ΚΙΝΑ Shenzhen Olax Technology CO.,Ltd Εταιρικές ειδήσεις

  Παρόμοια με τις προηγούμενες γενεές κινητής επικοινωνίας, οι υπηρεσίες που υποστηρίζονται από τον τερματικό σταθμό (UE) αποθηκεύονται στο κεντρικό δίκτυο. Το UE μπορεί να εκτελεστεί από το ραδιοδίκτυο μόνο μετά την ολοκλήρωση των ενεργειών ελέγχου ταυτότητας και κρυπτογράφησης κατά την ενεργοποίηση. Σε συστήματα 5G (NR) που υποστηρίζουν NSSF (Λειτουργία Επιλογής Τμημάτων Δικτύου), μετά την "δημιουργία σύνδεσης RRC, το περιεχόμενο UE, την κατανομή αναγνωριστικού UE και τον έλεγχο ταυτότητας ασφαλείας," ο τερματικός σταθμός (UE) θα λάβει συγκεκριμένα δεδομένα συνδρομής βάσει της κατάστασης ενεργοποίησης και θα εκτελέσει ρυθμίσεις επιπέδου χρήστη. Η συγκεκριμένη διαδικασία έχει ως εξής:   I. Απόκτηση Δεδομένων Συνδρομής: Η AMF αναζητά την NSSF (Λειτουργία Επιλογής Τμημάτων Δικτύου) μέσω της διασύνδεσης N22 για να επιλέξει το καλύτερο διαθέσιμο τμήμα δικτύου για την ζητούμενη υπηρεσία του χρήστη. Στη συνέχεια, αναζητά την UDM για να ανακτήσει όλα τα δεδομένα συνδρομής που σχετίζονται με AM (Διαχείριση Πρόσβασης), SM (Διαχείριση Συνόδου) και UE (Τερματικός Σταθμός). Η AMF συνδέεται με την UDM μέσω της διασύνδεσης N10 για να λάβει δεδομένα συνδρομής. Η διαδικασία (μήνυμα) έχει ως εξής: [21] Συμπληρώστε τις πληροφορίες τμήματος στο μήνυμα αποδοχής δημιουργίας συνόδου PDU [8] Λάβετε το περιεχόμενο AMF με βάση το αναγνωριστικό UE [8] Λάβετε το περιεχόμενο SMF από την αντιστοίχιση [20] Ορίστε το περιεχόμενο SMF στο περιεχόμενο AMF [8] Η AMF δημιουργεί ένα νέο περιεχόμενο UE   ---Η AMF διαμορφώνει την PCF (Λειτουργία Ελέγχου Πολιτικής) για να ανακτήσει την AM πολιτική μέσω της διασύνδεσης N15 προσβάσιμη στο UE και η SMF κατανέμει υπηρεσίες ανάλογα.   ---Η AMF έχει συλλέξει όλα τα περιεχόμενα UE και τώρα δημιουργεί ένα άλλο αναγνωριστικό για το UE, το AMF UE NGAP ID, για να το προσθέσει στο δίκτυο.   II. Ρύθμιση Επιπέδου Χρήστη Η AMF επιλέγει την SMF (η οποία εκτελεί όλες τις λειτουργίες διαχείρισης συνόδου στο σύστημα 4G MME (καθώς και SGW-C και PGW-C)) για να διαχειρίζεται όλες τις λειτουργίες διαχείρισης συνόδου. Η ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ της AMF και της SMF πραγματοποιείται μέσω της διασύνδεσης N11. Η SMF στη συνέχεια βρίσκει την καλύτερη UPF (Λειτουργία Επιπέδου Χρήστη) για το UE και δημιουργεί μια σύνοδο κατά τη διάρκεια των ροών δεδομένων UL και DL. Η αλληλεπίδραση μεταξύ SMF και UPF πραγματοποιείται μέσω του PFCP (Πρωτόκολλο Ελέγχου Προώθησης Πακέτων) στη διασύνδεση N4; η συγκεκριμένη διαδικασία (μήνυμα) έχει ως εξής:   [3] Ελέγξτε το αναγνωριστικό συνόδου της υπάρχουσας συνόδου PDU [3] Στείλτε ένα μήνυμα αποδοχής δημιουργίας συνόδου PDU στο UE και gNB [3] Στείλτε ένα μήνυμα αίτησης δημιουργίας πόρου συνόδου PDU στο gNB [4] Επεξεργαστείτε την απάντηση δημιουργίας πόρου συνόδου PDU [4] Επεξεργαστείτε την απάντηση απελευθέρωσης πόρου συνόδου PDU [20] Η AMF επεξεργάζεται την απόρριψη δημιουργίας συνόδου PDU [20] Στείλτε ένα μήνυμα απόρριψης συνόδου PDU στο UE [3] Ορίστε το AMBR συνόδου [20] Ενημερώστε τις πληροφορίες διεύθυνσης IP στο περιεχόμενο SMF και στείλτε ένα μήνυμα μετάδοσης downlink με έναν λόγο 5GMM στο gNB [3] [5] Ανακτήστε το προφίλ QoS χρήστη και τη διεύθυνση IP UPF GTP TEID από το περιεχόμενο SMF [1] Στείλτε ένα μήνυμα αίτησης περιεχομένου συνόδου PDU ενεργοποίησης [5] Προσθέστε μια κεφαλίδα ασφαλείας στην αίτηση μετάδοσης συνόδου AMF PDU [3] [6] Δημιουργήστε ένα νέο AMF NGAP UE ID [8] Ειδοποιήστε το NGAP για το νέο AMF NGAP ID

  Από το 4G (LTE), οι κινητές επικοινωνίες έχουν εφαρμόσει κρυπτογράφηση και προστασία ακεραιότητας κατά την πρόσβαση του τερματικού (UE) για να διασφαλίσουν την προσωπική ιδιωτικότητα και ασφάλεια κατά την επικοινωνία. Οι συγκεκριμένες διαδικασίες για αυτές, μαζί με τους πόρους υπηρεσιών και τη μετάδοση δεδομένων, στο σύστημα 5G (NR) είναι οι εξής:   I. Ασφάλεια AS και Επαναδιαμόρφωση RRC: Πρώτον, το AMF στέλνει ένα αίτημα δημιουργίας αρχικού πλαισίου UE και ένα μήνυμα αποδοχής εγγραφής στο gNB για να ενημερώσει το πλαίσιο UE που υπάρχει στο gNB. Στη συνέχεια, το gNB εκτελεί τις διαδικασίες επαναδιαμόρφωσης RRC και SMC, έτσι ώστε το UE να μπορεί να έχει πρόσβαση στο κρυπτογραφημένο κανάλι χρησιμοποιώντας παράγωγα κλειδιά (π.