{"id":52138,"date":"2019-11-01T00:00:00","date_gmt":"2019-10-31T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-3-scef-edinoe-okno-dostupa-k-uslugam-operatora"},"modified":"2020-02-18T13:59:48","modified_gmt":"2020-02-18T10:59:48","slug":"nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-3-scef-edinoe-okno-dostupa-k-uslugam-operatora","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/nb-iot-kak-on-rabotaet-chast-3-scef-edinoe-okno-dostupa-k-uslugam-operatora","title":{"rendered":"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><b>Im Artikel \u201e<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/ru_mts\/blog\/431648\/\">NB-IoT: Wie funktioniert das? Teil 2<\/a><\/noindex>\u201c, sprechen wir \u00fcber die Architektur des Paketkernels des NB-IoT-Netzes und erw\u00e4hnen das Auftreten eines neuen Knotens, SCEF. In Teil drei erkl\u00e4ren wir, was das ist und warum es notwendig ist.<\/b><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/95652a1e2bfce0589b51b106ebf6e64f.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nBei der Erstellung eines M2M-Dienstes stehen Anwendungsentwickler vor folgenden Fragen:<\/p>\n<ul>\n<li>Wie identifiziert man Ger\u00e4te;<\/li>\n<li>Welchen Algorithmus zur \u00dcberpr\u00fcfung und Best\u00e4tigung der Authentizit\u00e4t verwendet man;<\/li>\n<li>Welches Transportprotokoll sollte f\u00fcr die Interaktion mit den Ger\u00e4ten gew\u00e4hlt werden;<\/li>\n<li>Wie kann man sicherstellen, dass Daten an die Ger\u00e4te geliefert werden;<\/li>\n<li>Wie organisiert man den Austausch von Daten mit ihnen und stellt Regeln auf;<\/li>\n<li>Wie kann man in Echtzeit Informationen \u00fcber ihren Zustand erhalten und \u00fcberwachen;<\/li>\n<li>Wie kann man Daten gleichzeitig an eine Gruppe seiner Ger\u00e4te liefern;<\/li>\n<li>Wie kann man Daten von einem Ger\u00e4t an mehrere Clients gleichzeitig senden;<\/li>\n<li>Wie erh\u00e4lt man einen einheitlichen Zugang zu zus\u00e4tzlichen Betreiberdiensten zur Verwaltung seines Ger\u00e4ts. <\/li>\n<\/ul>\n<p>\nUm diese Fragen zu l\u00f6sen, sind oft propriet\u00e4re, technisch \u201eschwere\u201c L\u00f6sungen erforderlich, was zu einem Anstieg des Arbeitsaufwands und der Time-to-Market f\u00fcr die Dienste f\u00fchrt. Hier kommt der neue Knoten SCEF zur Hilfe.<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Laut 3GPP-Definition ist SCEF (Service Capability Exposure Function) eine v\u00f6llig neue Komponente der 3GPP-Architektur mit der Funktion, Dienste und M\u00f6glichkeiten, die von den 3GPP-Netzschnittstellen \u00fcber APIs bereitgestellt werden, sicher zu exponieren. <\/p>\n<p>Einfach ausgedr\u00fcckt ist SCEF ein Vermittler zwischen dem Netzwerk und dem Anwendungsserver (Application Server - AS), ein einheitliches Zugangstor zu den Diensten des Betreibers zur Verwaltung seines M2M-Ger\u00e4ts im NB-IoT-Netz \u00fcber eine intuitiv verst\u00e4ndliche standardisierte API-Schnittstelle.<\/p>\n<p>SCEF verbirgt die Komplexit\u00e4t des Betreiber-Netzwerks und erm\u00f6glicht es Anwendungsentwicklern, sich von den schwierigen, spezifischen Mechanismen der Interaktion mit den Ger\u00e4ten abzukoppeln.<\/p>\n<p>Durch die Umwandlung von Netzwerkprotokollen in die f\u00fcr Entwickler von Anwendungen vertraute API-Schnittstelle erleichtert SCEF die Erstellung neuer Dienste und verk\u00fcrzt die Time-to-Market. Der neue Knoten umfasst auch Funktionen zur Identifizierung\/Authentifizierung mobiler Ger\u00e4te sowie zur Festlegung von Regeln f\u00fcr den Datenaustausch zwischen dem Ger\u00e4t und dem AS, wodurch die Entwickler von Anwendungen entlastet werden und diese Funktionen nicht selbst implementieren m\u00fcssen, sondern die Aufgaben auf den Betreiber \u00fcbertragen werden.