Utilisation de l'interface de protocole SMF - Appel de terminal 5G

1. Dans un système 5G, une des fonctions du SMF (Session Management Function - Fonction de Gestion de Session) est d'être responsable de la transmission des informations du plan de contrôle (CP) de l'utilisateur ; il travaille avec l'UPF pour gérer le contexte pertinent des sessions de terminaux ; il est responsable de la création, de la mise à jour et de la suppression des sessions, et de l'attribution d'adresses IP à chaque session PDU, en fournissant tous les paramètres et en supportant diverses fonctions de l'UPF ; l'interface entre le SMF et les autres éléments du réseau est illustrée à la Figure (1).

*Figure 1. Schéma de connexion du SMF avec d'autres éléments du réseau (les lignes pleines dans la figure représentent les connexions physiques, et les lignes en pointillés représentent les connexions logiques).

II. Protocoles d'application dans le SMF incluent :

• PFCP[2] : Toute communication entre le SMF et l'UPF est gérée par PFCP (Packet Forwarding Control Protocol - Protocole de Contrôle de Transfert de Paquets) ; c'est l'un des principaux protocoles séparant le plan utilisateur et le plan de contrôle.
• UDP[3] : User Datagram Protocol (Protocole de Datagramme Utilisateur), un protocole de couche transport qui fournit l'adressage des ports source et destination pour le multiplexage/démultiplexage des applications de niveau supérieur. Ce protocole est responsable de la transmission des données entre le gNB et l'UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface - Interface basée sur les services) : Il s'agit d'une méthode de communication basée sur une API entre les fonctions réseau.

III. Flux d'appel de session de terminal Lors de l'établissement d'une session de terminal 5G :

• Tout d'abord, le SMF s'enregistre auprès du NRF pour localiser d'autres fonctions réseau. Si un utilisateur souhaite accéder aux services de données 5G, une session PDU doit être établie avec le réseau. L'UE envoie une demande d'établissement de session PDU au réseau cœur (c'est-à-dire l'AMF). L'AMF sélectionne le meilleur SMF du réseau pour maintenir ses informations relatives à la session.
• Après avoir sélectionné le meilleur SMF, il demande au SMF de créer un contexte SM. Le SMF obtient les données d'abonnement SM auprès de l'UDM et génère un contexte M. Ensuite, le SMF et l'UPF initient le processus d'établissement de session PFCP et définissent les valeurs par défaut ​​des paramètres liés à la session. Enfin, l'AMF envoie les informations de session au gNB et à l'UE pour établir la valeur de session PDU par défaut.

• L'interface d'établissement de session utilise (séquentiellement) le contenu des messages :
• [22] Envoyer l'enregistrement NF
• [22] Réessayer d'envoyer l'enregistrement NF
• [6] Définir le fichier de configuration NF
• [22] Envoyer le service de découverte NF AMF
• [5] Traiter la demande d'établissement de session PDU
• [4] Construire le rejet d'établissement de session PDU GSM
• [30] Envoyer le rejet d'établissement de session PDU
• [28] HTTP POST Contexte SM - Recevoir Créer un contexte SM
• [31] Traiter la création de contexte SM de session PDU
• [22] Envoyer la découverte NF UDM
• [27] Obtenir le contexte SM
• [10] Construire/Définir les données créées
• [2] Initialiser le contexte SMF
• [2] Obtenir les informations DNN
• [4] Construire l'acceptation d'établissement de session PDU GSM
• [22] Envoyer la découverte NF PCF
• [10] Sélection PCF
• [24] Envoyer la création d'association de politique SM
• [29] Politique SM dans la décision d'application
• [16] Créer une liste UPF pour la sélection
• [16] Trier la liste UPF par nom
• [16] Sélectionner UPF et attribuer l'IP UE
• [15] Sélectionner UPF par DNN
• [16] Obtenir le nom UPF par IP
• [16] Obtenir l'ID de nœud UPF par nom
• [16] Obtenir le nœud UPF par IP
• [16] Obtenir l'ID UPF par IP
• [18] Construire la demande d'établissement d'association PFCP
• [17] Traiter la demande d'établissement d'association PFCP
• [19] Envoyer la demande d'établissement d'association PFCP
• [18] Construire la demande d'établissement de session PFCP
• [19] Envoyer la demande d'établissement de session PFCP
• [20] Envoyer la demande PFCP
• [18] PFCP crée PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Ajouter PDR à la session PFCP
• [13] [16] Générer le chemin de données par défaut
• [16] Générer le chemin de données
• [15] Ajouter le chemin de données
• [15] Générer l'identifiant d'équipement terminal (TEID)
• [2] [10] Attribuer l'identifiant d'équipement système local (SEID)
• [10] Sélectionner la règle de session
• [15] Sélectionner les paramètres UPF
• [15] Ajouter PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Traiter la règle de session
• [3] Activer le tunnel et PDR
• [3] Activer le tunnel de liaison montante/liaison descendante
• [16] Sélectionner la source du chemin de liaison montante
• [30] Activer la session UPF
• [30] Établir la session PFCP
• [18] Construire la réponse d'établissement de session PFCP
• [19] Envoyer la réponse d'établissement de session PFCP
• [20] Envoyer la réponse PFCP
• [18] Construire la réponse d'établissement d'association PFCP
• [19] Envoyer la réponse d'établissement d'association PFCP
• [2] Obtenir les informations du plan utilisateur
• [16] Obtenir le chemin du plan utilisateur par défaut via DNN et UPF
• [3] Obtenir l'ID UPF, l'IP du nœud, PDR UL, FAR UL
• [3] Copier le premier nœud de chemin de données
• [25] Obtenir les informations de session PDU UE via HTTP
• [15] Obtenir l'interface pour obtenir les informations d'interface UPF
• [15] Obtenir le nœud UPF via l'ID de nœud
• [15] Obtenir l'IP UPF, l'ID, l'ID PDR, l'ID FAR, l'ID BAR, l'ID QER
• [2] Obtenir le pool de chemins par défaut UE
• [30] Notifier l'UE - envoyer tous les chemins de données à l'UPF et envoyer les résultats à l'UE
• [10] Envoyer l'adresse PDU au NAS
• [12] Créer le nœud de chemin de données UE
• [2] Initialiser le routage UE SMF
• [7] Construire la transmission de la demande d'établissement de ressource de session PDU
• [8] Gérer la transmission de l'échec de l'établissement de ressource de session PDU
• [8] Gérer la transmission de la réponse d'établissement de ressource de session PDU