NB-IoT: quomodo operatur? Pars III: SCEF - una fenestra accessus ad operantis opera

In articulo "NB-IoT: quomodo operatur? Pars II", loquentes de architectura nuclei fasciculi NB-IoT retis, speciem novi SCEF nodi commemoravimus. In tertia parte explicamus quid sit et quare opus sit?

Cum ministerium M2M creando, applicatio tincidunt ante interrogationes sequentes:

• quomodo cogitationes noscendas;
• qua verificatione et authenticitate algorithmus utatur;
• quae transportandae protocollum eligere mutuo cogitationibus;
• quam fideliter data ad machinas tradendas;
• quomodo normas ordinare et condere cum eis notitias permutandi;
• quomodo monitorem et informationem habere de conditione eorum online;
• quam simul tradere notitias coetui machinis tuae;
• ut simul notitias ab uno artificio ad plures clientes mitteret;
• quomodo accessum ad unum accessum ad additional operantis operas pro tuom administrandi.

Ad eas solvendas, necesse est solutiones technicas "graves" proprietatis creare, quae augendis sumptibus laboris ac temporis ad mercatum pertinentes. Hic ubi novus succurrit SCEF nodi.

Ut definitur ab 3GPP, SCEF (officii capacitatis expositio functionis) est omnino nova pars architecturae 3GPP cuius munus est officia et facultates ab 3GPP retiaculas per APIs tuto exponere.

Simplicibus verbis, SCEF medium est inter retem et servientem applicationem (AS), una fenestra accessus ad operantis operantis ad fabricandum tuum M2M fabrica in retis NB-IoT per intuitivum, normatum API interfaciem.

SCEF multiplicitatem retis operantis occultat, applicationes permittens ut multiplices machinas, machinas speciales abstrahant ad machinas mutuas.

Protocolla retis in familiarem API applicationis ad tincidunt convertendo, SCEF API creationem novorum officiorum faciliorem reddit et temporis ad mercatum minuit. Novus nodi etiam munera includit ad cognoscendas / authenticas mobiles machinas, normas definitivarum notitiarum commutationum inter machinas et AS, tollendo necessitatem applicationis tincidunt ad has functiones in parte sua perficiendas, has functiones ad umeros operantis transferens.

SCEF comprehendit interfaces necessarias ad authenticas et authoritatem applicationis ministrantium, mobilitatem UE, datam translationem ac machinam excitato, accessum ad alia officia et facultates retis operantis.

Versus AS unus est T8 interface, API (HTTP/JSON) normatum 3GPP. Omnes interfaces, excepto T8, agunt ex diametro protocollo (Fig. 1).

T6a — interface inter SCEF et MME. Usus ad processuum administrationis Mobility/Sessionis, transmissio notitiarum non-IP, rerum vigilantiarum providens et relationes de iis recipiendis.

S6t — interface inter SCEF et HSS. Requiritur ad subscribens authenticas, permissio applicationis ministrantium obtinens coniunctionem externarum ID et IMSI/MSISDN, res vigilantias cibaria et relationes de iis recipiendis.

S6m/T4 - interfacies ab SCEF ad HSS et SMS-C (3GPP nodi MTC-IWF definit, quae adhibentur ad fabricam excitandam et SMS tradendam in retiacula NB-IOT. In omnibus autem exsecutionibus functionis huius nodi inseritur in SCEF, pro simplici circuitione, non separatim deliberabimus. Solebat impetrare informationes excitandas pro SMS mittendo et mutuo commercio cum SMS centro.

T8 – API interface pro SCEF commercium cum applicatione servientibus. Utraque imperia et negotiatio per hoc interface traducuntur.

re* sunt plus valui, solum principales hic recensentur. Index completus datus est in 3GPP 23.682 (4.3.2 Index puncta).

