Uso da Interface de Protocolo SMF - Chamada de Terminal 5G

1. Em um sistema 5G, uma função do SMF (Session Management Function - Função de Gerenciamento de Sessão) é ser responsável pela transmissão de informações do plano de controle (CP) do usuário; ele trabalha com o UPF para gerenciar o contexto relevante das sessões do terminal; é responsável por criar, atualizar e excluir sessões, e atribuir endereços IP a cada sessão PDU, fornecendo todos os parâmetros e suportando várias funções do UPF; a interface entre o SMF e outros elementos da rede é mostrada na Figura (1).

*Figura 1. Diagrama esquemático da conexão SMF com outros elementos de rede (linhas contínuas na figura representam conexões físicas, e linhas tracejadas representam conexões lógicas).

II. Protocolos de aplicação no SMF incluem:

• PFCP[2]: Toda a comunicação entre SMF e UPF é gerenciada por PFCP (Packet Forwarding Control Protocol - Protocolo de Controle de Encaminhamento de Pacotes); é um dos principais protocolos que separa o plano do usuário e o plano de controle.
• UDP[3]: User Datagram Protocol (Protocolo de Datagrama do Usuário), um protocolo da camada de transporte que fornece endereçamento de porta de origem e destino para multiplexação/demultiplexação de aplicações de nível superior. Este protocolo é responsável pela transmissão de dados entre gNB e UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface - Interface Baseada em Serviço): Este é um método de comunicação baseado em API entre funções de rede.

III. Fluxo de Chamada de Sessão do Terminal Durante o estabelecimento da sessão do terminal 5G:

• Primeiro, o SMF registra-se no NRF para localizar outras funções de rede. Se um usuário deseja acessar os serviços de dados 5G, uma sessão PDU deve ser estabelecida com a rede. O UE envia uma solicitação de estabelecimento de sessão PDU para a rede central (ou seja, o AMF). O AMF seleciona o melhor SMF na rede para manter suas informações relacionadas à sessão.
• Após selecionar o melhor SMF, ele solicita ao SMF que crie um contexto SM. O SMF obtém dados de assinatura SM do UDM e gera um contexto M. Em seguida, o SMF e o UPF iniciam o processo de estabelecimento da sessão PFCP e definem valores padrão para os parâmetros relacionados à sessão. Finalmente, o AMF envia informações da sessão para o gNB e UE para estabelecer o valor da sessão PDU padrão.

• A interface de estabelecimento de sessão usa (sequencialmente) o conteúdo da mensagem:
• [22] Enviar registro NF
• [22] Tentar novamente o envio do registro NF
• [6] Definir arquivo de configuração NF
• [22] Enviar serviço de descoberta NF AMF
• [5] Processar solicitação de estabelecimento de sessão PDU
• [4] Construir rejeição de estabelecimento de sessão PDU GSM
• [30] Enviar rejeição de estabelecimento de sessão PDU
• [28] HTTP POST contexto SM - Receber Criar contexto SM
• [31] Processar criação de contexto SM de sessão PDU
• [22] Enviar descoberta NF UDM
• [27] Obter contexto SM
• [10] Construir/Definir dados criados
• [2] Inicializar contexto SMF
• [2] Obter informações DNN
• [4] Construir aceitação de estabelecimento de sessão PDU GSM
• [22] Enviar descoberta NF PCF
• [10] Seleção PCF
• [24] Enviar criação de associação de política SM
• [29] Política SM na decisão da aplicação
• [16] Criar lista UPF para seleção
• [16] Classificar lista UPF por nome
• [16] Selecionar UPF e atribuir IP UE
• [15] Selecionar UPF por DNN
• [16] Obter nome UPF por IP
• [16] Obter ID do nó UPF por nome
• [16] Obter nó UPF por IP
• [16] Obter ID UPF por IP
• [18] Construir solicitação de estabelecimento de associação PFCP
• [17] Processar solicitação de estabelecimento de associação PFCP
• [19] Enviar solicitação de estabelecimento de associação PFCP
• [18] Construir solicitação de estabelecimento de sessão PFCP
• [19] Enviar solicitação de estabelecimento de sessão PFCP
• [20] Enviar solicitação PFCP
• [18] PFCP cria PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Adicionar PDR à sessão PFCP
• [13] [16] Gerar caminho de dados padrão
• [16] Gerar caminho de dados
• [15] Adicionar caminho de dados
• [15] Gerar Identificador de Equipamento Terminal (TEID)
• [2] [10] Atribuir Identificador de Equipamento de Sistema Local (SEID)
• [10] Selecionar regra de sessão
• [15] Selecionar parâmetros UPF
• [15] Adicionar PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Processar regra de sessão
• [3] Ativar túnel e PDR
• [3] Ativar túnel de uplink/downlink
• [16] Selecionar fonte do caminho de uplink
• [30] Ativar sessão UPF
• [30] Estabelecer sessão PFCP
• [18] Construir resposta de estabelecimento de sessão PFCP
• [19] Enviar resposta de estabelecimento de sessão PFCP
• [20] Enviar resposta PFCP
• [18] Construir resposta de estabelecimento de associação PFCP
• [19] Enviar resposta de estabelecimento de associação PFCP
• [2] Obter informações do plano do usuário
• [16] Obter caminho padrão do plano do usuário através de DNN e UPF
• [3] Obter ID UPF, IP do nó, PDR UL, FAR UL
• [3] Copiar o primeiro nó do caminho de dados
• [25] Obter informações da sessão PDU UE via HTTP
• [15] Obter interface para obter informações da interface UPF
• [15] Obter nó UPF através do ID do nó
• [15] Obter IP UPF, ID, ID PDR, ID FAR, ID BAR, ID QER
• [2] Obter pool de caminho padrão UE
• [30] Notificar UE - enviar todos os caminhos de dados para UPF e enviar os resultados para UE
• [10] Enviar endereço PDU para NAS
• [12] Criar nó de caminho de dados UE
• [2] Inicializar roteamento UE SMF
• [7] Construir transmissão de solicitação de estabelecimento de recurso de sessão PDU
• [8] Lidar com a transmissão de falha de estabelecimento de recurso de sessão PDU
• [8] Lidar com a transmissão de resposta de estabelecimento de recurso de sessão PDU