核心网5GC业务流程培训课件.ppt
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1、5GC业务流程介绍,5GC业务流程介绍,提纲,5G注册/注销流程,提纲,UE的注册过程,初始注册到5GS;UE在连接态,或空闲态,因为TA改变,离开之前的注册区UE能力或者协议参数发生改变周期性注册更新(due to a predefined time period of inactivity).,5G-S-TMSI注册区URSP信息UE-AMBR移动性限制周期性注册更新定时器LADN信息,AMF,PCF,Allowed NSSAIMICO模式切换限制表IMS语音overPS会话指示DRX参数互操作N26支持与否的指示,成功注册后,UE将获取:,UE的注册过程初始注册到5GS;5G-S-TMS
2、IAMFPC,注册流程,Registration request,Registration request,1 UE发起注册,类型为初始接入,携带身份标识和切片选择信息,上一次的TAI,5GC能力等; 2 无线基站可以选择默认AMF,或者根据RAT+NSSAI选择一个AMF; 3 AMF基于IMSI信息选择一个AUSF,为用户执行接入认证; 4 一旦成功认证,AMF向UDM发起位置更新请求,这些信息可以存储在UDR中; 5 AMF从UDM获取用户签约策略; 6 AMF选择PCF,请求接入策略; 7 如果UE在注册请求中携带会话信息,AMF更新之前SMF的会话信息 8 AMF向UE发送注册接受消
3、息,携带5G-GUTI,切片标识信息,UE-AMBR。,基本流程,UE,New AMF,NR,Authentication/security,Namf_Communication_UEContextTransfer/response,Policy association establishment,Registration accept,Old AMF,AMF Selection,AUSF Selection,UDMSelection,Nudm_UECM_RegistrationNudm_SDM_Get/Subscribe,PCFSelection,Namf_EventExposure_Sub
4、scribe,Registration complete,Identity Request/response,Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify,注册流程Registration requestRegist,5G AKA流程,AMF separation bit = 1,计算五元组RAND, AUTN, RES, CK, IK,然后基于五元组生成5G HE AV(RAND, AUTN, XRES*, and KAUSF)XRES*长度扩展为128bit,可选保存XRES*至一定时间, 可选保存 KAUSF ,根据XRES*计算出HXRES
5、*,推导KSEAF,生成5G AV(RAND, AUTN, HXRES*, and KSEAF),USIM验证MAC,并返回RES, CK, IK给UE,UE根据RES计算RES*返回网络是否USIM直接计算RES*待研究,验证RES*在AC响应中返回SUPI(使用SUCI接入时)可选验证AV是否过期。,主要变化:归属网控制增强,增加鉴权确认过程。5G AKA要求每次仅返回一组鉴权向量。,基于UE返回的RES*计算HRES*,并与AUSF提供的进行比较,5G AKA流程AMF separation bit = 1,接入和移动性管理策略关联建立流程,Npcf_AMPolicyControl_Cr
6、eate,AMF,H-PCF,V-PCF,Decision to establish policy association,Deploy Access and mobility control policy,AMF决定建立AM策略关联2 AMF没有UE的AM策略,AMF请求PCF关于UE的策略,包括SUPI,组信息,签约通知指示,业务区限制,RFSP索引,GPSI,接入类型,位置信息,拜访地网络,原先策略信息,等等3 PCF提供给AMFAM策略信息,以及策略触发器参数4 AMF部署AM策略给UE,并且将RFSP索引和业务区限制发给NR,基本流程,Npcf_AMPolicyControl_Cre
7、ate response,Deploy UE Access selection and PDU session selection policy,Deploy UE Access selection and PDU session selection policy,Npcf_AMPolicyControl_UpdateNotify,Npcf_AMPolicyControl_UpdateNotify response,接入和移动性管理策略关联建立流程Npcf_AMPolicyC,Signaling Connection release,N4 session Release request/res
8、ponse,Session Management Policy Termination,去注册过程(UE发起),Deregistration request,1、UE发起去注册,去注册类型为关机,携带身份标识和接入类型; 2 AMF通知SMF释放PDU会话; 3 SMF释放PDU 会话,通知UPF,收回会话IP地址; 4 SMF向AMF应答,释放用户PDU会话; 5. SMF向PCF发送PCC策略终止消息;6 SMF向UDM解约会话管理签约信息,UDM删除SMF标识和IP地址,DNN和PDU会话ID;7 AMF向PCF发起接入和移动性策略关联终止消息,删除与PCF的用户策略关联;8 AMF向U