χ., k-gNB, k-RRC, k-UP-int).   [17] Το AMF στέλνει SAP [1] Ενημέρωση του GUTI που έχει εκχωρηθεί στο AMF SAP [9] Επεξεργασία αιτήματος δημιουργίας σύνδεσης AMF AS SAP [9] [16] Επεξεργασία απόρριψης δημιουργίας σύνδεσης AMF AS SAP [9] Επεξεργασία επιβεβαίωσης δημιουργίας σύνδεσης AMF AS SAP [18] Ειδοποίηση AMF AS SAP ότι πρέπει να στείλει ένα μήνυμα εντολής λειτουργίας ασφαλείας στο UE [9] Επεξεργασία πρωτότυπου αιτήματος ασφαλείας AMF AS SAP [17] Ορισμός αιτήματος ασφαλείας όταν τα δεδομένα μεταδίδονται στο κατώτερο επίπεδο [1] Ειδοποίηση AS SAP ότι η εγγραφή απορρίφθηκε [10] Λήψη ενός νέου πλαισίου ασφαλείας από το ανώτερο επίπεδο [23] Κρυπτογράφηση/αποκρυπτογράφηση/αποκωδικοποίηση μηνύματος NAS επιπέδου 3 [8] Εγγραφή πλαισίου UE [1] Εκτέλεση διαδικασίας σηματοδότησης εγγραφής [1] Επεξεργασία μηνύματος ολοκλήρωσης εγγραφής [1] Το AMF στέλνει μήνυμα αποδοχής εγγραφής   II. Μετάδοση δεδομένων ανοδικής (καθοδικής) ζεύξηςΌταν το επίπεδο χρήστη έχει οριστεί για σκοπούς ανοδικής ή καθοδικής ζεύξης, το μήνυμα ενημέρωσης περιόδου λειτουργίας PDU μεταδίδεται από το AMF στο SMF. Η συγκεκριμένη διαδικασία είναι η εξής:   [3] Το IP του gNB και το TEID αποθηκεύονται στο αντίστοιχο πλαίσιο SMF [3] Μήνυμα απόκρισης δημιουργίας περιόδου λειτουργίας που λαμβάνεται από το SMF [3] Προετοιμασία και αποστολή μηνύματος απόκρισης δημιουργίας gN στο SMF μέσω gRPC [9] Λίστα δημιουργίας ροής QoS [20] Λειτουργία για έλεγχο εάν έχει επιτευχθεί ο μέγιστος αριθμός περιόδων λειτουργίας PDU

Στη στοίβα πρωτοκόλλου 5G (NR), RRC (Έλεγχος Ραδιοφωνικών Πόρων) είναι το Layer 3, υπεύθυνο ειδικά για τον έλεγχο και τη διαχείριση των συνδέσεων ραδιοφωνικών πόρων μεταξύ του UE (UE) και του gNB (gNB), συμπεριλαμβανομένων: της δημιουργίας και διαχείρισης συνδέσεων, της μετάδοσης πληροφοριών συστήματος και της επεξεργασίας της διαμόρφωσης φορέα ραδιοφώνου κινητικότητας. Οι συνδέσεις RRC τερματικού 5G έχουν τρεις καταστάσεις: RRC_IDLE, RRC_CONNECTED, και RRC_INACTIVE; "RRC_INACTIVE" εισήχθη για τη βελτίωση της απόδοσης της μπαταρίας και την επιτάχυνση της επανασύνδεσης.   I. Διαδικασία δημιουργίας σύνδεσης RRC: Όπως φαίνεται στο Σχήμα (1), μετά την ενεργοποίηση, το τερματικό (UE) ξεκινά τη δημιουργία μιας σύνδεσης RRC με το gNB. στη συνέχεια, το gNB στέλνει ένα αρχικό μήνυμα NAS στο AMF μέσω της διασύνδεσης N2, που περιέχει το RAN UE NGAP ID, αίτημα εγγραφής περιβάλλοντος χρήστη, πληροφορίες τοποθεσίας, 5G S-TMSI και τον λόγο δημιουργίας RRC. Σχήμα 1. Διαδικασία δημιουργίας RRC του τερματικού 5G (UE)   II. Αρχικό μήνυμα NAS + επαναφορά περιβάλλοντος χρήστη Αυτές οι παράμετροι είναι η ταυτότητα που παρέχεται για το τερματικό (UE) για να βοηθήσει το AMF να λάβει το περιβάλλον χρήστη από το παλιό AMF εξυπηρέτησης ή εκτελώντας ξανά ολόκληρη τη διαδικασία (μόνο όταν το AMF εξυπηρέτησης δεν μπορεί να βρει ίχνη του παλιού AMF). ολόκληρη η διαδικασία ολοκληρώνεται μέσω της διασύνδεσης N14 και η συγκεκριμένη διαδικασία (μήνυμα) είναι η εξής: Σχήμα 2. Αρχικό μήνυμα NAS και περιβάλλον χρήστη του τερματικού 5G (UE)   [8] Απελευθέρωση του προηγούμενου αιτήματος εγγραφής περιβάλλοντος [3] Το gNB στέλνει το αρχικό μήνυμα NAS μέσω της νέας σύνδεσης RRC [23] Αποκωδικοποίηση του προστατευμένου από ασφάλεια μηνύματος NAS [3][9] Επεξεργασία του αρχικού μηνύματος UE NAS NGAP [4] Επεξεργασία του αρχικού μηνύματος UE από το NGAP [9] Μήνυμα διαχείρισης κινητικότητας [16] Αποθήκευση του τύπου εγγραφής στις παραμέτρους [1] Δημιουργία της διαδικασίας αιτήματος εγγραφής [9] Κωδικοποίηση του αρχικού μηνύματος πληροφοριών NAS [7] Επεξεργασία του κωδικοποιημένου μηνύματος NAS και αποστολή του στην εργασία NGAP [23] Αποκωδικοποίηση του μηνύματος NAS απλού κειμένου [8] Έλεγχος εάν υπάρχουν παλιές παράμετροι (π.χ. περιβάλλον χρήστη (GUTI, IMSI, gNB ID, κ.λπ.) [3] Ενημέρωση του περιβάλλοντος χρήστη AMF με νέο gNB UE NGAP ID. Υποθέτοντας ότι το νέο AMF δεν μπορεί να βρει ίχνη παλιού AMF στο δίκτυο, δεν θα μπορέσει να κλείσει τη διαδικασία κλήσης NR. Αυτή τη στιγμή, το AMF θα ξεκινήσει διαδικασίες ταυτοποίησης, ελέγχου ταυτότητας και ασφάλειας για το UE, προκειμένου να προσθέσει μια πιο ρητή ταυτότητα στο UE.

