Στο άρθρο "», μιλώντας για την αρχιτεκτονική του πυρήνα πακέτων του δικτύου NB-IoT, αναφέραμε την εμφάνιση ενός νέου κόμβου SCEF. Εξηγούμε στο τρίτο μέρος τι είναι και γιατί χρειάζεται;
Κατά τη δημιουργία μιας υπηρεσίας M2M, οι προγραμματιστές εφαρμογών αντιμετωπίζουν τις ακόλουθες ερωτήσεις:
- πώς να αναγνωρίζετε συσκευές.
- ποιος αλγόριθμος επαλήθευσης και ελέγχου ταυτότητας να χρησιμοποιηθεί.
- ποιο πρωτόκολλο μεταφοράς να επιλέξετε για αλληλεπίδραση με συσκευές.
- πώς να παραδίδετε αξιόπιστα δεδομένα σε συσκευές.
- πώς να οργανώσουν και να θεσπίσουν κανόνες για την ανταλλαγή δεδομένων μαζί τους·
- πώς να παρακολουθείτε και να λαμβάνετε πληροφορίες σχετικά με την κατάστασή τους στο διαδίκτυο·
- πώς να παραδίδετε ταυτόχρονα δεδομένα σε μια ομάδα συσκευών σας.
- πώς να στέλνετε δεδομένα ταυτόχρονα από μια συσκευή σε πολλούς πελάτες.
- πώς να αποκτήσετε ενοποιημένη πρόσβαση σε πρόσθετες υπηρεσίες χειριστή για τη διαχείριση της συσκευής σας.
Για την επίλυσή τους, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ιδιόκτητες τεχνικά «βαριές» λύσεις, οι οποίες οδηγούν σε αυξημένο κόστος εργασίας και υπηρεσίες χρόνου για την αγορά. Εδώ έρχεται να σώσει ο νέος κόμβος SCEF.
Όπως ορίζεται από το 3GPP, το SCEF (συνάρτηση έκθεσης δυνατότητας υπηρεσίας) είναι ένα εντελώς νέο στοιχείο της αρχιτεκτονικής 3GPP, η λειτουργία του οποίου είναι να εκθέτει με ασφάλεια τις υπηρεσίες και τις δυνατότητες που παρέχονται από τις διεπαφές δικτύου 3GPP μέσω API.
Με απλά λόγια, το SCEF είναι ένας ενδιάμεσος μεταξύ του δικτύου και του διακομιστή εφαρμογών (AS), ένα ενιαίο παράθυρο πρόσβασης στις υπηρεσίες χειριστή για τη διαχείριση της συσκευής σας M2M στο δίκτυο NB-IoT μέσω μιας διαισθητικής, τυποποιημένης διεπαφής API.
Το SCEF κρύβει την πολυπλοκότητα του δικτύου ενός χειριστή, επιτρέποντας στους προγραμματιστές εφαρμογών να αφαιρέσουν σύνθετους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης με συσκευές που αφορούν συγκεκριμένες συσκευές.
Μετατρέποντας τα πρωτόκολλα δικτύου σε ένα οικείο API για τους προγραμματιστές εφαρμογών, το SCEF API διευκολύνει τη δημιουργία νέων υπηρεσιών και μειώνει το χρόνο διάθεσης στην αγορά. Ο νέος κόμβος περιλαμβάνει επίσης λειτουργίες αναγνώρισης/επικύρωσης κινητών συσκευών, ορίζοντας τους κανόνες για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ της συσκευής και του AS, αφαιρώντας την ανάγκη των προγραμματιστών εφαρμογών να εφαρμόζουν αυτές τις λειτουργίες από την πλευρά τους, μετατοπίζοντας αυτές τις λειτουργίες στους ώμους του χειριστή.
Το SCEF καλύπτει τις απαραίτητες διεπαφές για τον έλεγχο ταυτότητας και την εξουσιοδότηση των διακομιστών εφαρμογών, τη διατήρηση της κινητικότητας UE, τη μεταφορά δεδομένων και την ενεργοποίηση συσκευών, την πρόσβαση σε πρόσθετες υπηρεσίες και τις δυνατότητες δικτύου χειριστή.
Προς το AS υπάρχει μια ενιαία διεπαφή T8, ένα API (HTTP/JSON) τυποποιημένο με 3GPP. Όλες οι διεπαφές, με εξαίρεση το T8, λειτουργούν με βάση το πρωτόκολλο DIAMETER (Εικ. 1).
