Old PDU Session ID(用在ssc mode 3),N1 SM container(PDU 会话建立请求PDU Session Establishment Request))等信息。

            如果是新的 pdu 会话,则UE 生成一个新的PDU ID.

            并且请求类型是:初始请求, 如果是紧急附着,那么请求类型就是:紧急请求

            其中,绝大部分UE 请求的消息在 PDU session establishment request 这个消息中,包括ssc mode,always on PDU session,5GSM Capability

      该消息中的其他IE:

                       5GSM Capability: This is UE’s session management capabilitys.

                       PCO: Protocol Configuration Option, same as EPS, and used to request various NW parameter.

                       SM PDU DN Request Container : This include Authorization information to access DN.

                 这条信令主要是获取UE请求的各种初始化信息,识别初始化的session类型。协议中有“”分段“”说明每个关键IE是有什么作用的以及用在哪个场景的PDU session est

                 例如:

                 什么是Number Of Packet Filters indicates,什么是UE Integrity Protection Maximum Data Rate等。

       

                  

    2 、 AMF 选择SMF

            AMF 收到第一步的消息后,AMF 基于该请求类型指示“初始请求”,确定该消息对应于对新 PDU 会话的请求,

            并且 该PDU 会话 ID 不用于UE 的任何现有 PDU 会话。如果 NAS 消息中不包含

            S-NSSAI,则 AMF 根据 UE 的订阅数据,给UE分配一个 PDU 会话的默认 S-NSSAI,或者基于运营商策略,

            选择一个 S-NSSAI。(Single Network Slice Selection Assistance Information)

            如果 UE 不带DNN 上来,AMF 也会选一个默认 DNN 给这个UE(如果UE的签约数据中,有默认DNN 的话)

            AMF 如何选择一个 SMF呢? 在 TS 23.501 6.3.2 中有描述, 当emergency request 时,选择方案在5.16.4 节有描述。

            大体上分为两类: 一是 利用AMF 的本地配置,二是 利用 NRF discover

            AMF 会使用nrf discover 服务去发现 smf, The NRF provides the IP address or the FQDN of SMF instance(s) or Endpoint Address(es) of SMF service instance(s) to the AMF.)

            

     

    3 、 AMF 发 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext req 给 SMF

               Nsmf_PDUSession_CreateSMContext 请求消息包含(SUPI,DNN,S-NSSAI,PDU sess ID,AMF ID,request type,PCF ID,Priority Access(优先级接入),N1 SM container(PDU 会话建立请求),用户位置信息, 接入类型,PEI,GPSI,

               UE presence in LADN service area,用户用于 PDU 会话状态通知,DNN 选择模式,跟踪要求)

     或

                Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 请求(SUPI,DNN,S-NSSAI,PDU 会话 ID,AMF ID,request type,N1 SM 容器(PDU 会话建立请求),用户位置信息,接入类型,RAT 类型,PEI)。

     

          如果 AMF 没有与 UE 提供的 PDU session  ID 的 SMF 关联(例如,当请求类型指示“初始请求”时),则 AMF 发 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext 请求。

          如果 AMF 已经与 SMF 关联对于 UE 提供的 PDU 会话ID(例如,当请求类型指示“现有 PDU 会话”时),AMF 发 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 请求。

     

    对于调用该服务的详细HTTP uri 和对应的http 状态码的返回 ,以及该消息中携带的json 数据结构(Data Model),请查看29502 5.2.2.2

    同样地,23502 分段描述了每个IE 出现什么面场景和详细的使用说明。

     

    对于该步骤中一些IE 的说明:

    AMF 将从允许的 NSSAI 中选一个S-NSSAI 发送到 SMF。

    AMF ID 是 UE 的 GUAMI,其唯一地标识为 UE 服务的 AMF。 AMF 将 PDU 会话 ID 放在 从 UE 接收的 PDU 会话建立请求的 N1 SM 容器中一起转发。如果 GPSI在 AMF可用,则应包括 GPSI。