  Η Λειτουργία Διαχείρισης Πρόσβασης και Κινητικότητας (AMF) είναι μια μονάδα Control Plane (CU) στο δίκτυο κορμού 5G (CN). Σε ένα ασύρματο δίκτυο, ένα gNodeB πρέπει να συνδεθεί με το AMF πριν μπορέσει να έχει πρόσβαση σε υπηρεσίες 5G. Το AMF είναι επίσης η μόνη Μονάδα Λειτουργίας Δικτύου (NF) (εξαιρουμένων των αλληλεπιδράσεων με τη Λειτουργία User Plane (UPF) κατά τη δημιουργία συνεδρίας PDU) που επιτρέπει στο gNodeB να επικοινωνεί με το δίκτυο κορμού 5G.   I. Εκτεταμένο MME AMF: Το AMF στο 5G εκτελεί τις περισσότερες από τις λειτουργίες του MME (Mobility Management Entity) στο 4G. Η δημιουργία της συνεδρίας PDU του τερματικού (UE) εκτελείται από τη μονάδα Session Management Function (SMF), ενώ οι λειτουργίες που σχετίζονται με την ταυτοποίηση και την ασφάλεια εκτελούνται από τη Λειτουργία Διακομιστή Ταυτοποίησης (AUSF) στο 5G. επιτυγχάνοντας έτσι τον διαχωρισμό του control plane και του user plane στην αρχιτεκτονική 5G. II. Λειτουργίες AMF: Οι λειτουργίες του ορίζονται στα σχετικά πρωτόκολλα 3GPP και περιλαμβάνουν:   1. Διαχείριση Εγγραφής – ​​Το AMF διαχειρίζεται την εγγραφή και την κατάργηση της εγγραφής του τερματικού (UE) στο σύστημα 5G. το τερματικό (UE) πρέπει να ολοκληρώσει τη διαδικασία εγγραφής για να έχει πρόσβαση σε υπηρεσίες 5G. 2. Διαχείριση Σύνδεσης - Δημιουργεί και απελευθερώνει συνδέσεις σηματοδοσίας control plane (CP) μεταξύ του UE και του AMF μέσω της διασύνδεσης N1. 3. Διαχείριση Κινητικότητας - Το AMF ενημερώνει την τοποθεσία του UE στο δίκτυο. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της περιοδικής εγγραφής του UE. 4. Ροή Σηματοδοσίας NGAP - Περιλαμβάνει διαδικασίες σελιδοποίησης, μετάδοση μηνυμάτων NAS, διαχείριση συνεδρίας PDU, διαχείριση περιβάλλοντος UE και άλλες μεταδόσεις μηνυμάτων.   III. Εσωτερικές Διεπαφές Συστήματος 5G (NR) (Λειτουργίες) N1/N2: Το AMF λαμβάνει όλες τις πληροφορίες που σχετίζονται με τη σύνδεση και τη συνεδρία από το UE μέσω των διεπαφών N1 και N2. N8: Όλοι οι κανόνες πολιτικής χρήστη και συγκεκριμένου UE, τα δεδομένα συνδρομής που σχετίζονται με τη συνεδρία, τα δεδομένα χρήστη και οποιεσδήποτε άλλες πληροφορίες (όπως δεδομένα που εκτίθενται σε εφαρμογές τρίτων) αποθηκεύονται στο UDM. Το AMF ανακτά το UDM μέσω της διασύνδεσης N8. N11: Αυτή η διασύνδεση αντιπροσωπεύει ένα έναυσμα για την προσθήκη, τροποποίηση ή διαγραφή συνεδριών PDU μέσω του AMF στο user plane. N12: Αυτή η διασύνδεση προσομοιώνει ένα AUSF εντός του δικτύου κορμού 5G και παρέχει υπηρεσίες στο AMF μέσω της διασύνδεσης N12 που βασίζεται στο AUSF. Τα δίκτυα 5G αντιπροσωπεύουν διεπαφές που βασίζονται σε υπηρεσίες, εστιάζοντας στο AUSF και το AMF. N14: Αυτό το σημείο αναφοράς βρίσκεται μεταξύ δύο AMF (Λειτουργίες Διαχείρισης Πρόσβασης και Κινητικότητας). Το περιβάλλον UE μεταδίδεται μέσω αυτής της διασύνδεσης κατά τη διάρκεια της μεταβίβασης και άλλων διαδικασιών. N15: Η μετάδοση και η αφαίρεση πολιτικών πρόσβασης και κινητικότητας πραγματοποιούνται μέσω της διασύνδεσης N15 μεταξύ του AMF και του PCF. N17: Ένα εξομοιωμένο Μητρώο Ταυτότητας Συσκευής (EIR) δημιουργείται εντός του δικτύου κορμού 5G και παρέχεται στο AMF μέσω μιας διασύνδεσης που βασίζεται σε υπηρεσίες N5g-EIR. Αυτή η διασύνδεση υποστηρίζει υπηρεσίες επαλήθευσης ταυτότητας συσκευής. N22: Το AMF επιλέγει την καλύτερη Λειτουργία Δικτύου (NF) στο δίκτυο χρησιμοποιώντας το NSSF. Το NSSF παρέχει Πληροφορίες Τοποθεσίας Λειτουργίας Δικτύου στο AMF μέσω της διασύνδεσης N22. N26: Αυτή η διασύνδεση χρησιμοποιείται για τη μετάδοση του περιβάλλοντος ταυτοποίησης UE και διαχείρισης συνεδρίας όταν το UE μεταβιβάζεται μεταξύ 5G και 4G (EPS).