T6a – διεπαφή μεταξύ SCEF και MME. Χρησιμοποιείται για διαδικασίες διαχείρισης κινητικότητας/συνεδρίας, μετάδοση δεδομένων εκτός IP, παροχή συμβάντων παρακολούθησης και λήψη αναφορών για αυτά.
S6t – διεπαφή μεταξύ SCEF και HSS. Απαιτείται για έλεγχο ταυτότητας συνδρομητών, εξουσιοδότηση διακομιστών εφαρμογών, λήψη συνδυασμού εξωτερικού αναγνωριστικού και IMSI/MSISDN, παροχή συμβάντων παρακολούθησης και λήψη αναφορών για αυτά.
S6m/T4 – διεπαφές από SCEF σε HSS και SMS-C (το 3GPP ορίζει τον κόμβο MTC-IWF, ο οποίος χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση συσκευών και τη μετάδοση SMS σε δίκτυα NB-IoT. Ωστόσο, σε όλες τις υλοποιήσεις η λειτουργικότητα αυτού του κόμβου είναι ενσωματωμένη σε SCEF, οπότε για απλοποίηση του κυκλώματος, δεν θα το εξετάσουμε ξεχωριστά). Χρησιμοποιείται για τη λήψη πληροφοριών δρομολόγησης για την αποστολή SMS και την αλληλεπίδραση με το κέντρο SMS.
T8 – Διεπαφή API για αλληλεπίδραση SCEF με διακομιστές εφαρμογών. Τόσο οι εντολές ελέγχου όσο και η κίνηση μεταδίδονται μέσω αυτής της διεπαφής.
*Στην πραγματικότητα υπάρχουν περισσότερες διεπαφές· εδώ παρατίθενται μόνο οι πιο βασικές. Μια πλήρης λίστα δίνεται στο 3GPP 23.682 (4.3.2 Λίστα σημείων αναφοράς).
Ακολουθούν οι βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες του SCEF:
- σύνδεση του αναγνωριστικού κάρτας SIM (IMSI) με εξωτερικό αναγνωριστικό·
- μετάδοση κίνησης εκτός IP (Παράδοση δεδομένων χωρίς IP, NIDD).
- ομαδικές λειτουργίες με χρήση εξωτερικού αναγνωριστικού ομάδας.
- υποστήριξη για λειτουργία μετάδοσης δεδομένων με επιβεβαίωση.
- αποθήκευση δεδομένων MO (Mobile Originated) και MT (Mobile Terminated).
- έλεγχος ταυτότητας και εξουσιοδότηση συσκευών και διακομιστών εφαρμογών·
- ταυτόχρονη χρήση δεδομένων από έναν UE από πολλούς AS.
- υποστήριξη για ειδικές λειτουργίες παρακολούθησης κατάστασης UE (MONTE – Monitoring Events).
- ενεργοποίηση συσκευής.
- παροχή περιαγωγής δεδομένων χωρίς IP.
Η βασική αρχή της αλληλεπίδρασης μεταξύ AS και SCEF βασίζεται στο λεγόμενο σχήμα. συνδρομές. Εάν είναι απαραίτητο να αποκτήσετε πρόσβαση σε οποιαδήποτε υπηρεσία SCEF για μια συγκεκριμένη UE, ο διακομιστής εφαρμογής πρέπει να δημιουργήσει μια συνδρομή στέλνοντας μια εντολή στο συγκεκριμένο API της ζητούμενης υπηρεσίας και να λάβει ένα μοναδικό αναγνωριστικό ως απόκριση. Μετά από αυτό, όλες οι περαιτέρω ενέργειες και επικοινωνίες με την ΕΕ στο πλαίσιο αυτής της υπηρεσίας θα πραγματοποιηθούν χρησιμοποιώντας αυτό το αναγνωριστικό.
Εξωτερικό αναγνωριστικό: Καθολικό αναγνωριστικό συσκευής
Μία από τις πιο σημαντικές αλλαγές στο σχήμα αλληλεπίδρασης μεταξύ AS και συσκευών κατά την εργασία μέσω του SCEF είναι η εμφάνιση ενός καθολικού αναγνωριστικού. Τώρα, αντί για αριθμό τηλεφώνου (MSISDN) ή διεύθυνση IP, όπως συνέβαινε στο κλασικό δίκτυο 2G/3G/LTE, το αναγνωριστικό συσκευής για τον διακομιστή εφαρμογής γίνεται "εξωτερικό αναγνωριστικό". Καθορίζεται από το πρότυπο στη μορφή "@" που είναι γνωστή στους προγραμματιστές εφαρμογών.