<\/p>\n<p>SCEF b\u00fcndelt die Interfaces, die f\u00fcr die Authentifizierung und Autorisierung von Anwendungsservern, die Mobilit\u00e4t von UE, die Daten\u00fcbertragung und die Triggerung von Ger\u00e4ten, den Zugriff auf zus\u00e4tzliche Dienste und die M\u00f6glichkeiten des Betreiber-Netzes erforderlich sind.<\/p>\n<p>In Richtung AS gibt es nur ein einziges Interface T8, ein API-Interface (HTTP\/JSON), das von 3GPP standardisiert wurde. Alle Interfaces, mit Ausnahme von T8, basieren auf dem DIAMETER-Protokoll (siehe Abbildung 1).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/6538d7d9e0d94244e6415b78f080b159.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nT6a \u2013 Interface zwischen SCEF und MME. Wird f\u00fcr Verfahren zur Mobilit\u00e4t\/Sitzungsmanagement, zur \u00dcbertragung von non-IP-Daten, zur Provisionierung von \u00dcberwachungsereignissen und zum Erhalt von Berichten dar\u00fcber verwendet.<\/p>\n<p>S6t \u2013 Interface zwischen SCEF und HSS. Notwendig f\u00fcr die Authentifizierung von Abonnenten, die Autorisierung von Anwendungsservern, den Erhalt der Verkn\u00fcpfung von external ID und IMSI\/MSISDN, die Provisionierung von \u00dcberwachungsereignissen und den Erhalt von Berichten dar\u00fcber.<\/p>\n<p>S6m\/T4 \u2013 Interfaces von SCEF zu HSS und SMS-C (im 3GPP ist der Knoten MTC-IWF definiert, der f\u00fcr die Triggerung von Ger\u00e4ten und die \u00dcbertragung von SMS in NB-IoT-Netzen verwendet wird. In allen Implementierungen ist die Funktionalit\u00e4t dieses Knotens in SCEF integriert, sodass wir ihn zur Vereinfachung der Darstellung nicht separat betrachten). Wird verwendet, um Routinginformationen f\u00fcr das Senden von SMS und die Interaktion mit dem SMS-Zentrum zu erhalten.<\/p>\n<p>T8 \u2013 API-Interface f\u00fcr die Interaktion von SCEF mit Anwendungsservern. \u00dcber dieses Interface werden sowohl Steuerbefehle als auch Datenverkehr \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>*In Wirklichkeit gibt es mehr Interfaces; hier sind nur die grundlegendsten aufgelistet. Eine vollst\u00e4ndige Liste ist in 3GPP 23.682 (4.3.2 Liste der Referenzpunkte) enthalten.<\/p>\n<p>Nachfolgend sind die Schl\u00fcssel-\/Funktionsdienste von SCEF aufgef\u00fchrt:<\/p>\n<ul>\n<li>Bindung der SIM-Karten-ID (IMSI) an die external ID; <\/li>\n<li>\u00dcbertragung von non-IP-Datenverkehr (Non-IP Data Delivery, NIDD);<\/li>\n<li>Gruppenoperationen mit Verwendung von external group ID;<\/li>\n<li>Unterst\u00fctzung des Modus zur Daten\u00fcbertragung mit Best\u00e4tigung;<\/li>\n<li>Pufferung von MO (Mobile Originated) und MT (Mobile Terminated) Daten;<\/li>\n<li>Authentifizierung und Autorisierung von Ger\u00e4ten und Anwendungsservern;<\/li>\n<li>Gleichzeitige Nutzung von Daten eines UE durch mehrere AS;<\/li>\n<li>Unterst\u00fctzung spezieller Funktionen zur \u00dcberwachung des UE-Zustands (MONTE \u2013 Monitoring Events);<\/li>\n<li>Triggerung von Ger\u00e4ten;<\/li>\n<li>Bereitstellung von Roaming f\u00fcr non-IP-Daten.