Infra sunt key munera et officia SCEF;

• Sim card ligans identifier (IMSI) ad externum ID;
• transmissio negotiationis non-IP (Non-IP Data Delivery, NIDD);
• coetus operationes utens externum id coetus;
• subsidium pro notitia tradendi modus cum confirmatione;
• of MO (Mobile Originated) and MT (Mobile Terminated) data;
• authenticas et concessiones machinarum et applicationis ministrantium;
• simultaneus usus notitiarum ab uno UE per plures ASes;
• support for special UE status monitoring functions (MONTE – Monitoring Events);
• fabrica CT;
• dum non-IP data vagantes.

Principium commercii inter AS et SCEF fundamentale fundatur in schemate sic dicto. subscriptiones. Si necesse est accessum ad aliquod servitium SCEF pro certa UE accedere, ministrans applicationis subscriptionem creare indiget mittendo mandatum ad specificum API servitii petiti et in responsione unicum identifiatorem accipiendum. Post quae omnes ulteriores actiones et communicationes cum UE in hoc servitio fient utens hoc identifier.

Externi ID: Universalis fabrica identifier

Una ex maximis mutationibus in schemate commercio inter AS et machinas cum per SCEF operando est species identitatis universalis. Nunc, pro numero telephonico (MSISDN) vel IP inscriptione, sicut factum est in retis classicis 2G/3G/LTE, machina identifier pro servo applicationis fit "id externus". Vexillum definitur in forma nota ad tincidunt applicationes " @ "

Tincidunt non amplius opus ad authenticas algorithms fabricandi fabrica, reticulumque hoc munus perfecte occupat. ID externus IMSI alligatus est, et elit certus esse potest, cum ID externa specifica accessu, cum specifico Sim card. Cum SIM chip utendo, condicionem omnino unicam nancisces cum externum ID singulare certam quandam machinam agnoscit!

Plures praeterea IDs externae uni IMSI coniungi possunt - res etiam magis interesting oritur, cum externa ID singulariter nominat applicationem specificam responsalem pro certo servitio in certa arte.

Coetus identifier etiam apparet - coetus externus ID, qui includit certam IDs externam singulorum. Nunc, una cum rogatione SCEF, AS potest operationes coetus inchoare - data vel regere mandata mittens multiplicibus machinis in uno coetus logico coniunctis.

Ex eo quod pro AS tincidunt transitus ad novam fabricam identifier instantaneus esse non potest, SCEF facultatem reliquit AS communicationis cum UE per numerum vexillum - MSISDN.

Transmissio non-IP negotiationis (Non-IP Data Delivery, NIDD)

In NB-IoT, cum parte optimae mechanismatum ad parvas pondera notitiarum transmittendas, praeter rationes iam exsistentes PDN, ut IPv4, IPv6 et IPv4v6, aliud genus apparuit - non-IP. In hoc casu, machinatio (UE) inscriptionem IP datam non attribuit et data transmittitur sine protocollo IP adhibito. Negotiatio talium nexuum fusi potest duobus modis: classic - MME -> SGW -> PGW ac deinde per cuniculum PtP ad AS (Fig. 2) vel SCEF utens (Fig. 3).

Methodus classica aliquas utilitates speciales super IP mercaturas non praebet, nisi ad minuendam magnitudinem fasciculorum transmissarum ob absentiam capitis IP. Usus SCEF plures possibilitates novas aperit et signanter simpliciores modos agendi cum machinis mutuo dat.

Cum notitias transmittentes per SCEF, duo maximi momenti commoda in classico IP negotiatio apparent:


De traditione MT negotiationis per externum id quod fabrica

Epistulam ad IP machinam classicam mittere, AS scire debet suam IP inscriptionem. Hic quaestio oritur: cum machinatio IP oratio in adnotatione "griseo" plerumque accipit, communicat cum servo applicationis, quae in Interreti sita est, per nodi NAT, ubi griseus in album transfertur. Compositum IP cano et albo inscriptionum tempore determinato durat, secundum occasus NAT. Mediocris, pro TCP vel UDP - non plus quinque minuta. Hoc est, si nulla data commutatio cum hac machina intra 5 minutas erit, nexus solvet et machina non amplius patebit ad inscriptionem candidam qua cum AS coeptum est sessio. Plures sunt solutiones:

1. pulsatio usus. Cum nexum constitutum est, machinamentum cum AS singulis minutis commutare debet, quo minus translationes NAT claudant. Sed hic nulla industria loqui potest.