    AMF 可以在 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext 请求中包括 PCF ID。该 PCF ID 标识非漫游情况下的 HPCF 和本地分组漫游情况下的 V-PCF。

    在某些流程中,如Service Request procedure is associated with priority services,这个 http/2 请求会带上message priority header

     

    4 、SMF 与UDM 的交互

    在新的版本中,SMF向UDM注册已经移动到后面的步骤了。第4步要做的就是SMdata(签约数据)的获取,以及smf向UDM订阅签约数据的变更。

    如果在SMF中对应的 SUPI,DNN 和 S-NSSAI 的会话管理用户数据不可用(就是没有该supi的数据,例如创建一个新的session的场景),则 SMF 使用 Nudm_SDM_Get(SUPI,Session Management Subscription data,DNN,S-NSSAI)向UDM 检索会话管理用户数据.(就是去udm中下载用户的数据)

    并且发送 Nudm_SDM_Subscribe 去订阅数据(SUPI,会话管理用户数据,DNN,S-NSSAI),当被订阅的数据被修改时,smf 会收到 notify .(主要靠callbackuri这个IE)

    如果 AMF 在上一步要带上 DNN select mode,那么 smf 可能会使用本地的Session Management Subscription data,而不发送Nudm_SDM_Get了

    如果在第三步中,Request Type indicates "Existing PDU Session" or "Existing Emergency PDU Session",那么smf自己判断这是不是3gpp 和 非3gpp切换, 这种场景下,smf 更新本地的sm context(不用去udm获取数据),然后回复 amf

    如果 Request Type 是 Initial request, 并且在Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request中包含旧的PDU ID, 那么SMF会根据旧PDU ID去release session。

    当smf 收到 udm 的回复后,会根据协议,校验请求各种数据的合法性。例如 pdu类型,sscmode,判断是否是 LADN等。

    如果数据校验不通过,那么smf拒绝该session的创建

    简单总结: 获取,订阅

     

     

    5、SMF 回复 AMF

    Nsmf_PDUSession_CreateSMContext (cause,SM Context ID 或 N1 SM container(PDU Session Reject (Cause)))

    或 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext ,

    具体取决于在步骤 3 中收到的请求。

    如果 SMF 在步骤 3 中接收到 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Req 请求并且 SMF 能够处理 PDU 会话建立请求,则 SMF 创建 SM 上下文并通过提供 SM 上下文标识符来响应 AMF(意思是告诉AMF,我smf收到你的请求了,我会帮你处理后续流程)

    当 SMF 决定不接受建立 PDU 会话时,SMF 通过 NAS SM 信令拒绝 UE 请求,通过用Nsmf_PDUSession_CreateSMContext rsp 响应 AMF , 消息中应包括相关 SM 拒绝原因,并且跳到20步去取消 udm data的订阅。

    如果有关于 UP Security Policy的策略,smf 还需要根据 UE Integrity Protection Maximum Data Rate 去判断是否接受该 pdu sesssion 的建立

     

    6、 这是可选的辅助授权/认证。

    如果步骤 3 中的请求类型指示“现有 PDU 会话”,则 SMF 不执行辅助授权/认证。

    如果在步骤 3 中收到的请求类型指示“紧急请求”或“现有紧急 PDU 会话”,则 SMF 不应执行辅助授权/认证

     

    7a. SMF 进行PCF 的选择

    If dynamic PCC is to be used for the PDU Session,则 SMF 执行 PCF 选择,如 TS 23.501 [2],第 6.3.7.1 节中所述。

    PCF 选择和发现:

    7.1 (PCF 必须能够将通过 N5 或 Rx 建立的 AF 服务会话与通过 N7 处理的相关 PDU 会话(会话绑定)相关联。)