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDas grundlegende Prinzip der Interaktion zwischen AS und SCEF basiert auf dem sogenannten Abonnement-Modell. Wenn ein bestimmter UE Zugang zu einem Service von SCEF ben\u00f6tigt, muss der Anwendungsserver ein Abonnement erstellen, indem er einen Befehl an die spezifische API des angeforderten Service sendet und als Antwort eine eindeutige Identifikationsnummer erh\u00e4lt. Alle weiteren Aktionen und Kommunikationen mit dem UE im Rahmen dieses Services erfolgen dann unter Verwendung dieser Identifikationsnummer.<\/p>\n<p><b>Externe ID: universelle Ger\u00e4teidentifikationsnummer<\/b><\/p>\n<p>Eine der wichtigsten \u00c4nderungen im Interaktionsschema zwischen AS und Ger\u00e4ten bei der Arbeit \u00fcber SCEF ist das Auftreten einer universellen Identifikationsnummer. Anstatt wie in klassischen 2G-\/3G-\/LTE-Netzen eine Telefonnummer (MSISDN) oder IP-Adresse zu verwenden, wird die Identifikation des Ger\u00e4ts f\u00fcr den Anwendungsserver zur \u201aexternal ID\u2018. Diese ist im Format \u201a@\u2018 definiert, das f\u00fcr Entwickler vertraut ist.<\/p>\n<p>Entwickler m\u00fcssen keine Ger\u00e4teauthentifizierungsalgorithmen mehr implementieren; das Netzwerk \u00fcbernimmt diese Funktion vollst\u00e4ndig. Die externe ID wird an die IMSI gebunden, und der Entwickler kann sicher sein, dass er mit einer bestimmten SIM-Karte interagiert, wenn er auf eine spezifische externe ID zugreift. Bei der Verwendung eines SIM-Chips entsteht eine ganz besondere Situation, da die externe ID das spezifische Ger\u00e4t eindeutig identifiziert!<\/p>\n<p>Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen mehreren externen IDs einer IMSI zugeordnet werden \u2013 es entsteht eine noch interessantere Situation, in der die externe ID eindeutig eine bestimmte Anwendung identifiziert, die f\u00fcr einen bestimmten Service auf einem bestimmten Ger\u00e4t verantwortlich ist.<\/p>\n<p>Es wird auch eine Gruppenidentifikation eingef\u00fchrt \u2013 die externe Gruppen-ID, die eine Sammlung einzelner externer IDs umfasst. Jetzt kann ein SCEF AS mit einer einzigen Anfrage gruppenweise Operationen initiieren \u2013 den Versand von Daten oder Steuerbefehlen an mehrere Ger\u00e4te, die in einer einzigen logischen Gruppe zusammengefasst sind.<\/p>\n<p>Da der \u00dcbergang f\u00fcr Entwickler AS zu einer neuen Ger\u00e4teidentifikation nicht sofort erfolgen kann, hat SCEF die M\u00f6glichkeit belassen, AS \u00fcber die Standardnummer \u2013 MSISDN \u2013 mit UE zu kommunizieren.<\/p>\n<p><b>\u00dcbertragung von Non-IP-Datenverkehr (Non-IP Data Delivery, NIDD)<\/b><\/p>\n<p>Im NB-IoT, im Rahmen der Optimierung der Mechanismen zur \u00dcbertragung kleiner Datenmengen, ist neben den bereits bestehenden PDN-Typen wie IPv4, IPv6 und IPv4v6 ein weiterer Typ \u2014 non-IP \u2014 hinzugekommen. In diesem Fall wird dem Ger\u00e4t (UE) keine IP-Adresse zugewiesen, und Daten werden ohne Verwendung des IP-Protokolls \u00fcbertragen. Der Datenverkehr f\u00fcr solche Verbindungen kann auf zwei Arten geroutet werden: klassisch \u2014 MME -&gt; SGW -&gt; PGW und weiter \u00fcber einen PtP-Tunnel zu AS (siehe Abb. 2) oder unter Verwendung von SCEF (siehe Abb. 3). <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/557caf393c9da84fc635c57bb5ecf4a5.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDer klassische Weg bietet im Vergleich zum IP-Verkehr keine besonderen Vorteile, au\u00dfer der Verringerung der Gr\u00f6\u00dfe der \u00fcbertragenen Pakete durch den Verzicht auf IP-Header. Die Nutzung von SCEF hingegen er\u00f6ffnet eine ganze Reihe neuer M\u00f6glichkeiten und vereinfacht die Interaktionsprozesse mit Ger\u00e4ten erheblich.