Στο 5G (NR), οι μονάδες AMF δεν χρειάζεται να διακόπτονται ή να επανεκκινούνται κατά την πραγματοποίηση αλλαγών ή ενημερώσεων διαμόρφωσης. χρειάζεται μόνο να ειδοποιήσουν τις σχετικές μονάδες δικτύου. Για τα τερματικά κινητής τηλεφωνίας (UEs) εντός της περιοχής κάλυψής τους, οι αλλαγές θα κοινοποιηθούν μέσω του gNB στο ραδιοδίκτυο και το AMF θα καθορίσει εάν το UE χρειάζεται να επανεγγραφεί στο AMF. Η διαδικασία ορισμού της ενημέρωσης είναι η εξής:   I. Διαδικασία Ενημέρωσης Διαμόρφωσης:Όπως φαίνεται στο Σχήμα (1), το AMF καθορίζει εάν το UE χρειάζεται να επαναδιαμορφωθεί ή να εγγραφεί στο AMF με βάση τις αλλαγές. Δηλαδή, όταν το AMF ανιχνεύσει μια αλλαγή στη διαμόρφωση που είχε προηγουμένως σταλεί στο UE, θα ξεκινήσει τη διαδικασία ενημέρωσης διαμόρφωσης. Σε απάντηση στο αίτημα επιβεβαίωσης του UE, το AMF θα στείλει πληροφορίες ολοκλήρωσης ενημέρωσης διαμόρφωσης στο AMF.   Σχήμα 1. Διάγραμμα ροής ειδοποίησης ενημέρωσης διαμόρφωσης AMF   II. Διεπαφή Ενημέρωσης Διαμόρφωσης AMF (Μήνυμα)   [12] Δημιουργία μετάδοσης διαμόρφωσης Downlink RAN [13] Αποστολή μετάδοσης διαμόρφωσης Downlink RAN [12] Δημιουργία μετάδοσης κατάστασης Downlink RAN [13] Αποστολή μετάδοσης κατάστασης Downlink RAN [12] Αποτυχία ενημέρωσης διαμόρφωσης RAN [13] Αποστολή αποτυχίας ενημέρωσης διαμόρφωσης RAN [12] Επιβεβαίωση ενημέρωσης διαμόρφωσης RAN [13] Αποστολή επιβεβαίωσης ενημέρωσης διαμόρφωσης RAN [7] Δημιουργία εντολής ενημέρωσης διαμόρφωσης [8] Αποστολή εντολής ενημέρωσης διαμόρφωσης [12] Δημιουργία μετάδοσης NRPPA που σχετίζεται με το UE Downlink [13] Αποστολή μετάδοσης NRPPA που σχετίζεται με το UE Downlink [12] Δημιουργία μετάδοσης NRPPA Downlink που δεν σχετίζεται με το UE [13] Αποστολή μετάδοσης NRPPA Downlink που δεν σχετίζεται με το UE [9] Ενημέρωση διαμόρφωσης ολοκληρώθηκε [12] Δημιουργία ενημέρωσης διαμόρφωσης AMF [13] Αποστολή ενημέρωσης διαμόρφωσης AMF

Η μονάδα AMF διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στον πυρήνα δικτύου 5G. Είναι υπεύθυνη για την επεξεργασία μηνυμάτων NAS που μεταδίδονται διαφανώς μέσω του RAN (gNB) από τον τερματικό σταθμό (UE). Η εγγραφή, η αυθεντικοποίηση και η διαχείριση κινητικότητας του τερματικού σταθμού (UE) κατά την αρχική πρόσβαση ολοκληρώνονται από το AMF ανεξάρτητα ή από κοινού με άλλα σχετικά στοιχεία δικτύου, ως εξής:   I. Η σειράτης διεπαφής AMF και της χρήσης μηνυμάτων για την αυθεντικοποίηση τερματικού 5Gαπεικονίζεται στο Σχήμα (1); Σχήμα 1. Σειρά χρήσης μηνυμάτων της διεπαφής AMF αυθεντικοποίησης UE σε 5G.     [11] Αίτημα αυθεντικοποίησης UE [11] Απόκριση UE [17] Ανακάλυψη NRF AUSF [25] Αρχικοποίηση στιγμιότυπου SCP NF [11] Αίτημα αυθεντικοποίησης NAMF Nausf [11] 5gAKA [11] Το Av5gAka περιέχει τη μέθοδο διανύσματος αυθεντικοποίησης 5gAKA [11] Amf_ue->SUCI [11] URL επιβεβαίωσης 5g AKA [11] Το SEAF ξεκινά τη διαδικασία αυθεντικοποίησης [11] SUPI και Kseaf [11] Αυθεντικοποίηση επιτυχής [11] (ή) Αποτυχία αυθεντικοποίησης   II. Διαχείριση ΚινητικότηταςΤα δίκτυα 5G παρέχουν υψηλής ταχύτητας και αξιόπιστη συνδεσιμότητα για κινητούς χρήστες και συσκευές, συμπεριλαμβανομένων οχημάτων, smartphones και συσκευών IoT. Κατά τη διάρκεια της κινητικότητας, το AMF είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση και την επεξεργασία πληροφοριών που σχετίζονται με τον τερματικό σταθμό. Η διεπαφή (πρωτόκολλο) του χρησιμοποιείται ως εξής: Σχήμα 2. Σειρά μηνυμάτων διεπαφής AMF που χρησιμοποιούνται όταν το UE κινείται σε 5G   [5] Επεξεργασία αιτήματος εγγραφής [5] Το UE στέλνει αρχικό μήνυμα NAS στο AMF [5] Ορισμός τύπου εγγραφής 5GS: KSI, TSC [5] Νέο GUTI AMF [5] Αντιγραφή αριθμού ροής, NR-TAI, NR-CGI από ran_ue [5] Έλεγχος TAI[5] Ο αλγόριθμος που επιλέγεται από το AMF θα πρέπει να είναι ο ίδιος με τον αλγόριθμο ασφαλείας NAS [5] Αποδοχή αιτήματος 5GMM [5] Το 5GMM επεξεργάζεται