    7.2 AMF 为 UE 选择 PCF,SMF 为 PDU 会话选择 PCF。选择的 PCF 可以是相同的。

    7.3 SMF 利用 NRF 发现 PDU 会话的 PCF 实例,除非 PCF 信息可通过其他方式获得,例如 在 SMF 上本地配置或在 AMF 的 PDU 会话建立过程期间接收。SMF 基于可用的 PCF 实例(从 NRF 获得或在 SMF 中本地配置)选择 PCF 实例。

    在 PCF 选择期间可以考虑以下因素:

    a) 本地运营商策略。

    b) 选定的数据网络名称(DNN)。

     

    如果请求类型指示“现有 PDU 会话”或“现有紧急 PDU 会话”,则 SMF 应使用已为 PDU 会话选择的PCF。

    否则,SMF 可能会应用本地策略。

     

    7b、 sm policy asso est 或者 smf initiate sm policy asso modify

    SMF 可以执行第 4.16.4 节中定义的 SM 策略关联建立过程,以与 PCF 建立 SM 策略关联,并获得 PDU会话的默认 PCC 规则。(get the default PCC Rules for the pdu session)

    SMF 发送 Npcf_smpolicyControl_Create 给 PCF 如下图:

    SMF 通过发送 Npcf_SMPolicyControl_Create 操作 确定需要 PCC 授权并请求与 PCF 建立 SM Policy 关联

     

    如果GPSI在 SMF中可用的话,则应包括 GPSI。如果步骤 3 中的请求类型指示“现有 PDU 会话”(Existing PDU Session),则 SMF 可以提供关于 SMF 发起的 SM 策略关联修改过程已满足的策略控制请求触发条件的信息,

    如 4.16.5.1 中所定义。 PCF 可以向 SMF 提供第 5.2.5.4 节(以及 TS 23.503 [20])中定义的策略信息。

    该信令的目的:

    The purpose of step 7 is to receive PCC rules before selecting UPF. pcf 告诉smf sessRuleID,authSessAmbr,

    authDefaultQos 等。

    If PCC rules are not needed as input for UPF selection, step 7 can be performed after step 8.

    8、upf selection

    如果步骤 3 中的请求类型指示“初始请求”(Initial request),则 SMF 为 PDU 会话选择 SSC 模式,如 TS 23.501 [2]条款5.6.9.3 中所述。SSC: 服务连续性支持, ssc mode 的相关理解: https://blog.csdn.net/u010178611/article/details/81705135

    如 TS 23.501 [2]第 6.3.3 节所述,SMF 还根据需要选择一个或多个 UPF。

    在 PDU 会话类型为 IPv4 或 IPv6 或 IPv4v6 的情况下,SMF 为 PDU 会话分配 IP 地址/前缀,如 TS 23.501 [2]第5.8.1 节中所述。在 PDU 会话类型 IPv6 或 IPv4v6 的情况下,SMF 还向 UE 分配接口标识符,以便 UE 建立其链路本地地址。

    For IPv4 or IPv6 or IPv4v6 type PDU Sessions, the PDU Session Anchor may be IP anchor point of the IP address/prefix allocated to the UE(摘录自23.501 [2]第5.8.1 节)

    (所以说,smf请求upf的ippool后,为UE分配ip,如果在udm返回的数据中包含了ue的ip,那么就直接使用udm返回的数据中包含的ue的ip)

    8.1 upf 怎么选择

    8.1.1 SMF 提供可用的 UPF

    A ) 当实例化或移除 UPF 时,SMF 可以在本地配置有关于可用 UPF 的信息,

    例如通过 OA&M 系统。

    B ) SMF 中的 UPF 选择功能可以可选地利用 NRF 来发现 UPF 实例。

    在这种情况下,SMF 向 NRF 发出可能包括以下参数的请求:

    DNN,S-NSSAI,SMF 区域标识。在其回应中,NRF 向 SMF 提供相应 UPF 实例的 N4 接口的 IP 地址或FQDN。

    C ) UPF 可以与 NRF 中的 SMF 区域标识相关联。这允许使用 NRF 将 UPF 的 SMF 供应限制到与某个 SMF 区域标识相关联的那些 UPF。