<\/p>\n<p>Bei der Daten\u00fcbertragung \u00fcber SCEF ergeben sich zwei sehr wichtige Vorteile gegen\u00fcber dem klassischen IP-Verkehr: <\/p>\n<p><u>\u2022 Die Zustellung von MT-Verkehr an das Ger\u00e4t \u00fcber die externe ID<\/u><\/p>\n<p>Um eine Nachricht an ein klassisches IP-Ger\u00e4t zu senden, muss AS dessen IP-Adresse kennen. Hierbei tritt ein Problem auf: Da das Ger\u00e4t bei der Registrierung normalerweise eine \"graue\" IP-Adresse erh\u00e4lt, kommuniziert es mit dem Anwendungsserver, der im Internet liegt, \u00fcber einen NAT-Knoten, wo die graue Adresse in eine \u00f6ffentliche \u00fcbersetzt wird. Das Binding von grauer und \u00f6ffentlicher IP-Adresse h\u00e4lt sich nur f\u00fcr eine begrenzte Zeit, abh\u00e4ngig von den NAT-Einstellungen. Im Durchschnitt f\u00fcr TCP oder UDP betr\u00e4gt dies nicht mehr als f\u00fcnf Minuten. Das hei\u00dft, wenn innerhalb von 5 Minuten kein Datenaustausch mit diesem Ger\u00e4t stattgefunden hat, l\u00f6st sich das Binding auf und das Ger\u00e4t ist \u00fcber die \u00f6ffentliche Adresse, mit der die Sitzung mit AS initiiert wurde, nicht mehr erreichbar. Es gibt mehrere L\u00f6sungen: <\/p>\n<p>1. Verwendung eines Heartbeats. Nachdem die Verbindung einmal hergestellt wurde, muss das Ger\u00e4t alle paar Minuten Pakete mit AS austauschen, um zu verhindern, dass die \u00dcbersetzung auf NAT geschlossen wird. Dabei kann jedoch nicht von einer Energieeffizienz die Rede sein. <\/p>\n<p>2. Jedes Mal, wenn es notwendig ist, die Verf\u00fcgbarkeit von Paketen f\u00fcr das Ger\u00e4t bei AS zu \u00fcberpr\u00fcfen, eine Nachricht im Uplink senden.<\/p>\n<p>3. Erstellen eines privaten APN (VRF), bei dem sich der Anwendungsserver und die Ger\u00e4te im selben Subnetz befinden, und den Ger\u00e4ten statische IP-Adressen zuweisen. Das wird funktionieren, ist jedoch fast nicht umsetzbar, wenn es sich um einen Pool von Tausenden, Zehntausenden von Ger\u00e4ten handelt.<\/p>\n<p>4. Schlie\u00dflich die passendste Option: IPv6 verwenden, da es kein NAT ben\u00f6tigt, da IPv6-Adressen direkt aus dem Internet verf\u00fcgbar sind. Selbst in diesem Fall erh\u00e4lt das Ger\u00e4t jedoch bei einer erneuten Registrierung eine neue IPv6-Adresse und ist nicht mehr \u00fcber die vorherige erreichbar. <\/p>\n<p>Daher muss ein gewisses Initialisierungspaket mit der Ger\u00e4te-ID an den Server gesendet werden, um die neue IP-Adresse des Ger\u00e4ts zu melden. Danach muss auf das Best\u00e4tigungspaket von AS gewartet werden, was auch die Energieeffizienz beeinflusst.<\/p>\n<p>Diese Methoden funktionieren gut f\u00fcr 2G\/3G\/LTE-Ger\u00e4te, bei denen keine strengen Anforderungen an die Autonomie des Ger\u00e4ts gestellt werden und daher keine Einschr\u00e4nkungen bez\u00fcglich der Sendezeit und des Datenverkehrs bestehen. F\u00fcr NB-IoT sind diese Methoden aufgrund ihres hohen Energieverbrauchs nicht geeignet.<\/p>\n<p>SCEF l\u00f6st dieses Problem: Da die einzige Ger\u00e4te-ID f\u00fcr AS die externe ID ist, gen\u00fcgt es, Datenpakete an SCEF f\u00fcr die spezifische externe ID zu senden; SCEF k\u00fcmmert sich um den Rest. Wenn sich das Ger\u00e4t im Energiesparmodus (PSM) oder eDRX befindet, werden die Daten zwischengespeichert und geliefert, sobald das Ger\u00e4t verf\u00fcgbar ist. Wenn das Ger\u00e4t jedoch f\u00fcr den Datenverkehr zug\u00e4nglich ist, werden die Daten sofort geliefert. Das gilt auch f\u00fcr Steuerbefehle.