την ενημέρωση εγγραφής [5] Το 5GMM επεξεργάζεται το αίτημα υπηρεσίας [6] Το αρχικό μήνυμα αιτήματος υπηρεσίας NAS θα πρέπει να περιέχει τύπο κεφαλίδας ασφαλείας, ngKSI, TMSI και τύπο κεφαλίδας ασφαλείας [6] Το 5GMM επεξεργάζεται την ενημέρωση υπηρεσίας[17] Το NRF ανακαλύπτει το AUSF [25] Αρχικοποίηση στιγμιότυπου SCP NF [5][6] Απόκριση αυθεντικοποίησης AMF NAUSF, στη συνέχεια επιβεβαίωση [5] Απόκριση ταυτότητας SUCI[6] Κατάσταση 5GMM εγγεγραμμένη [13] Το NGAP χειρίζεται το αίτημα αλλαγής διαδρομής [13] Το NGAP χειρίζεται το αίτημα αλλαγής [13] Το NGAP χειρίζεται την ειδοποίηση αλλαγής [13] Το NGAP χειρίζεται την ενημέρωση διαμόρφωσης Ran [5][6] Το 5GMM χειρίζεται τη μετάδοση UL NAS [5] Το 5GMM χειρίζεται το αίτημα αποεγγραφής [5] Ορισμός τύπου αποεγγραφής 5GS [5] Το AMF sbi απελευθερώνει όλες τις περιόδους λειτουργίας [5] Εκκαθάριση πληροφοριών σελιδοποίησης [5] Εκκαθάριση περιβάλλοντος SM [5] Κατάργηση συσχέτισης NG με NAS  

  Το UPF (Λειτουργία Επιπέδου Χρήστη) είναι μια από τις σημαντικότερες μονάδες στο 5GC. Είναι μια βασική μονάδα με την οποία αλληλεπιδρά το Δίκτυο Ραδιοφώνου (RAN) κατά τη μετάδοση δεδομένων PDU. Το UPF είναι επίσης μια εξέλιξη του CUPS (Διαχωρισμός Επιπέδου Ελέγχου και Επιπέδου Χρήστη), υπεύθυνο για την επιθεώρηση, τη δρομολόγηση και την προώθηση πακέτων εντός ροών QoS στις πολιτικές συνδρομής. Χρησιμοποιεί πρότυπα SDF που αποστέλλονται από το SMF μέσω της διασύνδεσης N4 για την επιβολή κανόνων κυκλοφορίας ανοδικής ζεύξης (UL) και καθοδικής ζεύξης (DL). Όταν η υπηρεσία τερματίζεται, θα διαθέσει ή θα τερματίσει τη ροή QoS στη συνεδρία PDU. η σειρά χρήσης της ενημέρωσης και της διαγραφής της συνεδρίας της διασύνδεσης UPF είναι η εξής. παρακαλώ ανατρέξτε στη σειρά χρήσης της διασύνδεσης UPF (πρωτόκολλο) και της κλήσης τερματικού στο 5G.   I. Τροποποίηση Συνεδρίας Η ροή QoS ειδική για το τερματικό κατανέμεται μέσω της διαδικασίας τροποποίησης της συνεδρίας PDU. πρόσθετη ειδική ροή QoS υποστηρίζει την κυκλοφορία με υψηλότερες απαιτήσεις QoS (όπως φωνή, βίντεο, κυκλοφορία παιχνιδιών κ.λπ.). η εφαρμογή της τροποποίησης συνεδρίας (ενημέρωση) στο UPF φαίνεται στο Σχήμα (1). Σχήμα 1. Σειρά χρήσης διασύνδεσης UPF της τροποποίησης (ενημέρωσης) συνεδρίας τερματικού στο 5G   [6] Η N4 επεξεργάζεται το αίτημα τροποποίησης συνεδρίας [6] Αφαίρεση υπάρχοντος PDR [6] Ενημέρωση PDR [6] Ενημέρωση FAR [6] Ενημέρωση URR [6] Ενημέρωση QER [6] Ενημέρωση BAR [6] Ρύθμιση κόμβου GTP [6] Ρύθμιση N3 TEID και QFI [6] [7] Το PFCP στέλνει απάντηση τροποποίησης συνεδρίας [5] Η N4 κατασκευάζει απάντηση τροποποίησης συνεδρίας [5] Το αίτημα PFCP έγινε δεκτό [5] Αρχικοποίηση buffer PDR [5] Το PDR έχει δημιουργηθεί [6] Αποστολή πακέτων δεδομένων σε buffer στο gnB (εάν είναι απαραίτητο) II. Διαγραφή συνεδρίας Όταν η συνεδρία υπηρεσίας τερματικού τερματίζεται, η ροή QoS θα διατεθεί ή θα τερματιστεί στη συνεδρία PDU. Η σειρά χρήσης διαγραφής συνεδρίας στη διασύνδεση UPF είναι η εξής: Σχήμα 2. Σειρά χρήσης διασύνδεσης που σχετίζεται με τη διαγραφή τερματικού 5G UPF   [6] Η N4 επεξεργάζεται το αίτημα διαγραφής συνεδρίας [6][7] Το PFCP στέλνει αίτημα διαγραφής συνεδρίας [5][1] Πλήρης αναφορά κατάστασης χρήσης URR συνεδρίας [1] Χρονική σήμανση τελευταίας αναφοράς [1] Χρονική ενεργοποίηση [1] Αναφορά περιόδου εγκυρότητας ποσόστωσης [1] Ενεργοποίηση χωρητικότητας [1] Αναφορά ποσόστωσης χωρητικότητας [5][1] Στιγμιότυπο URR συνεδρίας UPF (συνολικά byte, συνολικά πακέτα δεδομένων, συμπεριλαμβανομένης της ανοδικής και καθοδικής ζεύξης) [6][1] Διαγραφή συνεδρίας UPF [1] Λογαριασμός URR συνεδρίας UPF όλη η διαγραφή: διαγραφή περιόδου εγκυρότητας, διαγραφή χρόνου ποσόστωσης, διαγραφή χρόνου κατωφλίου. [13] Όλα τα PDR διαγράφηκαν [13] Όλα τα FAR διαγράφηκαν [13] Όλα τα URR διαγράφηκαν [14] Όλα τα QER διαγράφηκαν [13] Όλα τα BAR διαγράφηκαν [13] Από SEID