9、E发送去注册接受消息,携带5G-GUTI,切片标识信息,UE-AMBR。,基本流程,UE,AMF,NR,Nudm_UECM_Deregistration,Nsmf_PDUsession_ReleaseSMContext_Response,Policy association Termination,Deregistration accept,Nudm_SDM_Unsubscribe,Nudm_SDM_Unsubscribe,Nsmf_PDUsession_ReleaseSMContext_Request,Signaling Connection releaseN,网络侧发起的去注册,AMF,S
10、MF,(R)AN,UE,PCF,UPF,7. 信令连接释放(Signalling Connection Release),6. 注销接受(De-registration Accept),1. 注销通知( Nudm_UECM_DeregistrationNotification (SUPI, Removal Reason) ),3. 注销通知应答(Nudm_UECM_DeRegistrationNotificationAck),5. AMF发起的策略关联终止(AMF-initiated Policy Association Termination),UDM,4. UE发起的去注册请求流程中的第2
11、5步骤,1. 注销请求(De-registration Request),3a. SDN去订阅(Nudm_SDM_Unsubscribe),网络侧发起的去注册AMFSMF(R)ANUEPCFUPF7.,提纲,PDU会话流程,提纲,5G会话移动性模式,UE可同时建立多个PDU Session用以接入一个或多个数据网络 支持同一会话通过不同的接入方式访问相同的数据网络 建立PDU Session时,外部数据网络可以对PDU Session进行鉴权/授权,标准进展,新概念介绍:会话和业务连续性模式( SSC mode ),和EPC的差异,移动性管理和会话管理分离 取消专有承载会话模式支持多宿主(mu
12、lti-home)或上行分类(UL-CL),5G会话移动性模式 UE可同时建立多个PDU Session,增强的会话和业务连续性,UL-CL(上行分类功能)将本地业务导向本地网络,非本地业务导向Anchor UPF。,UL-CL的会话管理模型,多宿主PDU会话的会话管理模型,Branching Function,IP Anchor 1,IP Anchor 2,一个PDU Session,可以有两个不同的IPv6前缀,两个地址分别在不同的UPF锚点上。 Branching UPF执行上行流量分离和下行流量聚合。 Branching UPF执行APN AMBR和计费。,Uplink Classif
13、ier,DN,DN,PDU session anchor 1,PDU session anchor 2,增强的会话和业务连续性 UL-CL(上行分类功能)将本地业务,PDU会话建立流程,一个PDU会话建立的触发条件包括UE发起PDU会话建立过程UE发起PDU会话在3GPP和非3GPP的切换UE发起从EPS到5GS的PDU会话切换网络发起PDU会话建立过程(设备触发器请求包含了具体触发PDU会话建立的应用)UE发起PDU会话建立过程建立一个新的PDU会话将一个EPS的PDN连接切换到PDU会话(无N26接口)在非3GPP和3GPP接入之间切换一个存在的PDU会话为紧急业务请求一个PDU会话,PD
14、U会话建立流程一个PDU会话建立的触发条件包括,Session management policy modification,N4: session establishment request/Ack,Namf_communication_N1N2 message transfer,Session management policy establishment/modification,PDU session establishment request,PDU会话建立流程,UE,AMF,NR,UPF,N2 PDU session request(NAS),Nsmf_PDU session_cr
15、eateSMcontext request,PDU session authentication/authorization,SMFSelection,Subscription retrieval,PCF Selection,UPF Selection,AN specific resource setup(PDU Session Establishment Accept),N2 PDU session ack,Nsmf_PDU session_updateSMcontext request,N4: session modification request/Ack,Nsmf_PDU sessio
16、n _updateSMcontext response,1 UE请求建立会话,携带切片信息,DNN信息,以及PDU session ID、相关参数;2 AMF选择SMF,发送会话建立消息3 SMF到UDM获取用户签约的会话参数信息;4 SMF选择UPF,对PDU会话进行授权和认证;5 认证成功,SMF选择PCF,获取PCC策略;6 SMF选择SSC模式,分配IP地址;7 SMF向PCF更新用户会话策略信息;8 SMF将会话信息和策略信息下发给UPF9 SMF发送会话建立接受给AMF10 AMF通知基站建立无线承载11 无线分配承载,并通知SMF相应隧道信息,SMF通知UDF下行隧道信息,基本流
17、程,Namf_PDU session_createSMcontext response,Session management policy mod,会话管理签约数据DNNauthorized PDU type(s)authorized SSC mode(s)default 5QI and ARP,subscribed Session-AMBR.,PDU会话IDRequest PDU类型SSC mode5G SM能力集:RQI/MultiIPv6P-CSCF地址SM PDU DN请求集请求类型:Initial requestExisting PDU sessionEmergency reques