Οι προγραμματιστές δεν χρειάζεται πλέον να εφαρμόζουν αλγόριθμους ελέγχου ταυτότητας συσκευών· το δίκτυο αναλαμβάνει πλήρως αυτή τη λειτουργία. Το εξωτερικό αναγνωριστικό συνδέεται με το IMSI και ο προγραμματιστής μπορεί να είναι σίγουρος ότι όταν αποκτά πρόσβαση σε ένα συγκεκριμένο εξωτερικό αναγνωριστικό, αλληλεπιδρά με μια συγκεκριμένη κάρτα SIM. Όταν χρησιμοποιείτε ένα τσιπ SIM, αντιμετωπίζετε μια εντελώς μοναδική κατάσταση όταν το εξωτερικό αναγνωριστικό προσδιορίζει μοναδικά μια συγκεκριμένη συσκευή!
Επιπλέον, πολλά εξωτερικά αναγνωριστικά μπορούν να συνδεθούν σε ένα IMSI - μια ακόμη πιο ενδιαφέρουσα κατάσταση προκύπτει όταν το εξωτερικό αναγνωριστικό προσδιορίζει μοναδικά μια συγκεκριμένη εφαρμογή που είναι υπεύθυνη για μια συγκεκριμένη υπηρεσία σε μια συγκεκριμένη συσκευή.
Εμφανίζεται επίσης ένα αναγνωριστικό ομάδας - εξωτερικό αναγνωριστικό ομάδας, το οποίο περιλαμβάνει ένα σύνολο μεμονωμένων εξωτερικών αναγνωριστικών. Τώρα, με ένα αίτημα προς το SCEF, το AS μπορεί να ξεκινήσει ομαδικές λειτουργίες - αποστολή δεδομένων ή εντολών ελέγχου σε πολλαπλές συσκευές ενωμένες σε μια ενιαία λογική ομάδα.
Λόγω του γεγονότος ότι για τους προγραμματιστές AS η μετάβαση σε ένα νέο αναγνωριστικό συσκευής δεν μπορεί να είναι στιγμιαία, το SCEF άφησε τη δυνατότητα επικοινωνίας AS με το UE μέσω ενός τυπικού αριθμού - MSISDN.
Μετάδοση κίνησης εκτός IP (Παράδοση δεδομένων χωρίς IP, NIDD)
Στο NB-IoT, στο πλαίσιο της βελτιστοποίησης μηχανισμών για τη μετάδοση μικρών ποσοτήτων δεδομένων, εκτός από τους ήδη υπάρχοντες τύπους PDN, όπως IPv4, IPv6 και IPv4v6, εμφανίστηκε ένας άλλος τύπος - non-IP. Σε αυτήν την περίπτωση, στη συσκευή (UE) δεν εκχωρείται διεύθυνση IP και τα δεδομένα μεταδίδονται χωρίς τη χρήση του πρωτοκόλλου IP. Η κυκλοφορία για τέτοιες συνδέσεις μπορεί να δρομολογηθεί με δύο τρόπους: κλασικό - MME -> SGW -> PGW και στη συνέχεια μέσω της σήραγγας PtP στο AS (Εικ. 2) ή χρησιμοποιώντας SCEF (Εικ. 3).
Η κλασική μέθοδος δεν προσφέρει ιδιαίτερα πλεονεκτήματα σε σχέση με την κίνηση IP, εκτός από τη μείωση του μεγέθους των μεταδιδόμενων πακέτων λόγω της απουσίας κεφαλίδων IP. Η χρήση του SCEF ανοίγει μια σειρά από νέες δυνατότητες και απλοποιεί σημαντικά τις διαδικασίες αλληλεπίδρασης με συσκευές.