Λειτουργία επιπέδου χρήστη(UPF) είναι μία από τις σημαντικότερες Λειτουργίες Δικτύου (NFs) στο δίκτυο πυρήνα 5G. Είναι η δεύτερη λειτουργία δικτύου με την οποία αλληλεπιδρά το NR RAN κατά τη διάρκεια των ροών PDU. Το UPF είναι μια εξέλιξη του CUPS (Διαχωρισμός επιπέδου ελέγχου από το επίπεδο χρήστη), υπεύθυνο ειδικά για την επιθεώρηση, δρομολόγηση και προώθηση πακέτων εντός ροών QoS στις πολιτικές συνδρομής. Χρησιμοποιεί επίσης πρότυπα SDF που αποστέλλονται από το SMF μέσω της διασύνδεσης N4 για την επιβολή κανόνων κυκλοφορίας UL (Uplink) και DL (Downlink). Όταν η αντίστοιχη υπηρεσία τερματίζεται, κατανέμει ή τερματίζει ροές QoS στη συνεδρία PDU.   Εικόνα 1.5G SMF και η διασύνδεσή του (πρωτόκολλο)   I. Διασυνδέσεις και Πρωτόκολλα UPF περιλαμβάνουν τα εξής: N4[5] Αφού δημιουργηθεί το επίπεδο χρήστη, το περιεχόμενο διαχείρισης συνεδρίας και οι απαραίτητες παράμετροι μεταδίδονται από την οπτική ίνα (SMF) στη λειτουργία επιπέδου χρήστη (UPF). PFCP[7] Κάθε επικοινωνία μεταξύ του SMF και του UPF διαχειρίζεται από το πρωτόκολλο προώθησης πακέτων PFCP (πρωτόκολλο ελέγχου). Είναι ένα από τα κύρια πρωτόκολλα που διαχωρίζουν το επίπεδο χρήστη και το επίπεδο ελέγχου. GTP[3] Το πρωτόκολλο σήραγγας GPRS (GTP) είναι υπεύθυνο για την παροχή απρόσκοπτης διασύνδεσης και τη μεταφορά κυκλοφορίας μεταξύ χρηστών περιαγωγής ή οικιακών χρηστών και βασικών διεπαφών δικτύου σε 4G, NSA (5G μη αυτόνομο), SA (5G αυτόνομο) και αρχιτεκτονικές υπολογιστών edge κινητής τηλεφωνίας. Στο 5G, οι σήραγγες GTP χρησιμοποιούνται επίσης για τη διασύνδεση N9. II. Ροή κλήσεων (Δημιουργία συνεδρίας και αρχικοποίηση UPF) Κατά τη δημιουργία συνεδρίας PDU, το SMF συνδέεται με το UPF μέσω PFCP (διασύνδεση N4). Αυτή η συνεδρία PFCP μεταφέρει ένα πρότυπο SDF που περιέχει πληροφορίες όπως PDR, QFI, URR και FAR. Το UPF θα κατανείμει μια προεπιλεγμένη ροή QoS (μη-GBR) κατά τη διάρκεια της αρχικής δημιουργίας συνεδρίας.   III. Ακολουθία χρήσης διεπαφής κλήσης τερματικού (UE) [6] N4 επεξεργάζεται το αίτημα δημιουργίας συνεδρίας [6] PFCP επεξεργάζεται τη δημιουργία PDR [6] [12] Έλεγχος υπάρχοντος PDI του PDR [6] [12] Έλεγχος TEID [6] [12] Έλεγχος διεπαφής προέλευσης [6] [12] Έλεγχος προηγούμενου αναγνωριστικού φίλτρου SDF [6] [12] Ορισμός όλων των σημαιών φίλτρου: BID, FL, SPI, TTC, FD [6] PFCP επεξεργάζεται τη δημιουργία FAR [6] Δημιουργία URR [6] Δημιουργία BAR [6] Δημιουργία QRR [6] Ορισμός N3 TEID και QFI [4] Αρχικοποίηση UPF [4] Αρχικοποίηση περιβάλλοντος PFCP [1] Αρχικοποίηση περιβάλλοντος UPF [1] Ορισμός λειτουργικών χαρακτηριστικών επιπέδου χρήστη: FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Μήκος χαρακτηριστικού UPF [6] [7] Απόκριση δημιουργίας συνεδρίας [5] N4 Δημιουργία απόκρισης δημιουργίας συνεδρίας [5] Αναγνωριστικό κόμβου [5] Αποδοχή αιτήματος PFCP [5] F-SEID [5] Έλεγχος ύπαρξης PDR [5] PFCP Δημιουργία μηνύματος FTUP: Η λειτουργία UP υποστηρίζει την κατανομή/απελευθέρωση F-TEID. EMPU: Η λειτουργία UP υποστηρίζει την αποστολή πακέτων end-of-file. MNOP: Η λειτουργία UP υποστηρίζει τη μέτρηση του αριθμού των πακέτων στο URR, η οποία εκτελείται μέσω της σημαίας "Measure Number of Packets in URR". MNOP (Μέτρηση αριθμού πακέτων): Όταν οριστεί σε "1", υποδεικνύει ότι στις μετρήσεις βάσει ροής, εκτός από τη μέτρηση σε bytes, ζητείται επίσης ο αριθμός των πακέτων uplink/downlink/total που μεταδόθηκαν. VTIME: Η λειτουργικότητα UP υποστηρίζει τη δυνατότητα περιόδου εγκυρότητας ποσόστωσης. Εάν η λειτουργικότητα UP υποστηρίζει τη δυνατότητα VTIME, ζητά από τη λειτουργικότητα UP να στείλει μια αναφορά χρήσης μετά τη λήξη της περιόδου εγκυρότητας. Μετά τη λήξη της περιόδου εγκυρότητας ποσόστωσης, εάν ληφθούν πακέτα δεδομένων στο UPF, το UPF θα πρέπει να σταματήσει την προώθηση πακέτων δεδομένων ή να επιτρέψει μόνο την προώθηση περιορισμένης κυκλοφορίας επιπέδου χρήστη, ανάλογα με την πολιτική του φορέα εκμετάλλευσης στη λειτουργικότητα UP. Συντομογραφίες: FL: Ετικέτα ροής TTC: TOS (Κατηγορία κυκλοφορίας) SPI: Δείκτης παραμέτρων ασφαλείας FD: Περιγραφή ροής BID: Αμφίδρομο φίλτρο SDF