    NRF 可以由 OAM 配置有关可用 UPF 的信息,或者 UPF 可以将其自身注册到 NRF 上。这在 TS 23.502 [3]第 4.17条中进一步定义

    8.1.2 为特定 PDU 会话选择 UPF

    如果存在现有的 PDU 会话,并且 SMF 接收到相同的 DNN 和 S-NSSAI 的另一个 PDU 会话请求,并且 UE 用户数据指示支持与该 DNN 的 EPC 互通,则应该选择相同的 UPF。否则,如果 UE 用户数据未指示支持与该 DNN 的 EPS互通,则可以选择不同的 UPF.

     

    9、SMF 发起 SM Policy Association Modify

    SMF 可能会执行第 4.16.5.1 节中定义的 SMF 启动的 SM 策略关联修改过程,以提供有关已满足的策略控制请求触发条件的信息。

    如果请求类型是“初始请求”并且部署了动态 PCC 并且 PDU 会话类型是 IPv4 或

    IPv6 或 IPv4v6,则 SMF 用所分配的 UE IP 地址/前缀通知 PCF(如果满足策略控制请求触发条件)

    当部署 PCF 时,如果提供了 PS 数据关闭策略控制请求触发器,SMF 将进一步向 PSF 报告 PS 数据关闭状态,在 TS 23.503 [20]中定义了用于 3GPP PS 数据关闭的 SMF 和 PCF 的附加行为

    9.1 SMF 启动的 SM 策略关联修改过程

      NOTE 6:  If an IP address/prefix has been allocated before step 7 (e.g. subscribed static IP address/prefix in UDM/UDR) or the step 7 is perform after step 8, the IP address/prefix can be provided to PCF in step 7, and the IP address/prefix notification in this step can be skipped.(意思是,如果在前面的步骤sm create policy 中,已经能够向pcf提供ue的ip的话,那么modify之个流程就不需要了)

    10、N4 流程 ,N4 EST 或 N4 modify

    如果请求类型指示“初始请求”,则 SMF 使用所选 UPF 启动 N4 会话建立过程(est req) ,否则它将使用所选UPF 启动 N4 会话修改过程(modify):

    10a. SMF 向 UPF 发送 N4 会话建立/修改请求,并提供要在该 PDU 会话的 UPF 上安装的分组检测(PDR),实施和报告规则(qer)。如果由 SMF 分配 CN 通道信息,则在该步骤中将 CN 通道信息提供给 UPF。如果此 PDU 会话需要 "选择性用户平面停用",则 SMF 确定一个 “去活动定时器” 并将其提供给 UPF。如果已收到跟踪要求,SMF 会向 UPF 提供跟踪要求。(给upf提供各种rule:PDR FAR URR QER)

    10b. UPF 通过发送 N4 会话建立/修改响应来确认。如果由 UPF 分配 CN 通道信息,则在该步骤中向 CNF提供 CN 通道信息。

    如果为 PDU 会话选择了多个 UPF,则 SMF 在该步骤中给每个 PDU 会话的 UPF 发送 N4 会话建立/修改过程。

    如果请求类型指示“现有 PDU 会话”,并且 SMF 创建 CN 通道信息,则跳过此步骤。否则,执行该步骤以使用 N4 会话修改过程从 UPF 获得 CN 通道信息

     

    11、SMF 发 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer 给 AMF

    这条消息包括的信息有:

    (PDU Session ID, N2 SM information (PDU Session ID, QFI(s), QoS Profile(s), CN Tunnel Info, S-NSSAI from the Allowed NSSAI, Session-AMBR, PDU Session Type, User Plane Security Enforcement information, UE Integrity Protection Maximum Data Rate), N1 SM container (PDU Session Establishment Accept (QoS Rule(s) and QoS Flow level QoS parameters if needed for the QoS Flow(s) associated with the QoS rule(s), selected SSC mode, S-NSSAI(s), DNN, allocated IPv4 address, interface identifier, Session-AMBR, selected PDU Session Type, Reflective QoS Timer (if available), P-CSCF address(es), [Always-on PDU Session]))).