Κατά τη μετάδοση δεδομένων μέσω SCEF, εμφανίζονται δύο πολύ σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με την κλασική κίνηση IP:
Παράδοση κίνησης ΜΤ στη συσκευή μέσω εξωτερικού αναγνωριστικού
Για να στείλετε ένα μήνυμα σε μια κλασική συσκευή IP, το AS πρέπει να γνωρίζει τη διεύθυνση IP του. Εδώ προκύπτει ένα πρόβλημα: δεδομένου ότι η συσκευή συνήθως λαμβάνει μια "γκρίζα" διεύθυνση IP κατά την εγγραφή, επικοινωνεί με τον διακομιστή εφαρμογής, ο οποίος βρίσκεται στο Διαδίκτυο, μέσω ενός κόμβου NAT, όπου η γκρι διεύθυνση μεταφράζεται σε λευκό. Ο συνδυασμός γκρι και λευκών διευθύνσεων IP διαρκεί για περιορισμένο χρονικό διάστημα, ανάλογα με τις ρυθμίσεις NAT. Κατά μέσο όρο, για TCP ή UDP - όχι περισσότερο από πέντε λεπτά. Δηλαδή, εάν δεν υπάρξει ανταλλαγή δεδομένων με αυτήν τη συσκευή εντός 5 λεπτών, η σύνδεση θα αποσυντεθεί και η συσκευή δεν θα είναι πλέον προσβάσιμη στη λευκή διεύθυνση με την οποία ξεκίνησε η συνεδρία με το AS. Υπάρχουν διάφορες λύσεις:
1. Χρησιμοποιήστε τον καρδιακό παλμό. Μόλις δημιουργηθεί μια σύνδεση, η συσκευή πρέπει να ανταλλάσσει πακέτα με το AS κάθε λίγα λεπτά, αποτρέποντας έτσι το κλείσιμο των μεταφράσεων NAT. Αλλά εδώ δεν μπορεί να γίνει λόγος για ενεργειακή απόδοση.
2. Κάθε φορά, εάν είναι απαραίτητο, ελέγχετε τη διαθεσιμότητα πακέτων για τη συσκευή στο AS - στείλτε ένα μήνυμα στον uplink.
3. Δημιουργήστε ένα ιδιωτικό APN (VRF), όπου ο διακομιστής εφαρμογών και οι συσκευές θα βρίσκονται στο ίδιο υποδίκτυο και εκχωρήστε στατικές διευθύνσεις IP στις συσκευές. Θα λειτουργήσει, αλλά είναι σχεδόν αδύνατο όταν μιλάμε για έναν στόλο χιλιάδων, δεκάδων χιλιάδων συσκευών.
4. Τέλος, η καταλληλότερη επιλογή: χρήση IPv6· δεν απαιτεί NAT, αφού οι διευθύνσεις IPv6 είναι άμεσα προσβάσιμες από το Διαδίκτυο. Ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, όταν η συσκευή εγγραφεί εκ νέου, θα λάβει μια νέα διεύθυνση IPv6 και δεν θα είναι πλέον προσβάσιμη χρησιμοποιώντας την προηγούμενη.
Αντίστοιχα, είναι απαραίτητο να στείλετε κάποιο πακέτο προετοιμασίας με ένα αναγνωριστικό συσκευής στον διακομιστή προκειμένου να αναφέρετε τη νέα διεύθυνση IP της συσκευής. Στη συνέχεια, περιμένετε για ένα πακέτο επιβεβαίωσης από την AS, το οποίο επηρεάζει επίσης την ενεργειακή απόδοση.
Αυτές οι μέθοδοι λειτουργούν καλά για συσκευές 2G/3G/LTE, όπου η συσκευή δεν έχει αυστηρές απαιτήσεις για αυτονομία και, ως εκ τούτου, δεν υπάρχουν περιορισμοί στον χρόνο ομιλίας και στην κυκλοφορία. Αυτές οι μέθοδοι δεν είναι κατάλληλες για NB-IoT λόγω της υψηλής τους κατανάλωσης ενέργειας.
Το SCEF επιλύει αυτό το πρόβλημα: δεδομένου ότι το μοναδικό αναγνωριστικό συσκευής για ένα AS είναι ένα εξωτερικό αναγνωριστικό, το AS χρειάζεται μόνο να στείλει ένα πακέτο δεδομένων στο SCEF για ένα συγκεκριμένο εξωτερικό αναγνωριστικό και το SCEF αναλαμβάνει τα υπόλοιπα. Σε περίπτωση που η συσκευή βρίσκεται σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας PSM ή eDRX, τα δεδομένα θα αποθηκευτούν στην προσωρινή μνήμη και θα παραδοθούν όταν η συσκευή γίνει διαθέσιμη. Εάν η συσκευή είναι διαθέσιμη για κυκλοφορία, τα δεδομένα θα παραδοθούν αμέσως. Το ίδιο ισχύει και για τις διοικητικές ομάδες.
Ανά πάσα στιγμή, το AS μπορεί να ανακαλέσει το μήνυμα προσωρινής αποθήκευσης στο UE ή να το αντικαταστήσει με ένα νέο.