<\/p>\n<p>Jederzeit kann AS die zwischengespeicherte Nachricht an UE zur\u00fcckziehen oder durch eine neue ersetzen.<\/p>\n<p>Der Buffering-Mechanismus kann auch bei der \u00dcbertragung von MO-Daten von UE zu AS angewendet werden. Wenn SCEF die Daten nicht sofort an AS liefern kann, beispielsweise w\u00e4hrend Wartungsarbeiten an den AS-Servern, werden diese Pakete zwischengespeichert und garantiert geliefert, sobald AS verf\u00fcgbar ist.<\/p>\n<p>Wie bereits erw\u00e4hnt, wird der Zugang zu einem bestimmten Dienst und UE f\u00fcr AS (wobei NIDD ein Dienst ist) durch Regeln und Richtlinien auf der SCEF-Seite geregelt, was die einzigartige F\u00e4higkeit zur gleichzeitigen Nutzung von Daten eines UE durch mehrere AS erm\u00f6glicht. Das hei\u00dft, wenn mehrere AS sich f\u00fcr ein UE angemeldet haben, wird SCEF die Daten, nachdem sie von UE empfangen wurden, an alle angemeldeten AS weiterleiten. Dies ist besonders geeignet f\u00fcr F\u00e4lle, in denen der Ersteller eines Netzwerks von Spezialger\u00e4ten Daten zwischen mehreren Kunden teilt. Zum Beispiel kann man, nachdem ein Netzwerk von Wetterstationen, die auf NB-IoT arbeiten, eingerichtet wurde, die Daten gleichzeitig an viele Dienste verkaufen.<\/p>\n<p><b>Mechanismus der garantierten Nachrichtenlieferung <\/b><\/p>\n<p>Reliable Data Service \u2014 Mechanismus f\u00fcr die garantierte Lieferung von MO- und MT-Nachrichten ohne Verwendung spezialisierter Protokollalgorithmen wie zum Beispiel Handshake in TCP. Er funktioniert durch das Setzen eines speziellen Flags im Kontrollteil der Nachricht w\u00e4hrend des Austauschs zwischen UE und SCEF. Ob dieser Mechanismus beim Traffikversand aktiviert werden soll oder nicht, entscheidet AS.<\/p>\n<p>Wenn der Mechanismus aktiviert ist, setzt UE bei Bedarf f\u00fcr die garantierte Lieferung von MO-Traffic ein spezielles Flag im Kontrollteil des Pakets. Beim Empfang eines solchen Pakets antwortet SCEF mit einer Best\u00e4tigung an UE. Wenn UE kein Best\u00e4tigungspaket erh\u00e4lt, wird das Paket an SCEF erneut gesendet. Dasselbe gilt f\u00fcr MT-Traffic.<\/p>\n<p><b>Ger\u00e4te\u00fcberwachung (monitoring events - MONTE)<\/b><\/p>\n<p>Wie bereits erw\u00e4hnt, umfasst die Funktionalit\u00e4t von SCEF unter anderem Funktionen zur \u00dcberwachung des Zustands von UE, die sogenannte Ger\u00e4te\u00fcberwachung. Neue Identifikatoren und Daten\u00fcbertragungsmechanismen sind Optimierungen (auch wenn sie sehr wesentliche sind) bereits bestehender Verfahren, w\u00e4hrend MONTE eine v\u00f6llig neue Funktionalit\u00e4t darstellt, die in 2G\/3G\/LTE-Netzen nicht verf\u00fcgbar ist. MONTE erm\u00f6glicht es AS, Parameter des Ger\u00e4ts wie Verbindungsstatus, Kommunikationsverf\u00fcgbarkeit, Standort, Roaming-Status usw. zu verfolgen. Wir werden sp\u00e4ter ausf\u00fchrlicher auf jedes dieser Themen eingehen.<\/p>\n<p>Wenn es notwendig ist, ein \u00dcberwachungsereignis f\u00fcr ein Ger\u00e4t oder eine Gruppe von Ger\u00e4ten zu aktivieren, kann AS sich auf den entsprechenden Dienst anmelden, indem er SCEF einen Befehl \u00fcber die entsprechende API MONTE sendet, der Parameter wie external Id oder external group ID, Identifikator AS, \u00dcberwachungstyp, Anzahl der Berichte, die AS erhalten m\u00f6chte, enth\u00e4lt. Wenn AS zur Ausf\u00fchrung der Anfrage autorisiert ist, provisioniert SCEF je nach Typ das Ereignis im HSS oder MME (siehe Abb. 4). Bei Eintreten des Ereignisses generieren MME oder HSS einen Bericht an SCEF, der diesen an AS sendet.