1. Σε ένα σύστημα 5G, μία λειτουργία του SMF (Session Management Function) είναι να είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση πληροφοριών του επιπέδου ελέγχου χρήστη (CP). Συνεργάζεται με το UPF για τη διαχείριση του σχετικού πλαισίου των συνεδριών τερματικού. Είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία, ενημέρωση και διαγραφή συνεδριών, καθώς και για την εκχώρηση διευθύνσεων IP σε κάθε συνεδρία PDU, παρέχοντας όλες τις παραμέτρους και υποστηρίζοντας διάφορες λειτουργίες του UPF. Η διεπαφή μεταξύ του SMF και άλλων στοιχείων του δικτύου φαίνεται στο Σχήμα (1).   *Σχήμα 1. Σχηματικό διάγραμμα της σύνδεσης SMF με άλλα στοιχεία δικτύου (οι συνεχείς γραμμές στο σχήμα αντιπροσωπεύουν φυσικές συνδέσεις και οι διακεκομμένες γραμμές αντιπροσωπεύουν λογικές συνδέσεις).   II. Πρωτόκολλα εφαρμογών στο SMF περιλαμβάνουν: PFCP[2]: Όλη η επικοινωνία μεταξύ SMF και UPF διαχειρίζεται από το PFCP (Packet Forwarding Control Protocol). Είναι ένα από τα κύρια πρωτόκολλα που διαχωρίζουν το επίπεδο χρήστη και το επίπεδο ελέγχου. UDP[3]: User Datagram Protocol, ένα πρωτόκολλο επιπέδου μεταφοράς που παρέχει διευθυνσιοδότηση θύρας προέλευσης και προορισμού για πολυπλεξία/αποπολυπλεξία εφαρμογών ανώτερου επιπέδου. Αυτό το πρωτόκολλο είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ gNB και UPF. SBI[4] (Service-Based Interface): Αυτή είναι μια μέθοδος επικοινωνίας που βασίζεται σε API μεταξύ λειτουργιών δικτύου.   III. Ροή κλήσεων συνεδρίας τερματικού Κατά τη διάρκεια της δημιουργίας συνεδρίας τερματικού 5G: Πρώτον, το SMF καταχωρείται στο NRF για να εντοπίσει άλλες λειτουργίες δικτύου. Εάν ένας χρήστης θέλει να έχει πρόσβαση σε υπηρεσίες δεδομένων 5G, πρέπει να δημιουργηθεί μια συνεδρία PDU με το δίκτυο. Το UE στέλνει ένα αίτημα δημιουργίας συνεδρίας PDU στο βασικό δίκτυο (δηλαδή, το AMF). Το AMF επιλέγει το καλύτερο SMF στο δίκτυο για να διατηρήσει τις πληροφορίες που σχετίζονται με τη συνεδρία του. Αφού επιλέξει το καλύτερο SMF, ζητά από το SMF να δημιουργήσει ένα πλαίσιο SM. Το SMF λαμβάνει δεδομένα συνδρομής SM από το UDM και δημιουργεί ένα πλαίσιο M. Στη συνέχεια, το SMF και το UPF ξεκινούν τη διαδικασία δημιουργίας συνεδρίας PFCP και ορίζουν προεπιλεγμένες τιμές ​​για παραμέτρους που σχετίζονται με τη συνεδρία. Τέλος, το AMF στέλνει πληροφορίες συνεδρίας στο gNB και το UE για να δημιουργήσει την προεπιλεγμένη τιμή συνεδρίας PDU.   Η διεπαφή δημιουργίας συνεδρίας χρησιμοποιεί (ακολουθιακό) περιεχόμενο μηνυμάτων: [22] Αποστολή εγγραφής NF [22] Επανάληψη αποστολής εγγραφής NF [6] Ορισμός αρχείου διαμόρφωσης NF [22] Αποστολή υπηρεσίας ανακάλυψης NF AMF [5] Επεξεργασία αιτήματος δημιουργίας συνεδρίας PDU [4] Δημιουργία απόρριψης δημιουργίας συνεδρίας GSM PDU [30] Αποστολή απόρριψης δημιουργίας συνεδρίας PDU [28] HTTP POST SM context - Λήψη Create SM context [31] Επεξεργασία δημιουργίας πλαισίου SM συνεδρίας PDU [22] Αποστολή ανακάλυψης NF UDM [27] Λήψη SM context [10] Δημιουργία/Ορισμός δημιουργημένων δεδομένων [2] Αρχικοποίηση SMF context [2] Λήψη πληροφοριών DNN [4] Δημιουργία αποδοχής δημιουργίας συνεδρίας GSM PDU [22] Αποστολή ανακάλυψης NF PCF [10] Επιλογή PCF [24] Αποστολή δημιουργίας συσχέτισης πολιτικής SM [29] Πολιτική SM στην απόφαση εφαρμογής [16] Δημιουργία λίστας UPF για επιλογή [16] Ταξινόμηση λίστας UPF κατά όνομα [16] Επιλογή UPF και εκχώρηση IP UE [15] Επιλογή UPF από DNN [16] Λήψη ονόματος UPF από IP [16] Λήψη αναγνωριστικού κόμβου UPF από όνομα [16] Λήψη κόμβου UPF από IP [16] Λήψη αναγνωριστικού UPF από IP [18] Κατασκευή