Ο μηχανισμός προσωρινής αποθήκευσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί κατά τη μετάδοση δεδομένων MO από το UE στο AS. Εάν η SCEF δεν μπόρεσε να παραδώσει δεδομένα στο AS αμέσως, για παράδειγμα εάν οι εργασίες συντήρησης βρίσκονται σε εξέλιξη στους διακομιστές AS, αυτά τα πακέτα θα αποθηκευτούν στην προσωρινή μνήμη και θα είναι εγγυημένη ότι θα παραδοθούν αμέσως μόλις το AS γίνει διαθέσιμο.
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η πρόσβαση σε μια συγκεκριμένη υπηρεσία και UE για ένα AS (και το NIDD είναι υπηρεσία) ρυθμίζεται από κανόνες και πολιτικές από την πλευρά του SCEF, γεγονός που επιτρέπει τη μοναδική δυνατότητα ταυτόχρονης χρήσης δεδομένων από έναν UE από πολλούς AS. Εκείνοι. εάν πολλά AS έχουν εγγραφεί σε ένα UE, τότε αφού λάβει δεδομένα από το UE, το SCEF θα τα στείλει σε όλα τα εγγεγραμμένα AS. Αυτό είναι κατάλληλο για περιπτώσεις όπου ο δημιουργός ενός στόλου εξειδικευμένων συσκευών μοιράζεται δεδομένα μεταξύ πολλών πελατών. Για παράδειγμα, δημιουργώντας ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών που λειτουργούν σε NB-IoT, μπορείτε να πουλάτε δεδομένα από αυτούς σε πολλές υπηρεσίες ταυτόχρονα.
Εγγυημένος μηχανισμός παράδοσης μηνυμάτων
Η αξιόπιστη υπηρεσία δεδομένων είναι ένας μηχανισμός για εγγυημένη παράδοση μηνυμάτων MO και MT χωρίς τη χρήση εξειδικευμένων αλγορίθμων σε επίπεδο πρωτοκόλλου, όπως, για παράδειγμα, η χειραψία στο TCP. Λειτουργεί συμπεριλαμβάνοντας μια ειδική σημαία στο τμήμα εξυπηρέτησης του μηνύματος όταν ανταλλάσσεται μεταξύ του UE και του SCEF. Το αν θα ενεργοποιηθεί ή όχι αυτός ο μηχανισμός κατά τη μετάδοση κίνησης αποφασίζεται από το AS.
Εάν ο μηχανισμός είναι ενεργοποιημένος, το UE περιλαμβάνει μια ειδική σημαία στο εναέριο τμήμα του πακέτου όταν απαιτεί εγγυημένη παράδοση της κίνησης MO. Μετά την παραλαβή ενός τέτοιου πακέτου, το SCEF απαντά στο UE με μια επιβεβαίωση. Εάν το UE δεν λάβει το πακέτο επιβεβαίωσης, το πακέτο προς το SCEF θα αποσταλεί ξανά. Το ίδιο συμβαίνει και με την κίνηση MT.
Παρακολούθηση συσκευής (παρακολούθηση συμβάντων - MONTE)
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η λειτουργικότητα SCEF, μεταξύ άλλων, περιλαμβάνει λειτουργίες παρακολούθησης της κατάστασης του UE, τα λεγόμενα. παρακολούθηση συσκευής. Και αν τα νέα αναγνωριστικά και οι μηχανισμοί μεταφοράς δεδομένων είναι βελτιστοποιήσεις (αν και πολύ σοβαρές) των υπαρχουσών διαδικασιών, τότε το MONTE είναι μια εντελώς νέα λειτουργία που δεν είναι διαθέσιμη σε δίκτυα 2G/3G/LTE. Το MONTE επιτρέπει στο AS να παρακολουθεί τις παραμέτρους της συσκευής όπως η κατάσταση σύνδεσης, η διαθεσιμότητα επικοινωνίας, η τοποθεσία, η κατάσταση περιαγωγής κ.λπ. Θα μιλήσουμε για το καθένα με περισσότερες λεπτομέρειες λίγο αργότερα.
Εάν είναι απαραίτητο να ενεργοποιηθεί οποιοδήποτε συμβάν παρακολούθησης για μια συσκευή ή ομάδα συσκευών, το AS εγγράφεται στην αντίστοιχη υπηρεσία στέλνοντας την αντίστοιχη εντολή API MONTE στο SCEF, η οποία περιλαμβάνει παραμέτρους όπως εξωτερικό αναγνωριστικό ή εξωτερικό αναγνωριστικό ομάδας, αναγνωριστικό AS, παρακολούθηση τύπος, αριθμός αναφορών που θέλει να λάβει το AS. Εάν το AS είναι εξουσιοδοτημένο να εκτελέσει την αίτηση, η SCEF, ανάλογα με τον τύπο, θα παρέχει το συμβάν στο HSS ή το MME (Εικ. 4). Όταν συμβαίνει ένα συμβάν, το MME ή το HSS δημιουργεί μια αναφορά στο SCEF, το οποίο τη στέλνει στο AS.