2. Quoties, si opus est, sarcinas disponibilitates pro fabrica machinae in AS - mitte nuntium ad uplink.

3. APN privatum (VRF), ubi schedula applicatio et machinae subnet idem erunt, ac statice IP inscriptiones ad machinis dabunt. Hoc opus erit, sed fieri vix potest, cum de classe millena decem milia machinis loquimur.

4. Optio denique aptissima: usus IPv6, non requirit NAT, quia inscriptiones IPv6 directe perviae sunt ex Interrete. Etiam in hoc casu, cum fabrica relatus est, novam electronicam IPv6 recipiet et in priore usu non amplius patebit.

Ideo necesse est aliquem fasciculum initializationem mittere cum ministro identifientis ut novam IP electronicam machinam referat. Exspectabo confirmationem fasciculum ab AS, quod etiam vim efficientiam afficit.

Hae methodi bene operantur ad machinas 2G/3G/LTE, ubi fabrica stricte requisita ad autonomiam non habet et, consequenter, nullae sunt restrictiones in air- timo et commercio. Hae methodi non sunt idoneae ad NB-IoT propter suam consummationem industriam altam.

SCEF hanc quaestionem solvit: cum sola fabrica identifier pro AS externo ID, in AS tantum fasciculum ad SCEF ad certum ID externum mittere debet, et SCEF de ceteris curat. In casu machinae in PSM vel eDRX potentiae salutaris modus est, notitia quiddam quiddam et liberatum erit cum machinatio in promptu erit. Si consilium negotiationis praesto est, notitia statim tradetur. Idem dicendum est de administratione teams.

Quovis tempore, AS revocare potest ad UE nuntium buffered vel novum substituere.

Mechanismus buffering etiam adhiberi potest, cum MO notitias ex UE ad AS transmittens. Si SCEF notitias AS statim tradere non potuit, exempli gratia, si opus sustentationis in AS servientibus continuatur, haec fascicula opponentur et praestabuntur quam primum AS in promptu erit.

Ut supra dictum est, accessus ad ministerium specificum et UE pro AS (et NIDD servitium est) regulas et rationes in latere SCEF regitur, quod concedit pro singulari possibilitate simultanei usus notitiae ab uno UE per plures ASes. Illae. si plures AS uni UE subscripserunt, acceptaque notitia ex UE, SCEF mittet subscriptis AS. Hoc bene convenit casibus, ubi creator classi ad machinas speciales datas inter plures clientes communicat. Exempli gratia, retis stationum tempestatum in NB-IOT decurrentibus creando, notitias ab illis ad multa officia simul vendere potes.

Praestatur nuntius traditio mechanism

Certa Data servitii mechanismus est ad traditionem nuntii MO et MT praestandam sine usu algorithmatum specialium in protocollo gradu, ut exempli gratia, handshake in TCP. Singularem vexillum in ministerio inter nuntium inter UE et SCEF mutando operatur. Utrum hanc mechanismum movere necne cum negotiatio tradenda ab AS decernitur.

Si mechanismus reducitur, UE signum speciale in capite fasciculi includit, cum certo commercii MO traditio requirit. Recepta tali fasciculo, SCEF respondet UE cum agnitione. Si UE agnitionem fasciculum non acceperit, fasciculus versus SCEF remissus erit. Idem Tullii nun accidit.

Fabrica magna (certe magna - MONTE)

Ut supra, SCEF functionality, inter alia, includit functiones ad vigilantiam statum UE, sic dictum. fabrica vigilantia. Et si novae identificatores ac notae translationis machinae sunt optimizationes (licet gravissimae) rationum exsistentium, MONTE nova prorsus functionis est quae in retiacula 2G/3G/LTE praesto non est. MONTE QUAM ad monitorem parametri fabrica permittit ut nexus status, dispositio communicationis, locus, status vagandi, etc. De singulis paulo post fusius loquemur.