<\/p>\n<p>Die Provisionierung aller Ereignisse, mit Ausnahme von \"Number of UEs present in a geographic area\", erfolgt \u00fcber HSS. Zwei Ereignisse, \"Change of IMSI-IMEI Association\" und \"Roaming Status\", werden direkt auf HSS \u00fcberwacht, die \u00fcbrigen werden von HSS auf MME provisioniert.<br \/>\nEreignisse k\u00f6nnen einmalig oder periodisch sein und h\u00e4ngen von ihrem Typ ab.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/da265ed0443b7459d28101aa07adf221.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDie \u00dcbermittlung des Ereignisberichts (Reporting) erfolgt durch den Knoten, der das Ereignis \u00fcberwacht, direkt an SCEF (Abb. 5).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"NB-IoT: Wie funktioniert es? Teil 3: SCEF \u2013 ein einheitliches Zugangsfester zu den Diensten des Betreibers\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/9b385bbc324f14e1d484f1949d926b34.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\n<b>Wichtiger Punkt:<\/b> \u00dcberwachungsereignisse k\u00f6nnen sowohl f\u00fcr non-IP-Ger\u00e4te, die \u00fcber SCEF verbunden sind, als auch f\u00fcr IP-Ger\u00e4te gelten, die Daten auf klassische Weise \u00fcber MME-SGW-PGW \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Betrachten wir jedes der \u00dcberwachungsereignisse genauer:<\/p>\n<p><u>Verlust der Konnektivit\u00e4t<\/u> \u2014 informiert AS, dass UE weder f\u00fcr Datenverkehr noch f\u00fcr Signalaustausch verf\u00fcgbar ist. Das Ereignis tritt ein, wenn der \"Mobile Reachability Timer\" f\u00fcr UE bei MME abl\u00e4uft. Im Antrag auf diese Art der \u00dcberwachung kann AS seinen Wert f\u00fcr die \"Maximale Erkennungszeit\" angeben \u2013 wenn UE innerhalb dieser Zeit keine Aktivit\u00e4t zeigt, wird AS informiert, dass UE nicht verf\u00fcgbar ist, mit Angabe des Grundes. Das Ereignis tritt auch ein, wenn UE aus irgendeinem Grund gewaltsam aus dem Netzwerk entfernt wurde.<\/p>\n<p>* Damit das Netzwerk wei\u00df, dass das Ger\u00e4t weiterhin verf\u00fcgbar ist, initiiert es regelm\u00e4\u00dfig das Aktualisierungsverfahren \u2013 Tracking Area Update (TAU). Die H\u00e4ufigkeit dieses Verfahrens wird vom Netzwerk \u00fcber den Timer T3412 oder (T3412_extended im Falle von PSM) festgelegt, dessen Wert w\u00e4hrend des Attach-Verfahrens oder des n\u00e4chsten TAU an das Ger\u00e4t \u00fcbermittelt wird. Der Mobile Reachability Timer ist normalerweise einige Minuten l\u00e4nger als T3412. Wenn UE vor Ablauf des \"Mobile Reachability Timer\" kein TAU durchgef\u00fchrt hat, betrachtet das Netzwerk es als nicht mehr verf\u00fcgbar. <\/p>\n<p><u>UE-Verf\u00fcgbarkeit<\/u> \u2013 Zeigt an, wann UE f\u00fcr DL-Verkehr oder SMS verf\u00fcgbar wird. Dies geschieht, wenn UE f\u00fcr Paging verf\u00fcgbar wird (f\u00fcr UE im eDRX-Modus) oder wenn UE in den ECM-CONNECTED-Modus wechselt (f\u00fcr UE im PSM- oder eDRX-Modus), d.h. ein TAU durchf\u00fchrt oder ein Uplink-Paket sendet.