Η παροχή όλων των γεγονότων, με εξαίρεση τον "Αριθμός UE που υπάρχουν σε μια γεωγραφική περιοχή", πραγματοποιείται μέσω HSS. Δύο συμβάντα «Αλλαγή συσχέτισης IMSI-IMEI» και «Κατάσταση περιαγωγής» παρακολουθούνται απευθείας στο HSS, τα υπόλοιπα θα παρέχονται από το HSS στο MME.
Τα συμβάντα μπορεί να είναι είτε εφάπαξ είτε περιοδικά και καθορίζονται από τον τύπο τους.
Η αποστολή αναφοράς για ένα συμβάν (αναφορά) πραγματοποιείται από τον κόμβο που παρακολουθεί το συμβάν απευθείας στο SCEF (Εικ. 5).
Σημαντικό σημείο: Τα συμβάντα παρακολούθησης μπορούν να εφαρμοστούν τόσο σε συσκευές μη IP που συνδέονται μέσω SCEF όσο και σε συσκευές IP που μεταδίδουν δεδομένα με κλασικό τρόπο μέσω MME-SGW-PGW.
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε κάθε ένα από τα συμβάντα παρακολούθησης:
Απώλεια συνδεσιμότητας — ενημερώνει το AS ότι το UE δεν είναι πλέον διαθέσιμο ούτε για κίνηση δεδομένων ούτε για σηματοδότηση. Το συμβάν παρουσιάζεται όταν λήξει ο "χρονομέτρης προσβασιμότητας για κινητά" για το UE στο MME. Σε ένα αίτημα για αυτόν τον τύπο παρακολούθησης, το AS μπορεί να υποδείξει την τιμή του "Μέγιστος Χρόνος Ανίχνευσης" - εάν κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου ο UE δεν εμφανίσει καμία δραστηριότητα, το AS θα ενημερωθεί ότι το UE δεν είναι διαθέσιμο, αναφέροντας τον λόγο. Το συμβάν παρουσιάζεται επίσης εάν το UE αφαιρέθηκε αναγκαστικά από το δίκτυο για οποιονδήποτε λόγο.
* Για να ενημερώσει το δίκτυο ότι η συσκευή είναι ακόμα διαθέσιμη, ξεκινά περιοδικά μια διαδικασία ενημέρωσης - Ενημέρωση περιοχής παρακολούθησης (TAU). Η συχνότητα αυτής της διαδικασίας ρυθμίζεται από το δίκτυο χρησιμοποιώντας χρονοδιακόπτη T3412 ή (T3412_extended στην περίπτωση του PSM), η τιμή του οποίου μεταδίδεται στη συσκευή κατά τη διαδικασία Επισύναψης ή την επόμενη TAU. Ο χρονοδιακόπτης προσβασιμότητας για κινητά είναι συνήθως αρκετά λεπτά μεγαλύτερος από το T3412. Εάν η ΕΕ δεν έχει κάνει TAU πριν από τη λήξη του "Χρονοδιακόπτη προσβασιμότητας για κινητά", το δίκτυο θεωρεί ότι δεν είναι πλέον προσβάσιμο.
Προσβασιμότητα UE – Υποδεικνύει πότε το UE γίνεται διαθέσιμο για κίνηση DL ή SMS. Αυτό συμβαίνει όταν το UE καθίσταται διαθέσιμο για σελιδοποίηση (για ένα UE σε λειτουργία eDRX) ή όταν το UE εισέρχεται σε λειτουργία ECM-CONNECTED (για ένα UE σε λειτουργία PSM ή eDRX), π.χ. κάνει ένα TAU ή στέλνει ένα πακέτο uplink.