Si necesse est aliquem casum vigilantem movere pro fabrica vel globus machinis, AS subscribet obsequio debitae mittendo mandatum congruentem API MONTE ad SCEF, quod includit ambitum ut externum Id vel externum ID, AS identifier, vigilantia. type, number of reports, which AS vult to receive. Si AS licitum est postulationem exequi, SCEF, typum secundum rationem, eventum HSS vel MME providebit (Fig. 4). Cum res incidit, MME vel HSS relationem ad SCEF generat, quae eam mittit ad AS.

Provisio omnium eventuum, excepto "Numero ueorum in ambitu geographico", occurrit per HSS. Duae eventus "Mutatio Consociationis IMSI-IMEI" et "Statis Roaming" directe in HSS investigantur, reliqua per HSS in MME providebuntur.
Eventus possunt esse vel unum tempus vel periodicum, et eorum specie determinantur.

Renuntiatio mittens de eventu (reporting) a nodo exercetur qui eventum directe ad SCEF vestigat (fig. 5).

Magni momenti: Eventus vigilantiae applicari possunt ad cogitationes non-IP per SCEF connexas et per IP machinis tradendas notitias in via classica per MME-SGW-PGW.

Propius inspiciamus quemlibet rerum vigilantia:

Damnum connectivity — informat AS, UE non diutius praesto esse negotiationi datae vel significationis. Eventus incidit cum "mobilis reachability timor" pro UE in MME exspirat. In petitione huius generis vigilantiae, AS indicare potest valorem suum "Maximum detectionis tempus" - si hoc tempore UE nullam actionem ostendit, AS informabitur quod UE perpendat, rationem indicans. Eventus etiam occurrit, si UE vi retis quacumque de causa remotum est.

* Ut retis sciat machinam adhuc in promptu esse, periodice inchoat rationem renovationis - Area Update semita (TAU). Frequentia huius procedendi a retis utens timer T3412 vel (T3412_extenditur in casu PSM), ponitur cuius valor in fabrica per modum Documenti Documenti vel in proximo TAU transmittitur. Mobile reachability timer plerumque pluribus momentis longioribus quam T3412. Si UE non fecit TAU ​​ante expletum "retentio mobilis timoris", reticulum iam non posse putat.

UE reachability - Indicat cum UE praesto fit pro DL negotiatio vel SMS. Hoc fit cum UE praesto erit pro paging (pro UE in eDRX modo) vel cum UE ingreditur modum ECM connexum (pro UE in PSM vel eDRX modo), i.e. facit TAU ​​vel mittit uplink fasciculum.

Locus renuntiationes – Hoc genus casuum vigilantiae AS ad investigandum locum UE permittit. Aut locus currentis (Location current) vel locus notus notissimus (Determinatus per cellam ID e qua fabrica TAU vel negotiatio ultimi temporis facta est) peti potest, quae ad machinas pertinet in PSM vel eDRX modos salvificos. Pro "Current Location", AS repetere responsa postulare possunt, cum MME de quovis tempore mutationes locationis machinationis indicans.

Mutatio IMSI-IMEI Association – Cum hic eventus reducitur, SCEF incipit monitorem mutare in compositione IMSI (SIM card identifier) ​​et IMEI (machinam identifier). Cum res incidit, informat AS. Adhiberi potest ut externum ID sponte restringeret machinam in opere subrogando accedendo vel ut identifier pro furto artificii inserviret.

Roaming Status - vigilantia hoc genus adhibetur AS, utrum UE sit in retis domicilii vel in retis vagantis socium. Optionally PLMN (Terra Publica Mobilis Network) operantis in quo fabrica descripserunt traduci potest.

communication defectum, - Hoc vigilantia genus informat AS de defectibus in communicatione cum fabrica, innixa in causis nexus amissionis (dimissionis causa codici) acceptis e retis radiophonicis accessus (protocol S1-AP). Hic eventus adiuvare potest cur communicatio defecerit - ob difficultates in retiacula, exempli gratia, cum eNodeb cumulatur (Radio copia non suppetat) vel propter defectum ipsius fabricae (Radio Connection With UE Lost).