    里面包含的N2 msg 在38413,是9.3.4.1的PDU Session Resource Setup Request Transfer

    里面包含的Nas msg 在24501, 是8.3.2 PDU session establishment accept

    其中的 N1 SM container 应包含:AMF 应提供给 UE 的 PDU 会话建立接受

    这个信息的目的就是,smf 要将一些信息告诉UE 和 基站,但smf和他们两者都没有直接的链接,所以必须依靠amf来转发。这个看消息的名字也能猜到了。

    N1 msg 是发给UE的,N2 msg是发给基站的。

    N2 msg 主要是想告诉基站 UPF隧道地址和TEID,这样上行 N3隧道就打通了,还有QOS flow.

    N1 msg 主要是想告诉UE默认的QOS rule(对上行数据进行分类时使用) ssc 模式,分配给UE的ip,sess-ambr等

    AMF 主要是做信息的中转。

    如果在5-11步中失败,N1N2transfer 要带一个PDU Session Establishment Reject message的nas 消息返回给AMF

    12、N2 PDU Session Request (这个是一个 NGAP消息)

    AMF 到(R)AN:N2 PDU 会话请求(N2 SM 信息,NAS 消息(PDU 会话 ID,N1 SM 容器(PDU 会话建立接受)))。((R)AN会解释他想要的N2消息,然后将nas消息发给UE)

    AMF 将包含针对 UE 的 PDU 会话 ID 、 PDU 会话建立接受的 NAS 消息(accept)、以及在 N2 PDU 会话请求内从 SMF 接收的 N2 SM 信息,发送到(R)AN。

    13、(R)AN 到 UE:(R)AN 可以向 UE 发出与从 SMF 接收的信息相关的 AN 特定信令交换。

    例如,在 NGRAN 的情况下,可以在 UE 建立与步骤 12 中接收的 PDU 会话请求的 QoS 规则相关的必要 NG-RAN 资源的情况下进行 RRC 连接重新配置。

    如果在步骤11中不包括N2 SM information ,则省略以下步骤14至20。

     

    14、 N2 PDU Session Request Ack(这个是一个NGAP 消息)

      N2 PDU Session Response

    (R)AN 到 AMF:N2 PDU 会话响应(PDU 会话 ID,cause,N2 SM 信息(PDU 会话 ID,AN 通道信息,接受/拒绝的 QFI 列表,用户平面执行策略通知))。

      AN 通道信息对应于与 PDU 会话相对应的 N3 通道的接入网络地址。(AMF 收到后,告诉upf,这样upf就知道下行的N3通道了)

      如果(R)AN 拒绝 QFI,则 SMF 负责更新 QoS 规则和 QoS 流级 QoS 参数,如果需要,则相应地与 UE 中的QoS 规则相关联的 QoS 流。

     当 NG-RAN 无法满足值为 Required 的用户平面安全执行信息时,拒绝为 PDU 会话建立 UP 资源。在这种情况下,SMF 释放 PDU 会话。当 NGF 无法实现具有值 Preferred 的用户平面安全执行时,NG-RAN 会通知SMF。

     

    到这里为止,数据上行通道打通。

     

    15、AMF 发送 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext req (N2 SM 信息,请求类型)

    AMF 到 SMF:Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 请求(N2 SM 信息,请求类型)。

    AMF 将从(R)AN 接收的 N2 SM 信息转发给 SMF。

    如果被拒绝的 QFI 列表包含在 N2 SM information 中,则 SMF 将释放被拒绝的 QFI 相关联的 QoS profiles。

    如果 N2 SM 信息中的用户平面执行策略通知表明不能建立用户平面资源,并且用户平面执行策略指示 TS 23.501 [2]第 5.10.3 节中描述的“必需”,则 SMF 将释放 PDU 会话。

     

    16a、SMF 发 N4 Session Modification Request 给 upf

     The SMF provides AN Tunnel Info to the UPF as well as the corresponding forwarding rules.(far)