<\/p>\n<p><u>Standortberichterstattung<\/u> \u2013 Diese Art von \u00dcberwachungsereignissen erm\u00f6glicht es AS, Standortdaten von UE anzufordern. Es kann entweder der aktuelle Standort (Current Location) oder der zuletzt bekannte Standort (Last Known Location, bestimmt durch die Cell-ID, aus der das Ger\u00e4t zuletzt TAU durchgef\u00fchrt oder Verkehr \u00fcbertragen hat) angefordert werden, was f\u00fcr Ger\u00e4te relevant ist, die sich im Energiesparmodus PSM oder eDRX befinden. F\u00fcr den \"Current Location\" kann AS wiederholte Berichte anfordern, wobei MME AS jedes Mal informiert, wenn sich der Standort des Ger\u00e4ts \u00e4ndert. <\/p>\n<p><u>\u00c4nderung der IMSI-IMEI-Zuordnung<\/u> \u2013 Bei Aktivierung dieses Ereignisses beginnt SCEF, die \u00c4nderung der IMSI (Identifikationsnummer der SIM-Karte) und der IMEI (Ger\u00e4teidentifikator) zu verfolgen. Bei Eintritt des Ereignisses informiert es AS. Es kann zur automatischen Neuzuweisung der externen ID an das Ger\u00e4t w\u00e4hrend geplanter Wartungsarbeiten verwendet werden oder als Identifikator f\u00fcr den Diebstahl des Ger\u00e4ts dienen.<\/p>\n<p><u>Roaming-Status<\/u> \u2013 Diese Art der \u00dcberwachung wird von AS verwendet, um zu bestimmen, ob sich das UE im Heimnetz oder im Netzwerk eines Roaming-Partners befindet. Optional kann der PLMN (Public Land Mobile Network) des Netzbetreibers \u00fcbergeben werden, in dem das Ger\u00e4t registriert ist.<\/p>\n<p><u>Kommunikationsfehler<\/u> \u2013 Diese Art der \u00dcberwachung informiert AS \u00fcber St\u00f6rungen in der Kommunikation mit dem Ger\u00e4t, basierend auf den Gr\u00fcnden f\u00fcr den Verbindungsabbruch (Release Cause Code), die vom Funkzugangsnetz (S1-AP-Protokoll) erhalten werden. Dieses Ereignis kann helfen, den Grund f\u00fcr den Kommunikationsfehler zu bestimmen \u2013 entweder aufgrund von Problemen im Netzwerk, beispielsweise bei \u00dcberlastung von eNodeb (Radio Resources Not Available), oder wegen eines Fehlers im Ger\u00e4t selbst (Radio Connection With UE Lost). <\/p>\n<p><u>Verf\u00fcgbarkeit nach DDN-Fehler<\/u> \u2013 Dieses Ereignis informiert AS, dass das Ger\u00e4t nach einem Kommunikationsfehler wieder verf\u00fcgbar ist. Es kann verwendet werden, wenn Daten an das Ger\u00e4t gesendet werden sollen, aber der vorherige Versuch nicht erfolgreich war, da das UE nicht auf die Benachrichtigung des Netzwerks (Paging) reagiert hat und die Daten nicht zugestellt werden konnten. Wenn diese Art der \u00dcberwachung f\u00fcr das UE angefordert wurde, wird AS informiert, sobald das Ger\u00e4t eine eingehende Kommunikation durchf\u00fchrt, eine TAU ausf\u00fchrt oder Daten im Uplink sendet. Da das DDN (Downlink Data Notification)-Verfahren zwischen MME und S\/P-GW funktioniert, ist diese Art der \u00dcberwachung nur f\u00fcr IP-Ger\u00e4te verf\u00fcgbar.<\/p>\n<p><u>PDN-Konnektivit\u00e4tsstatus<\/u> \u2013 Informiert AS \u00fcber den Statuswechsel des Ger\u00e4ts (PDN-Konnektivit\u00e4tsstatus) \u2013 Aktivierung (Aktivierung von PDN) oder Deaktivierung (L\u00f6schung von PDN). Dies kann von AS genutzt werden, um eine Kommunikation mit dem UE zu initiieren oder umgekehrt zu verstehen, dass eine Kommunikation nicht mehr m\u00f6glich ist. Diese Art der \u00dcberwachung ist sowohl f\u00fcr IP- als auch f\u00fcr Non-IP-Ger\u00e4te verf\u00fcgbar.<\/p>\n<p><u>Anzahl der UEs in einem geografischen Bereich<\/u> \u2013 Diese Art der \u00dcberwachung wird von AS verwendet, um die Anzahl der UEs in einem bestimmten geografischen Gebiet zu bestimmen.