18、tS-NSSAIOld PDU会话ID,PDU会话建立的结果,SMF,UDM,向空口提供PDU会话的QoS profile5QI,ARP ROAGFBR,MFBR向空口提供UPF的N3隧道信息向UE提供QoS规则,会话管理签约数据PDU会话IDPDU会话建立的结果SMFUD,SMF的选择,提供IP地址或者SMF的FQDN,或者SMF服务实例端点地址,或者NSI ID,用于查询切片内NRF,请求中包含请求的S-NSSAI,DNN,SUPI PLMN ID, 非漫游/LBO漫游模式PDU会话建立过程指示。,SMF的选择提供IP地址或者SMF的FQDN,或者SMF服务,PCF的选择,AMF选择PCF
19、:UE的接入策略,AMF通过NRF发现PCF实例 归属漫游情况下,AMF选择V-PCF和H-PCF,SMF选择PCF:UE的PDU会话策略,SMF通过NRF发现PCF实例 PDU会话建立过程中,AMF通知SMF对应PCF根据DNN,PCF的选择AMF选择PCF:AMF通过NRF发现PCF实例,UPF选择,SMF,SMF本地配置表,DNN, S-NSSAI,UPF列表(IP或FQDN),SMF通过本地配置进行UPF选择,UPF 选择决策,SMF,位置,DNN,切片,UPF,SMF进行本网UPF选择,UPF负荷,会话类型(IPv4/IPv6/其它),DNAI,UPF选择SMF本地配置表DNN, S
20、-NSSAIUPF列表,会话管理策略的建立流程,Npcf_SMPolicyControl_Create response,Nudr_UDM_Query&Nudr_UDM_Subscibe,Npcf_SMPolicyControl_Create,AMF,SMF,UPF,Policy decision,1 SMF决定PDU会话需要进行PCC授权,与PCF建立SM策略关联,SMF发送策略控制消息,携带IMSI,PDU会话ID,PDU会话类型,DNN,接入类型,AMF实例ID,IPv4/Ipv6地址,QoS信息,位置信息,CC等参数2 PCF没有用户签约参数,会向UDR获取用户会话策略信息。PCF也会
21、向UDR订阅用户会话策略签约改变事件3 如果PCF发现用户策略与计费相关,PCF向CHF发送用量使用策略查询4 PCF发送策略授权消息给 SMF。之后PCF会向SMF订阅PDU会话相关事件报告,基本流程,Initial Spending Limit Report Retrieval,会话管理策略的建立流程Npcf_SMPolicyContro,SSC模式2的移动性管理流程示意图,UPFPDU Session Anchor 2,UPFPDU Session Anchor 1,用户移动,导致应用要求重新选择会话锚点PDU会话先断后连PDU会话重新分配IP地址对连续性要求不高的场景,SMF,SSC模
22、式2的移动性管理流程示意图UPFUPF用户移动,导致,PDU会话连续性2,UL/DL data,UE,AMF,NR,UPF1,发现用户的UPF锚点需要重定位,PDU session release with UPF1,PDU session connection with UPF2,UL/DL data,1 由SMF确定UPF的重定位;2 SMF向UE发送NAS消息,携带PDU会话ID,要求会话重新进行建立3 SMF执行PDU会话释放流程;4 UE收到释放命令,根据原因值是PDU会话重建,UE发起PDU会话重建过程5 AMF选择SMF,由SMF为用户重新选择UPF;,基本流程,PDU会话连续性
23、2UL/DL dataUEAMFUPF2SM,SSC模式3的移动性管理流程示意图,UPFPDU Session Anchor 2,UPFPDU Session Anchor 1,用户移动,导致应用要求重新选择会话锚点PDU会话先连后断重新分配IP地址终端上层保障业务连续性,SMF,SMF,SSC模式3的移动性管理流程示意图UPFUPF用户移动,导致,PDU会话连续性3,Namf_Communication_N1N2MessageTransfer,UL/DL data,UE,AMF,NR,UPF1,发现用户的SMF/UPF锚点需要重定位,UE Initiate PDU session estab
24、lishment with UPF2,PDU session release with UPF1,UL/DL data,1 由SMF确定UPF需要重定位,或者SMF需要改变2 SMF向UE发送NAS消息,携带PDU会话ID,SMF重分配请求指示,要求释放该会话,并提供定时器指示该会话保留时间SMF启动PDU会话释放定时器3 AMF转发NAS消息到UE。UE将释放定时器值提供给上层4 UE接受PDU会话修改命令,执行PDU会话建立流程,AMF根据SMF重分配指示,选择新SMF,由新SMF为用户重新选择UPF;5 SMF根据旧会话ID,为用户重新选择PDU锚点UPF 6 一旦PDU会话重新建立,U
25、E使用新的IP地址和前缀转发数据流7 SMF或者UE根据释放定时器,释放原有旧会话,基本流程,PDU session Modification Command,IP地址有效时间通过ePCO带给UE,指示就会话的生存时长,PDU会话连续性3Namf_Communication_N1,增加一个BP或者PSA锚点移动性流程示意图,I-UPF,到同一个DNN的PDU会话因为业务是分布式部署,需要增加接入锚点或者为了保障业务连续性同时建立两个PDU会话锚点此时,引入了I-UPF,用于分流,UPFPDU Session Anchor 1,业务网络,增加一个BP或者PSA锚点移动性流程示意图UPFI-UPF
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