    SMF 发起 UPF 启动 N4 会话修改过程。 SMF 向 UPF 提供 AN 通道信息以及相应的转发规则。

    注 :如果 PDU 会话建立请求是由于 3GPP 和非 3GPP 接入之间的移动性或来自 EPC 的移动性,则在该步骤中将下行链路数据路径切换到目标接入。

     

    16b、upf 回复 SMF : N4 Session Modification Rsp

    UPF 向 SMF 提供 N4 会话修改响应。

      The UPF provides an N4 Session Modification Response to the SMF.

      If multiple UPFs are used in the PDU Session, the UPF in step 16 refers to the UPF terminating N3.

      After this step, the UPF delivers any down-link packets to the UE that may have been buffered for this PDU Session.

     

    16c、SMF 向udm注册

               SMF 在判断是否需要向 udm 注册后,向 udm 发起注册。

               smf 需要考虑请求类型(request type)等条件,决定是否去udm注册。

     

    17、SMF 发送 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response (Cause).给 AMF

    在此步骤之后,SMF 可以通过调用第 5.2.2.3.2 节中规定的 Namf_EventExposure_Subscribe 服务操作来订阅来自 AMF 的 UE 移动性事件通知(例如,位置报告,UE 移入或移出感兴趣的区域)。

    对于 LADN,SMF通过提供 LADN DNN 作为兴趣的区域的指示符来订阅UE进入或离开 LADN 服务区事件的通知 (参见 TS 23.501 [5.6]的第 5.6.5 和 5.6.11 节)。

    在此步骤之后,AMF 转发由 SMF 订阅的相关事件。

     

    18、 [Conditional] SMF to AMF: Nsmf_PDUSession_SMContextStatusNotify (Release)

    If during the procedure, any time after step 5, the PDU Session establishment is not successful, the SMF informs the AMF by invoking Nsmf_PDUSession_SMContextStatusNotify (Release). The SMF also releases any N4 session(s) created, any PDU Session address if allocated (e.g IP address) and releases the association with PCF, if any.

    如果在该过程期间,在步骤 5 之后的任何时间,PDU 会话建立不成功,则 SMF 通过调用

    Nsmf_PDUSession_SMContextStatusNotify(Release)来通知 AMF。 SMF 还释放所创建的任何 N4 会

    话,如果分配了任何 PDU 会话地址(例如 IP 地址)并释放与 PCF 的关联(如果有的话)。

     

    19、IPV6 Address configuration

    该过程是 SMF 通过 UPF 发到 UE:在 PDU 会话类型为 IPv6 或 IPv4v6 的情况下,SMF 生成 IPv6 路由器通告并通过 N4 和 UPF 将其发送到 UE。

     

    20. 如果在步骤 4 之后 PDU 会话建立失败,则 SMF 应执行以下操作:

    a) 如果 SMF 不再处理这个UE 的 PDU session,则 SMF 使用 Nudm_SDM_Unsubscribe(SUPI,会话管理用户数据,DNN,SNSSAI)取消订阅相应(SUPI,DNN,S-NSSAI)的会话管理用户数据的修改(DNN,SNSSAI)。 UDM 可以通过 Nudr_DM_Unsubscribe(SUPI,用户数据,会话管理用户数据,SNSSAI,DNN)取消订阅来自 UDR 的修改通知。

    b) SMF 使用 Nudm_UECM_Deregistration(SUPI,DNN,PDU 会话 ID)注销给定的PDU 会话。

    UDM 可以通过 Nudr_DM_Update(SUPI,用户数据,SMF 数据中的 UE 上下文)来更新相应的 UE 上下文

     

     

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  • 5G核心网关键技术研究
  • 5G核心网基础概念简介。内容包括“理解5G核心网网络架构”、“理解5G核心网基本概念”、“理解5G核心网的基本流程”
  • 华为5G核心网基础概念介绍,讲述了5G传输的各种基础知识与组网方案。华为5G核心网基础概念介绍,讲述了5G传输的各种基础知识与组网方案。
  • 02-5G核心网基础.pdf