αιτήματος δημιουργίας συσχέτισης PFCP [17] Επεξεργασία αιτήματος δημιουργίας συσχέτισης PFCP [19] Αποστολή αιτήματος δημιουργίας συσχέτισης PFCP [18] Κατασκευή αιτήματος δημιουργίας συνεδρίας PFCP [19] Αποστολή αιτήματος δημιουργίας συνεδρίας PFCP [20] Αποστολή αιτήματος PFCP [18] Το PFCP δημιουργεί PDR, FAR, QER, BAR [10] Προσθήκη PDR στη συνεδρία PFCP [13] [16] Δημιουργία προεπιλεγμένης διαδρομής δεδομένων [16] Δημιουργία διαδρομής δεδομένων [15] Προσθήκη διαδρομής δεδομένων [15] Δημιουργία αναγνωριστικού εξοπλισμού τερματικού (TEID) [2] [10] Εκχώρηση αναγνωριστικού εξοπλισμού τοπικού συστήματος (SEID) [10] Επιλογή κανόνα συνεδρίας [15] Επιλογή παραμέτρων UPF [15] Προσθήκη PDR, FDR, BAR, QER [29] Επεξεργασία κανόνα συνεδρίας [3] Ενεργοποίηση σήραγγας και PDR [3] Ενεργοποίηση σήραγγας ανοδικής/καθοδικής ζεύξης [16] Επιλογή πηγής διαδρομής ανοδικής ζεύξης [30] Ενεργοποίηση συνεδρίας UPF [30] Δημιουργία συνεδρίας PFCP [18] Δημιουργία απόκρισης δημιουργίας συνεδρίας PFCP [19] Αποστολή απόκρισης δημιουργίας συνεδρίας PFCP [20] Αποστολή απόκρισης PFCP [18] Δημιουργία απόκρισης δημιουργίας συσχέτισης PFCP [19] Αποστολή απόκρισης δημιουργίας συσχέτισης PFCP [2] Λήψη πληροφοριών επιπέδου χρήστη [16] Λήψη προεπιλεγμένης διαδρομής επιπέδου χρήστη μέσω DNN και UPF [3] Λήψη αναγνωριστικού UPF, IP κόμβου, UL PDR, UL FAR [3] Αντιγραφή του πρώτου κόμβου διαδρομής δεδομένων [25] Λήψη πληροφοριών συνεδρίας UE PDU μέσω HTTP [15] Λήψη διεπαφής για λήψη πληροφοριών διεπαφής UPF [15] Λήψη κόμβου UPF μέσω αναγνωριστικού κόμβου [15] Λήψη IP UPF, ID, PDR ID, FAR ID, BAR ID, QER ID [2] Λήψη προεπιλεγμένης ομάδας διαδρομών UE [30] Ειδοποίηση UE - αποστολή όλων των διαδρομών δεδομένων στο UPF και αποστολή των αποτελεσμάτων στο UE [10] Αποστολή διεύθυνσης PDU στο NAS [12] Δημιουργία κόμβου διαδρομής δεδομένων UE [2] Αρχικοποίηση δρομολόγησης SMF UE [7] Δημιουργία μετάδοσης αιτήματος δημιουργίας πόρου συνεδρίας PDU [8] Χειρισμός μετάδοσης αποτυχίας δημιουργίας πόρου συνεδρίας PDU [8] Χειρισμός μετάδοσης απόκρισης δημιουργίας πόρου συνεδρίας  

Σε ένα σύστημα 5G, όταν η διεπαφή NG ή ορισμένα τμήματα της διεπαφής NG χρειάζεται να επαναφερθούν, ο κόμβος NG-RAN θα ειδοποιηθεί. Όταν το AMF επεξεργάζεται υπερφόρτωση, ένα μήνυμα υπερφόρτωσης θα σταλεί επίσης στον κόμβο NG-RAN για να ειδοποιήσει το gNB να ξεκινήσει τη διαδικασία διαχείρισης φόρτου. Οι συγκεκριμένοι ορισμοί αυτών των μηνυμάτων είναι οι εξής:   1. Επαναφορά NG τα μηνύματα αποστέλλονται από τους κόμβους NG-RAN και AMF για να ζητήσουν την επαναφορά της διεπαφής NG ή ορισμένων τμημάτων της.   Κατεύθυνση μηνύματος: Κόμβος NG-RAN → AMF και AMF → Κόμβος NG-RAN   2. Το μήνυμα επιβεβαίωσης ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ NG αποστέλλεται από κοινού από τον κόμβο NG-RAN και το AMF ως απάντηση στο μήνυμα ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ NG.   Κατεύθυνση μηνύματος: Κόμβος NG-RAN → AMF και AMF → Κόμβος NG-RAN   3. Μήνυμα Επιβεβαίωσης ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ NG: Αυτό το μήνυμα αποστέλλεται από κοινού από τον κόμβο NG-RAN και το AMF ως απάντηση στο μήνυμα ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ NG.   Κατεύθυνση μηνύματος: Κόμβος NG-RAN → AMF και AMF → Κόμβος NG-RAN   4. Μηνύματα ένδειξης σφάλματος αποστέλλονται από τους κόμβους NG-RAN και AMF για να υποδείξουν ότι έχει εντοπιστεί ένα σφάλμα στον κόμβο.   Κατεύθυνση μηνύματος: Κόμβος NG-RAN → AMF και AMF → Κόμβος NG-RAN 5. Το μήνυμα έναρξης υπερφόρτωσης αποστέλλεται από το AMF για να υποδείξει στον κόμβο NG-RAN ότι το AMF είναι υπερφορτωμένο.   Κατεύθυνση μηνύματος: AMF → Κόμβος NG-RAN   6. Το μήνυμα διακοπής υπερφόρτωσης αποστέλλεται από το AMF για να υποδείξει ότι το AMF δεν είναι πλέον υπερφορτωμένο.   Κατεύθυνση μηνύματος: AMF → Κόμβος NG-RAN