Utilizzo dell'interfaccia di protocollo SMF per chiamate terminali 5G

1. In un sistema 5G, una funzione di SMF (Session Management Function) è quella di essere responsabile della trasmissione delle informazioni del piano di controllo utente (CP); funziona con UPF per gestire il contesto rilevante delle sessioni terminali; è responsabile della creazione, dell'aggiornamento e dell'eliminazione delle sessioni e dell'assegnazione degli indirizzi IP a ciascuna sessione PDU, fornendo tutti i parametri e supportando varie funzioni di UPF; l'interfaccia tra SMF e altri elementi di rete è mostrata in Figura (1).

*Figura 1. Diagramma schematico della connessione SMF con altri elementi di rete (le linee continue nella figura rappresentano le connessioni fisiche e le linee tratteggiate rappresentano le connessioni logiche).

II. I protocolli applicativi in SMF includono:

• PFCP[2]: Tutta la comunicazione tra SMF e UPF è gestita da PFCP (Packet Forwarding Control Protocol); è uno dei principali protocolli che separano il piano utente e il piano di controllo.
• UDP[3]: User Datagram Protocol, un protocollo di livello di trasporto che fornisce l'indirizzamento delle porte di origine e di destinazione per il multiplexing/demultiplexing di applicazioni di livello superiore. Questo protocollo è responsabile della trasmissione dei dati tra gNB e UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface): Questo è un metodo di comunicazione basato su API tra funzioni di rete.

III. Flusso di chiamata della sessione terminale Durante l'istituzione della sessione terminale 5G:

• Innanzitutto, l'SMF si registra con l'NRF per individuare altre funzioni di rete. Se un utente desidera accedere ai servizi dati 5G, è necessario stabilire una sessione PDU con la rete. L'UE invia una richiesta di stabilimento della sessione PDU alla rete principale (ovvero, l'AMF). L'AMF seleziona il miglior SMF nella rete per mantenere le informazioni relative alla sessione.
• Dopo aver selezionato il miglior SMF, richiede all'SMF di creare un contesto SM. L'SMF ottiene i dati di sottoscrizione SM dall'UDM e genera un contesto M. Quindi, l'SMF e l'UPF avviano il processo di stabilimento della sessione PFCP e impostano i valori predefiniti per i parametri relativi alla sessione. Infine, l'AMF invia le informazioni sulla sessione al gNB e all'UE per stabilire il valore della sessione PDU predefinita.

• L'interfaccia di stabilimento della sessione utilizza (sequenziale) il contenuto del messaggio:
• [22] Invia registrazione NF
• [22] Riprova l'invio della registrazione NF
• [6] Imposta il file di configurazione NF
• [22] Invia servizio di scoperta NF AMF
• [5] Elabora la richiesta di stabilimento della sessione PDU
• [4] Crea il rifiuto di stabilimento della sessione PDU GSM
• [30] Invia il rifiuto di stabilimento della sessione PDU
• [28] HTTP POST contesto SM - Ricevi Crea contesto SM
• [31] Elabora la creazione del contesto SM della sessione PDU
• [22] Invia scoperta NF UDM
• [27] Ottieni contesto SM
• [10] Crea/Imposta dati creati
• [2] Inizializza il contesto SMF
• [2] Ottieni informazioni DNN
• [4] Crea l'accettazione dello stabilimento della sessione PDU GSM
• [22] Invia scoperta NF PCF
• [10] Selezione PCF
• [24] Invia creazione di associazione di policy SM
• [29] Policy SM nella decisione dell'applicazione
• [16] Crea elenco UPF per la selezione
• [16] Ordina l'elenco UPF per nome
• [16] Seleziona UPF e assegna IP UE
• [15] Seleziona UPF per DNN
• [16] Ottieni il nome UPF per IP
• [16] Ottieni ID nodo UPF per nome
• [16] Ottieni nodo UPF per IP
• [16] Ottieni ID UPF per IP
• [18] Costruisci la richiesta di stabilimento dell'associazione PFCP
• [17] Elabora la richiesta di stabilimento dell'associazione PFCP
• [19] Invia la richiesta di stabilimento dell'associazione PFCP
• [18] Costruisci la richiesta di stabilimento della sessione PFCP
• [19] Invia la richiesta di stabilimento della sessione PFCP
• [20] Invia richiesta PFCP
• [18] PFCP crea PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Aggiungi PDR alla sessione PFCP
• [13] [16] Genera percorso dati predefinito
• [16] Genera percorso dati
• [15] Aggiungi percorso dati
• [15] Genera identificatore dell'apparecchiatura terminale (TEID)
• [2] [10] Assegna identificatore dell'apparecchiatura di sistema locale (SEID)
• [10] Seleziona la regola della sessione
• [15] Seleziona i parametri UPF
• [15] Aggiungi PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Elabora la regola della sessione
• [3] Attiva il tunnel e PDR
• [3] Attiva il tunnel uplink/downlink
• [16] Seleziona la sorgente del percorso uplink
• [30] Attiva la sessione UPF
• [30] Stabilisci la sessione PFCP
• [18] Crea la risposta di stabilimento della sessione PFCP
• [19] Invia la risposta di stabilimento della sessione PFCP
• [20] Invia risposta PFCP
• [18] Crea la risposta di stabilimento dell'associazione PFCP
• [19] Invia la risposta di stabilimento dell'associazione PFCP
• [2] Ottieni informazioni sul piano utente
• [16] Ottieni il percorso del piano utente predefinito tramite DNN e UPF
• [3] Ottieni ID UPF, IP del nodo, UL PDR, UL FAR
• [3] Copia il primo nodo del percorso dati
• [25] Ottieni informazioni sulla sessione PDU UE tramite HTTP
• [15] Ottieni l'interfaccia per ottenere informazioni sull'interfaccia UPF
• [15] Ottieni il nodo UPF tramite ID nodo
• [15] Ottieni IP UPF, ID, ID PDR, ID FAR, ID BAR, ID QER
• [2] Ottieni il pool del percorso predefinito UE
• [30] Notifica all'UE - invia tutti i percorsi dati a UPF e invia i risultati all'UE
• [10] Invia l'indirizzo PDU a NAS
• [12] Crea nodo del percorso dati UE
• [2] Inizializza il routing UE SMF
• [7] Crea la trasmissione della richiesta di stabilimento delle risorse della sessione PDU
• [8] Gestione della trasmissione dell'errore di stabilimento delle risorse della sessione PDU
• [8] Gestione della trasmissione della risposta di stabilimento delle risorse della sessione PDU