Αναφορά τοποθεσίας – Αυτός ο τύπος συμβάντων παρακολούθησης επιτρέπει στο AS να ερωτά την τοποθεσία του UE. Μπορεί να ζητηθεί είτε η τρέχουσα τοποθεσία (Τρέχουσα τοποθεσία) είτε η τελευταία γνωστή τοποθεσία (Καθορίζεται από το αναγνωριστικό κυψέλης από το οποίο η συσκευή έκανε TAU ή μετέδωσε κίνηση την τελευταία φορά), η οποία είναι σχετική για συσκευές σε λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας PSM ή eDRX. Για την "Τρέχουσα τοποθεσία", το AS μπορεί να ζητήσει επαναλαμβανόμενες απαντήσεις, με το MME να ενημερώνει το AS κάθε φορά που αλλάζει η τοποθεσία της συσκευής.
Αλλαγή Συνδέσμου IMSI-IMEI – Όταν ενεργοποιηθεί αυτό το συμβάν, το SCEF αρχίζει να παρακολουθεί τις αλλαγές στο συνδυασμό IMSI (αναγνωριστικό κάρτας SIM) και IMEI (αναγνωριστικό συσκευής). Όταν συμβεί ένα συμβάν, ενημερώνει την AS. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αυτόματη επανασύνδεση ενός εξωτερικού αναγνωριστικού σε μια συσκευή κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων εργασιών αντικατάστασης ή να χρησιμεύσει ως αναγνωριστικό για κλοπή συσκευής.
Κατάσταση περιαγωγής – αυτός ο τύπος παρακολούθησης χρησιμοποιείται από το AS για να προσδιορίσει εάν το UE βρίσκεται στο οικιακό δίκτυο ή στο δίκτυο ενός συνεργάτη περιαγωγής. Προαιρετικά, μπορεί να μεταδοθεί το PLMN (Public Land Mobile Network) του χειριστή στον οποίο είναι καταχωρημένη η συσκευή.
Αποτυχία επικοινωνίας — Αυτός ο τύπος παρακολούθησης ενημερώνει το AS για βλάβες στην επικοινωνία με τη συσκευή, με βάση τους λόγους απώλειας σύνδεσης (κωδικός αιτίας απελευθέρωσης) που ελήφθη από το δίκτυο ασύρματης πρόσβασης (πρωτόκολλο S1-AP). Αυτό το συμβάν μπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε γιατί απέτυχε η επικοινωνία - λόγω προβλημάτων στο δίκτυο, για παράδειγμα, όταν το eNodeb είναι υπερφορτωμένο (δεν υπάρχουν διαθέσιμοι πόροι ραδιοφώνου) ή λόγω αστοχίας της ίδιας της συσκευής (Σύνδεση ραδιοφώνου με απώλεια UE).
Διαθεσιμότητα μετά από αποτυχία DDN – αυτό το συμβάν ενημερώνει το AS ότι η συσκευή έγινε διαθέσιμη μετά από αποτυχία επικοινωνίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν υπάρχει ανάγκη μεταφοράς δεδομένων σε μια συσκευή, αλλά η προηγούμενη προσπάθεια δεν ήταν επιτυχής επειδή το UE δεν απάντησε σε μια ειδοποίηση από το δίκτυο (σελιδοποίηση) και τα δεδομένα δεν παραδόθηκαν. Εάν έχει ζητηθεί αυτός ο τύπος παρακολούθησης για το UE, τότε μόλις η συσκευή πραγματοποιήσει μια εισερχόμενη επικοινωνία, πραγματοποιήσει TAU ή στείλει δεδομένα στην uplink, το AS θα ενημερωθεί ότι η συσκευή έχει γίνει διαθέσιμη. Εφόσον η διαδικασία DDN (γνωστοποίηση δεδομένων κατερχόμενης σύνδεσης) λειτουργεί μεταξύ MME και S/P-GW, αυτός ο τύπος παρακολούθησης είναι διαθέσιμος μόνο για συσκευές IP.
Κατάσταση συνδεσιμότητας PDN – ενημερώνει το AS όταν αλλάζει η κατάσταση της συσκευής (κατάσταση συνδεσιμότητας PDN) - σύνδεση (ενεργοποίηση PDN) ή αποσύνδεση (διαγραφή PDN). Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το AS για την έναρξη επικοινωνίας με το UE, ή το αντίστροφο, για να κατανοήσει ότι η επικοινωνία δεν είναι πλέον δυνατή. Αυτός ο τύπος παρακολούθησης είναι διαθέσιμος για συσκευές IP και μη IP.
Αριθμός UE που υπάρχουν σε μια γεωγραφική περιοχή – Αυτός ο τύπος παρακολούθησης χρησιμοποιείται από το AS για τον προσδιορισμό του αριθμού των UE σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή.