<\/p>\n<p><b>Ger\u00e4tetriggerung (Device triggering<\/b>)<\/p>\n<p>In 2G\/3G-Netzen war der Registrierungsprozess in das Netzwerk zweistufig: Zuerst registrierte sich das Ger\u00e4t im SGSN (Attach-Verfahren), dann wurde bei Bedarf zur \u00dcbertragung von Daten der PDP-Kontext aktiviert \u2013 die Verbindung zum Paket-Gateway (GGSN). In 3G-Netzen fanden diese beiden Prozesse nacheinander statt, d.h. das Ger\u00e4t wartete nicht, bis es Daten \u00fcbertragen musste, sondern aktivierte den PDP sofort nach Abschluss des Attach-Verfahrens. In LTE wurden diese beiden Verfahren zu einem einzigen zusammengefasst, d.h. beim Attach forderte das Ger\u00e4t sofort die Aktivierung der PDN-Verbindung (entspricht PDP in 2G\/3G) \u00fcber eNodeB zu MME-SGW-PGW an.<\/p>\n<p>In NB-IoT wurde eine Verbindungsmethode definiert, die als \"Attach ohne PDN\" bezeichnet wird, d.h. der UE f\u00fchrt das Attach durch, ohne eine PDN-Verbindung herzustellen. In diesem Fall ist es nicht verf\u00fcgbar, um Verkehr zu \u00fcbertragen, und kann nur SMS empfangen oder senden. Um diesem Ger\u00e4t einen Befehl zur Aktivierung der PDN und Verbindung zu AS zu senden, wurde die Funktion \"Device triggering\" entwickelt. <\/p>\n<p>Beim Erhalt des Befehls zur Verbindung dieses UE von AS initiiert SCEF \u00fcber das SMS-Zentrum den Versand einer Steuer-SMS an das Ger\u00e4t. Beim Empfang der SMS aktiviert das Ger\u00e4t die PDN und verbindet sich mit AS, um weitere Anweisungen zu erhalten oder Daten zu \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Es kann F\u00e4lle geben, in denen die Anmeldung beim Ger\u00e4t ausl\u00e4uft. Ja, jede Anmeldung hat eine bestimmte Lebensdauer, die vom Betreiber oder in Absprache mit AS festgelegt wurde. Nach Ablauf dieser Zeit wird die PDN auf dem MME deaktiviert, und das Ger\u00e4t wird f\u00fcr AS nicht mehr verf\u00fcgbar sein. In diesem Fall hilft ebenfalls die Funktion \"Device triggering\". Beim Empfang neuer Daten von AS wird SCEF den Verbindungsstatus des Ger\u00e4ts ermitteln und die Daten \u00fcber den SMS-Kanal \u00fcbermitteln.<\/p>\n<p><b>Fazit<\/b><\/p>\n<p>Die Funktionalit\u00e4t von SCEF beschr\u00e4nkt sich nat\u00fcrlich nicht auf die oben beschriebenen Dienste und entwickelt sich st\u00e4ndig weiter und erweitert sich. Derzeit sind f\u00fcr SCEF bereits mehr als ein Dutzend Dienstleistungen standardisiert. Bislang haben wir nur die wichtigsten und nachgefragtesten Funktionen von Entwicklern angesprochen, und \u00fcber die anderen werden wir in zuk\u00fcnftigen Artikeln berichten. <\/p>\n<p><b>Sofort stellt sich die Frage, wie man Testzugang zu diesem \"Wunder\"-Knoten f\u00fcr vorab Testen und Debuggen m\u00f6glicher F\u00e4lle erhalten kann? Alles ganz einfach. Jeder Entwickler kann eine Anfrage an iot.info@mts.ru senden, in der es ausreicht, das Ziel der Verbindung, eine Beschreibung m\u00f6glicher F\u00e4lle und Kontaktdaten zur Kontaktaufnahme anzugeben.<br \/>\n<\/b><br \/>\nBis zum n\u00e4chsten Mal!<\/p>\n<p><i>Autoren: <\/p>\n<ul>\n<li>Senior Expert f\u00fcr konvergente L\u00f6sungen und Multimedia-Dienste Sergey Novikov <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/users\/sanov\/\" class=\"user_link\">sanov<\/a><\/noindex>, <\/li>\n<li>Experte f\u00fcr konvergente L\u00f6sungen und Multimedia-Dienste Alexey Lapshin <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/users\/aslapsh\/\" class=\"user_link\">aslapsh<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<p><\/i><br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/ru_mts\/blog\/473982\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0435 \u00abNB-IoT: \u043a\u0430\u043a \u043e\u043d \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430\u0435\u0442? 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