Uso de la Interfaz de Protocolo SMF - Llamada de Terminal 5G

1. En un sistema 5G, una función de SMF (Session Management Function - Función de Gestión de Sesión) es ser responsable de la transmisión de la información del plano de control (CP) del usuario; trabaja con UPF para gestionar el contexto relevante de las sesiones de terminal; es responsable de crear, actualizar y eliminar sesiones, y asignar direcciones IP a cada sesión PDU, proporcionando todos los parámetros y soportando varias funciones de UPF; la interfaz entre SMF y otros elementos de la red se muestra en la Figura (1).

*Figura 1. Diagrama esquemático de la conexión SMF con otros elementos de la red (las líneas sólidas en la figura representan conexiones físicas, y las líneas discontinuas representan conexiones lógicas).

II. Los protocolos de aplicación en SMF incluyen:

• PFCP[2]: Toda la comunicación entre SMF y UPF es gestionada por PFCP (Packet Forwarding Control Protocol - Protocolo de Control de Reenvío de Paquetes); es uno de los principales protocolos que separan el plano de usuario y el plano de control.
• UDP[3]: User Datagram Protocol (Protocolo de Datagramas de Usuario), un protocolo de capa de transporte que proporciona direccionamiento de puerto de origen y destino para la multiplexación/demultiplexación de aplicaciones de nivel superior. Este protocolo es responsable de la transmisión de datos entre gNB y UPF.
• SBI[4] (Service-Based Interface - Interfaz Basada en Servicios): Este es un método de comunicación basado en API entre funciones de red.

III. Flujo de llamada de sesión de terminal Durante el establecimiento de la sesión de terminal 5G:

• Primero, el SMF se registra con el NRF para localizar otras funciones de red. Si un usuario quiere acceder a los servicios de datos 5G, se debe establecer una sesión PDU con la red. El UE envía una solicitud de establecimiento de sesión PDU a la red central (es decir, el AMF). El AMF selecciona el mejor SMF en la red para mantener su información relacionada con la sesión.
• Después de seleccionar el mejor SMF, solicita al SMF que cree un contexto SM. El SMF obtiene datos de suscripción SM del UDM y genera un contexto M. Luego, el SMF y UPF inician el proceso de establecimiento de sesión PFCP y establecen valores predeterminados para los parámetros relacionados con la sesión. Finalmente, el AMF envía información de sesión al gNB y al UE para establecer el valor de sesión PDU predeterminado.

• La interfaz de establecimiento de sesión utiliza (secuencialmente) el contenido del mensaje:
• [22] Enviar registro NF
• [22] Reintentar el envío del registro NF
• [6] Establecer el archivo de configuración NF
• [22] Enviar servicio de descubrimiento NF AMF
• [5] Procesar solicitud de establecimiento de sesión PDU
• [4] Construir rechazo de establecimiento de sesión PDU GSM
• [30] Enviar rechazo de establecimiento de sesión PDU
• [28] Contexto HTTP POST SM - Recibir Crear contexto SM
• [31] Procesar la creación del contexto SM de la sesión PDU
• [22] Enviar descubrimiento NF UDM
• [27] Obtener contexto SM
• [10] Construir/Establecer datos creados
• [2] Inicializar el contexto SMF
• [2] Obtener información DNN
• [4] Construir aceptación de establecimiento de sesión PDU GSM
• [22] Enviar descubrimiento NF PCF
• [10] Selección PCF
• [24] Enviar creación de asociación de política SM
• [29] Política SM en decisión de aplicación
• [16] Crear lista UPF para selección
• [16] Ordenar lista UPF por nombre
• [16] Seleccionar UPF y asignar IP UE
• [15] Seleccionar UPF por DNN
• [16] Obtener nombre UPF por IP
• [16] Obtener ID de nodo UPF por nombre
• [16] Obtener nodo UPF por IP
• [16] Obtener ID UPF por IP
• [18] Construir solicitud de establecimiento de asociación PFCP
• [17] Procesar solicitud de establecimiento de asociación PFCP
• [19] Enviar solicitud de establecimiento de asociación PFCP
• [18] Construir solicitud de establecimiento de sesión PFCP
• [19] Enviar solicitud de establecimiento de sesión PFCP
• [20] Enviar solicitud PFCP
• [18] PFCP crea PDR, FAR, QER, BAR
• [10] Agregar PDR a la sesión PFCP
• [13] [16] Generar ruta de datos predeterminada
• [16] Generar ruta de datos
• [15] Agregar ruta de datos
• [15] Generar Identificador de Equipo Terminal (TEID)
• [2] [10] Asignar Identificador de Equipo del Sistema Local (SEID)
• [10] Seleccionar regla de sesión
• [15] Seleccionar parámetros UPF
• [15] Agregar PDR, FDR, BAR, QER
• [29] Procesar regla de sesión
• [3] Activar túnel y PDR
• [3] Activar túnel de enlace ascendente/descendente
• [16] Seleccionar fuente de ruta de enlace ascendente
• [30] Activar sesión UPF
• [30] Establecer sesión PFCP
• [18] Construir respuesta de establecimiento de sesión PFCP
• [19] Enviar respuesta de establecimiento de sesión PFCP
• [20] Enviar respuesta PFCP
• [18] Construir respuesta de establecimiento de asociación PFCP
• [19] Enviar respuesta de establecimiento de asociación PFCP
• [2] Obtener información del plano de usuario
• [16] Obtener ruta del plano de usuario predeterminada a través de DNN y UPF
• [3] Obtener ID UPF, IP del nodo, PDR UL, FAR UL
• [3] Copiar el primer nodo de la ruta de datos
• [25] Obtener información de sesión PDU UE a través de HTTP
• [15] Obtener interfaz para obtener información de la interfaz UPF
• [15] Obtener nodo UPF a través del ID del nodo
• [15] Obtener IP UPF, ID, ID PDR, ID FAR, ID BAR, ID QER
• [2] Obtener grupo de rutas predeterminadas UE
• [30] Notificar al UE - enviar todas las rutas de datos a UPF y enviar los resultados al UE
• [10] Enviar dirección PDU a NAS
• [12] Crear nodo de ruta de datos UE
• [2] Inicializar el enrutamiento UE SMF
• [7] Construir transmisión de solicitud de establecimiento de recursos de sesión PDU
• [8] Manejar la transmisión de fallo de establecimiento de recursos de sesión PDU
• [8] Manejo de la transmisión de respuesta de establecimiento de recursos de sesión PDU