Sử dụng Giao diện Giao thức SMF - Cuộc gọi Thiết bị Đầu cuối 5G

1. Trong hệ thống 5G, một chức năng của SMF (Session Management Function - Chức năng Quản lý Phiên) là chịu trách nhiệm truyền thông tin mặt phẳng điều khiển (CP) của người dùng; nó hoạt động với UPF để quản lý ngữ cảnh liên quan đến các phiên của thiết bị đầu cuối; nó chịu trách nhiệm tạo, cập nhật và xóa các phiên, đồng thời gán địa chỉ IP cho mỗi phiên PDU, cung cấp tất cả các tham số và hỗ trợ các chức năng khác nhau của UPF; giao diện giữa SMF và các thành phần mạng khác được hiển thị trong Hình (1).

*Hình 1. Sơ đồ kết nối SMF với các thành phần mạng khác (các đường liền nét trong hình biểu thị các kết nối vật lý và các đường đứt nét biểu thị các kết nối logic).

II. Các giao thức ứng dụng trong SMF bao gồm:

• PFCP[2]: Tất cả giao tiếp giữa SMF và UPF được quản lý bởi PFCP (Giao thức Điều khiển Chuyển tiếp Gói); nó là một trong những giao thức chính phân tách mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển.
• UDP[3]: Giao thức Datagram Người dùng, một giao thức lớp vận chuyển cung cấp địa chỉ cổng nguồn và đích để ghép kênh/tách kênh các ứng dụng cấp cao hơn. Giao thức này chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa gNB và UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface - Giao diện dựa trên Dịch vụ): Đây là một phương pháp giao tiếp dựa trên API giữa các chức năng mạng.

III. Lưu đồ cuộc gọi phiên thiết bị đầu cuối Trong quá trình thiết lập phiên thiết bị đầu cuối 5G:

• Đầu tiên, SMF đăng ký với NRF để định vị các chức năng mạng khác. Nếu người dùng muốn truy cập các dịch vụ dữ liệu 5G, một phiên PDU phải được thiết lập với mạng. UE gửi yêu cầu thiết lập phiên PDU đến mạng lõi (tức là AMF). AMF chọn SMF tốt nhất trong mạng để duy trì thông tin liên quan đến phiên của nó.
• Sau khi chọn SMF tốt nhất, nó yêu cầu SMF tạo ngữ cảnh SM. SMF lấy dữ liệu đăng ký SM từ UDM và tạo ngữ cảnh M. Sau đó, SMF và UPF khởi tạo quá trình thiết lập phiên PFCP và đặt các giá trị mặc định cho các tham số liên quan đến phiên. Cuối cùng, AMF gửi thông tin phiên đến gNB và UE để thiết lập giá trị phiên PDU mặc định.

• Giao diện thiết lập phiên sử dụng (tuần tự) nội dung tin nhắn:
• [22] Gửi đăng ký NF
• [22] Thử lại gửi đăng ký NF
• [6] Đặt tệp cấu hình NF
• [22] Gửi dịch vụ khám phá NF AMF
• [5] Xử lý yêu cầu thiết lập phiên PDU
• [4] Xây dựng từ chối thiết lập phiên PDU GSM
• [30] Gửi từ chối thiết lập phiên PDU
• [28] HTTP POST ngữ cảnh SM - Nhận Tạo ngữ cảnh SM
• [31] Xử lý tạo ngữ cảnh phiên PDU SM
• [22] Gửi khám phá NF UDM
• [27] Nhận ngữ cảnh SM
• [10] Xây dựng/Đặt dữ liệu đã tạo
• [2] Khởi tạo ngữ cảnh SMF
• [2] Nhận thông tin DNN
• [4] Xây dựng chấp nhận thiết lập phiên PDU GSM
• [22] Gửi khám phá NF PCF
• [10] Lựa chọn PCF
• [24] Gửi tạo liên kết chính sách SM
• [29] Quyết định ứng dụng chính sách SM
• [16] Tạo danh sách UPF để lựa chọn
• [16] Sắp xếp danh sách UPF theo tên
• [16] Chọn UPF và gán IP UE
• [15] Chọn UPF theo DNN
• [16] Nhận tên UPF theo IP
• [16] Nhận ID nút UPF theo tên
• [16] Nhận nút UPF theo IP
• [16] Nhận ID UPF theo IP
• [18] Xây dựng yêu cầu thiết lập liên kết PFCP
• [17] Xử lý yêu cầu thiết lập liên kết PFCP
• [19] Gửi yêu cầu thiết lập liên kết PFCP
• [18] Xây dựng yêu cầu thiết lập phiên PFCP
• [19] Gửi yêu cầu thiết lập phiên PFCP
• [20] Gửi yêu cầu PFCP
• [18] PFCP tạo PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Thêm PDR vào phiên PFCP
• [13] [16] Tạo đường dẫn dữ liệu mặc định
• [16] Tạo đường dẫn dữ liệu
• [15] Thêm đường dẫn dữ liệu
• [15] Tạo Bộ định danh Thiết bị Đầu cuối (TEID)
• [2] [10] Gán Bộ định danh Thiết bị Hệ thống Địa phương (SEID)
• [10] Chọn quy tắc phiên
• [15] Chọn tham số UPF
• [15] Thêm PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Xử lý quy tắc phiên
• [3] Kích hoạt đường hầm và PDR
• [3] Kích hoạt đường hầm uplink/downlink
• [16] Chọn nguồn đường dẫn uplink
• [30] Kích hoạt phiên UPF
• [30] Thiết lập phiên PFCP
• [18] Xây dựng phản hồi thiết lập phiên PFCP
• [19] Gửi phản hồi thiết lập phiên PFCP
• [20] Gửi phản hồi PFCP
• [18] Xây dựng phản hồi thiết lập liên kết PFCP
• [19] Gửi phản hồi thiết lập liên kết PFCP
• [2] Nhận thông tin mặt phẳng người dùng
• [16] Nhận đường dẫn mặt phẳng người dùng mặc định thông qua DNN và UPF
• [3] Nhận ID UPF, IP nút, UL PDR, UL FAR
• [3] Sao chép nút đường dẫn dữ liệu đầu tiên
• [25] Nhận thông tin phiên PDU UE thông qua HTTP
• [15] Nhận giao diện để lấy thông tin giao diện UPF
• [15] Nhận nút UPF thông qua ID nút
• [15] Nhận IP UPF, ID, ID PDR, ID FAR, ID BAR, ID QER
• [2] Nhận nhóm đường dẫn mặc định UE
• [30] Thông báo cho UE - gửi tất cả các đường dẫn dữ liệu đến UPF và gửi kết quả cho UE
• [10] Gửi địa chỉ PDU đến NAS
• [12] Tạo nút đường dẫn dữ liệu UE
• [2] Khởi tạo định tuyến UE SMF
• [7] Xây dựng truyền yêu cầu thiết lập tài nguyên phiên PDU
• [8] Xử lý truyền lỗi thiết lập tài nguyên phiên PDU
• [8] Xử lý truyền phản hồi thiết lập tài nguyên phiên PDU