Ενεργοποίηση συσκευής)
Στα δίκτυα 2G/3G, η διαδικασία εγγραφής στο δίκτυο ήταν δύο σταδίων: πρώτα, η συσκευή καταχωρήθηκε στο SGSN (διαδικασία επισύναψης) και στη συνέχεια, εάν χρειαζόταν, ενεργοποίησε το πλαίσιο PDP - μια σύνδεση με την πύλη πακέτων (GGSN) για τη μετάδοση δεδομένων. Στα δίκτυα 3G, αυτές οι δύο διαδικασίες πραγματοποιήθηκαν διαδοχικά, δηλ. η συσκευή δεν περίμενε τη στιγμή που χρειαζόταν να μεταφέρει δεδομένα, αλλά ενεργοποίησε το PDP αμέσως μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας επισύναψης. Στο LTE, αυτές οι δύο διαδικασίες συνδυάστηκαν σε μία, δηλαδή κατά την προσάρτηση η συσκευή ζήτησε αμέσως την ενεργοποίηση της σύνδεσης PDN (ανάλογη με το PDP σε 2G/3G) μέσω του eNodeB στο MME-SGW-PGW.
Το NB-IoT ορίζει μια μέθοδο σύνδεσης ως "σύνδεση χωρίς PDN", δηλαδή, το UE συνδέεται χωρίς να δημιουργεί σύνδεση PDN. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν είναι διαθέσιμο για μετάδοση κίνησης και μπορεί μόνο να λάβει ή να στείλει SMS. Προκειμένου να σταλεί μια εντολή σε μια τέτοια συσκευή για την ενεργοποίηση του PDN και τη σύνδεση στο AS, αναπτύχθηκε η λειτουργία «Ενεργοποίηση συσκευής».
Όταν λαμβάνει μια εντολή σύνδεσης ενός τέτοιου UE από το AS, το SCEF ξεκινά την αποστολή ενός SMS ελέγχου στη συσκευή μέσω του κέντρου SMS. Κατά τη λήψη ενός SMS, η συσκευή ενεργοποιεί το PDN και συνδέεται με το AS για να λάβει περαιτέρω οδηγίες ή να μεταφέρει δεδομένα.
Μπορεί να υπάρχουν φορές που η συνδρομή της συσκευής σας λήγει στο SCEF. Ναι, η συνδρομή έχει τη δική της διάρκεια ζωής, που ορίζεται από τον χειριστή ή συμφωνείται με την AS. Μετά τη λήξη, το PDN θα απενεργοποιηθεί στο MME και η συσκευή δεν θα είναι διαθέσιμη στο AS. Σε αυτήν την περίπτωση, η λειτουργία "Ενεργοποίηση συσκευής" θα βοηθήσει επίσης. Κατά τη λήψη νέων δεδομένων από το AS, το SCEF θα μάθει την κατάσταση σύνδεσης της συσκευής και θα παραδώσει τα δεδομένα μέσω καναλιού SMS.
Συμπέρασμα
Η λειτουργικότητα του SCEF φυσικά δεν περιορίζεται στις υπηρεσίες που περιγράφηκαν παραπάνω και συνεχώς εξελίσσεται και επεκτείνεται. Επί του παρόντος, περισσότερες από δώδεκα υπηρεσίες έχουν ήδη τυποποιηθεί για την SCEF. Τώρα έχουμε αγγίξει μόνο τις κύριες λειτουργίες που απαιτούνται από τους προγραμματιστές· για τις υπόλοιπες θα μιλήσουμε σε μελλοντικά άρθρα.
Αμέσως προκύπτει το ερώτημα: πώς να αποκτήσετε δοκιμαστική πρόσβαση σε αυτόν τον «θαυματουργό» κόμβο για προκαταρκτική δοκιμή και εντοπισμό σφαλμάτων πιθανών περιπτώσεων; Όλα είναι πολύ απλά. Οποιοσδήποτε προγραμματιστής μπορεί να υποβάλει αίτημα στο [προστασία μέσω email], στο οποίο αρκεί να αναφέρεται ο σκοπός της σύνδεσης, περιγραφή πιθανής περίπτωσης και στοιχεία επικοινωνίας για επικοινωνία.
Τα λέμε σύντομα!
Συγγραφείς:
- ανώτερος εμπειρογνώμονας του τμήματος συγκλίνουσες λύσεις και υπηρεσίες πολυμέσων Sergey Novikov ,
- ειδικός του τμήματος σύγκλισης λύσεων και υπηρεσιών πολυμέσων Alexey Lapshin
Πηγή: www.habr.com