    2019-06-20 10:59:51
    5G核心网基础,包括5G网络架构,5G基本概念及5G基本流程
  • 然后基于5G核心网标准进展及R16标准的主要变化,分析5G SA核心网商用部署及后续2G/4G/5G融合演进规划部署建议,包含5G边缘计算节点的商用部署建议以及后续的规划建设建议。建议以终为始、尽早统筹开展2G/4G/5G融合...
  • 5G核心网的构架

    2021-01-07 10:20:09
    1.5G无线接入网络架构 主要包括5G接入网和5G核心网,其中NG-RAN代表5G接入网,5GC代表5G核心网5G核心网主要包括哪些呢?先说一下关键的AMF/SMF/UPF AMF:全称 Access and Mobility Management Function,接入和...
  • 原标题:5G核心网关键技术研究5G核心网关键技术研究聂衡1,赵慧玲2,毛聪杰1(1.中国电信股份有限北京研究院,北京102209;2.工业和信息化部通信科学技术委员会,北京100804)【摘要】下一代5G网络的核心网已经基本...
  • 5G核心网NSA和SA演进方案
  • 5G核心网关键技术分析陈莉辽宁邮电规划设计院有限公司,辽宁 沈阳 110179摘要:5G核心网相对于4G网络在架构、功能、业务能力提供方面有较大的革新,引入了新的关键技术如SBA、支持边缘计算、支持网络切片等,本文...
  • 编者按:前面推文小编简要介绍了移动通信核心网的发展历程,以及变得“妈都不认识了”5G核心网。然而,to B业务才是5G的核心业务,本期我们看下5G核心网是如何向to B业务演进的。根据3GPP标准组织定义,5G网络的大脑...
  • 5G 核心网的建设与演进,适合基础学习的朋友学习,5G是国家战略,未来可期。
  • 5G核心网采用原生适配...白皮书总结了5G核心网云化部署的研究成果,梳理了5G核心网在云化NFV平台上的部署需求,给出5G核心网在云化组网、部署和演进的基础框架,并进一步探讨了部署方案中关键问题的解决和面临的挑战。
  • 5G标准:5G核心网标准,包含5G系统架构 ; 5G系统的编号,寻址和识别 ;5G系统流程;5G系统安全架构和过程
  • 5G时代将是一张网络满足多样化业务需求,基于NFV/SDN技术,采用通用硬件,实现 网络功能软件化和基于差异化业务的资源编排。...5G核心网与 NFV基础设施结合,为普通消费者、应用提供商和垂直行业需求...
  • 5G核心网前沿报告(中国通信学会).pdf
  • 5G核心网】5G Non 3GPP接入-N3IWF

    千次阅读 2020-12-10 14:25:57
    N3IWF 分别通过 N2 和 N3 接口连接 5G核心网CP和UP功能。如果所选的 N3IWF 与 3GPP 接入位于同一 PLMN,则通过 3GPP 接入和非 3GPP 接入同时连接到 PLMN 的同一 5G 核心网络的 UE 将由同一个 AMF 服务。 ...
  • 为了适应这一需求,3GPP在设计5G核心网时,借鉴了云原生的架构,采用了微服务、网络功能虚拟化、控制面与用户面分离、网络切片、边缘计算、网络能力开放等技术,使得5G核心网呈现给我们一个崭新的面孔。2017年6月,3...
  • 想必你已听说,由中国移动牵头提出的SBA构架已被3GPP确认为5G核心网基础构架,实在令人欣喜自豪。但是,相对于传统核心网,这一构架变动之大,不禁让人感叹技术创新步伐之快,有点猝不及防之感。5G核心网构架主要...
  • 从华为的视角给出相关的理解,包括5G核心网产业进展、5G C建网分析、中国电信核心网演进建议、面向5G云化运维探讨

空空如也

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