Disponibilitate post DDN culpa - hic eventus informat AS ut machinae promptae factae sint post defectum communicationis. Adhiberi potest, cum opus est ut notitias ad machinam transferat, sed prior incepto non proficit quod UE notificationi ex retis (paging) et notitia liberata non fuit. Si hoc genus vigilantiae pro UE petitum est, simul ac machina communicationem advenientem facit, TAU facit vel notitias ad uplink mittit, AS informabitur machinam in promptu factam esse. Cum DDN (notificazione data downlink) inter MME et S/P-GW opera operatur, hoc genus vigilantiae solum pro IP machinis praesto est.

PDN Connectivity Status - docet AS cum fabrica status mutationes (PDN status connectivity) - nexum (PDN activation) vel disiunctio (PDN deletionem). Hoc adhiberi potest ab AS ad communicationem inchoandam cum UE, vel vice versa, ad intellegendum communicationem non amplius fieri posse. Hoc genus vigilantiae pro IP et non-IP machinis praesto est.

Numerus UEs praesens in spatio orbis terrarum – Hoc vigilantiae genus ab AS ad numerum Ues in quodam spatio geographico definiendum adhibitum est.

machinam CT)

In retiacula 2G/3G, processus adnotationes in retiacula duo-scaena erat: primum, machina descripserunt cum SGSN (adiungendum modum), deinde, si opus est, reduxit contextum PDP - nexum cum porta fasciculi (GGSN) transmittere data. In retis 3G, hae duae processus successiue fiebant, i.e. machinam non exspectavit tempus cum notitia transferendi opus erat, sed PDP reducitur statim post modum procedendi adiunctum est. In LTE, hae duae rationes in unum conjunctae sunt, hoc est, applicando, machina statim activum nexus PDN petivit (analogum PDP in 2G/3G) per eNodeB ad MME-SGW-PGW.

methodum connexionis NB-IoT definit ut "sine PDN affigere", id est, UE adjungere sine nexu PDN constituendo. Hoc in casu, negotiatio transmittere praesto non est, et tantum SMS accipere vel mittere potest. Ut mandatum mitteret ad huiusmodi machinam ad PDN excitandum et ad AS coniungendum, "Magistra excitato" functionitatis amplificata est.

Cum mandatum acceperit ut UE ab AS coniungeret, SCEF imperium SMS mittens ad fabricam per centrum SMS. Cum SMS recipiens, fabrica PDN operatur et coniungit AS ad ulteriora instructiones vel notitias translationis recipiendas.

Nonnumquam esse potest cum subscriptio machinalis tuae in SCEF exspirat. Ita subscriptio suam vitam habet, ab auctore vel ab auctore positam constat cum AS. Elapso, PDN in MME demovebitur et fabrica ad AS perpendet. In hoc casu, "device CT" etiam functionality adiuvabit. Cum novas notitias ab AS accipientes, SCEF per nexus status machinam inueniet et data per canalem SMS tradet.

conclusio,

Munus SCEF non circumscribitur utique officiis suprascriptis et constanter evolvitur et dilatatur. In statu, plus quam duodecim officia iam pro SCEF normata sunt. Nunc tantum de praecipuis functionibus quae ab tincidunt postulantibus tetigimus, de reliquis in futuris articulis loquemur.

Protinus oritur quaestio: quomodo experiendi accessum ad hoc "miraculum" nodi pro praevia probatione ac debugging casuum possibilium? Omnia simplicissima sunt. Aliquam elit ferre petitionem [Inscriptio protected]in quo indicare satis est propositum connexionis, descriptionem casus possibilis et informationis contactus communicandi.

Proximum tempus!

auctores:

• senior peritus department of solutionum convergentium et multimedia officia Sergey Novikov sanov,
• peritus concursus solutionum et multimedia officia department Alexey Lapshin aslalash

Source: www.habr.com