NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

مضمون میں "NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 2"، NB-IoT نیٹ ورک کے پیکٹ کور کے فن تعمیر کے بارے میں بات کرتے ہوئے، ہم نے ایک نئے SCEF نوڈ کی ظاہری شکل کا ذکر کیا۔ ہم تیسرے حصے میں بتاتے ہیں کہ یہ کیا ہے اور اس کی ضرورت کیوں ہے؟

NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

M2M سروس بناتے وقت، ایپلیکیشن ڈویلپرز کو درج ذیل سوالات کا سامنا کرنا پڑتا ہے:

  • آلات کی شناخت کیسے کریں؛
  • کونسا تصدیقی اور تصدیقی الگورتھم استعمال کرنا ہے؛
  • آلات کے ساتھ تعامل کے لیے کون سا ٹرانسپورٹ پروٹوکول منتخب کرنا ہے۔
  • آلات پر ڈیٹا کو قابل اعتماد طریقے سے کیسے پہنچایا جائے؛
  • ان کے ساتھ ڈیٹا کے تبادلے کے لیے قواعد کو منظم اور قائم کرنے کا طریقہ؛
  • آن لائن ان کی حالت کی نگرانی اور معلومات حاصل کرنے کا طریقہ
  • اپنے آلات کے گروپ کو بیک وقت ڈیٹا کیسے پہنچانا ہے۔
  • بیک وقت ایک ڈیوائس سے کئی کلائنٹس کو ڈیٹا کیسے بھیجنا ہے؛
  • اپنے آلے کے انتظام کے لیے اضافی آپریٹر کی خدمات تک متحد رسائی کیسے حاصل کی جائے۔

ان کو حل کرنے کے لیے ضروری ہے کہ ملکیتی تکنیکی طور پر "بھاری" حل تیار کیے جائیں، جس کی وجہ سے مزدوری کی لاگت میں اضافہ ہوتا ہے اور وقت سے لے کر مارکیٹ کی خدمات ہوتی ہیں۔ یہ وہ جگہ ہے جہاں نیا SCEF نوڈ بچاؤ کے لئے آتا ہے۔

جیسا کہ 3GPP کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے، SCEF (سروس کیپبلیٹی ایکسپوژر فنکشن) 3GPP فن تعمیر کا بالکل نیا جزو ہے جس کا کام APIs کے ذریعے 3GPP نیٹ ورک انٹرفیس کے ذریعے فراہم کردہ خدمات اور صلاحیتوں کو محفوظ طریقے سے ظاہر کرنا ہے۔

سادہ الفاظ میں، SCEF نیٹ ورک اور ایپلیکیشن سرور (AS) کے درمیان ایک ثالثی ہے، ایک بدیہی، معیاری API انٹرفیس کے ذریعے NB-IoT نیٹ ورک میں آپ کے M2M ڈیوائس کا انتظام کرنے کے لیے آپریٹر سروسز تک رسائی کی ایک واحد ونڈو۔

SCEF آپریٹر کے نیٹ ورک کی پیچیدگی کو چھپاتا ہے، جس سے ایپلیکیشن ڈویلپرز کو آلات کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے پیچیدہ، ڈیوائس کے مخصوص میکانزم کو ختم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایپلیکیشن ڈویلپرز کے لیے نیٹ ورک پروٹوکول کو ایک مانوس API میں تبدیل کر کے، SCEF API نئی خدمات کی تخلیق میں سہولت فراہم کرتا ہے اور وقت سے مارکیٹ کو کم کرتا ہے۔ نئے نوڈ میں موبائل ڈیوائسز کی شناخت/توثیق کرنے، ڈیوائس اور AS کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے کے قواعد کی وضاحت، ایپلیکیشن ڈویلپرز کو ان فنکشنز کو اپنی طرف سے نافذ کرنے کی ضرورت کو دور کرنے، ان فنکشنز کو آپریٹر کے کندھوں پر منتقل کرنے کے فنکشنز بھی شامل ہیں۔

SCEF ایپلیکیشن سرورز کی توثیق اور اجازت کے لیے ضروری انٹرفیس کا احاطہ کرتا ہے، UE کی نقل و حرکت، ڈیٹا کی منتقلی اور ڈیوائس ٹرگرنگ، اضافی خدمات تک رسائی اور آپریٹر نیٹ ورک کی صلاحیتوں کو برقرار رکھتا ہے۔

AS کی طرف ایک واحد T8 انٹرفیس ہے، ایک API (HTTP/JSON) جسے 3GPP کے ذریعے معیاری بنایا گیا ہے۔ T8 کو چھوڑ کر تمام انٹرفیس DIAMETER پروٹوکول (تصویر 1) کی بنیاد پر کام کرتے ہیں۔

NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

T6a – SCEF اور MME کے درمیان انٹرفیس۔ موبلٹی/سیشن مینجمنٹ کے طریقہ کار، نان آئی پی ڈیٹا کی ترسیل، مانیٹرنگ ایونٹس کی فراہمی اور ان پر رپورٹس وصول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

S6t - SCEF اور HSS کے درمیان انٹرفیس۔ سبسکرائبر کی تصدیق، ایپلیکیشن سرورز کی اجازت، بیرونی ID اور IMSI/MSISDN کا مجموعہ حاصل کرنے، مانیٹرنگ ایونٹس کی فراہمی اور ان پر رپورٹس وصول کرنے کے لیے درکار ہے۔

S6m/T4 - SCEF سے HSS اور SMS-C تک کے انٹرفیس (3GPP MTC-IWF نوڈ کی وضاحت کرتا ہے، جو NB-IoT نیٹ ورکس میں ڈیوائس ٹرگرنگ اور SMS ٹرانسمیشن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، تمام نفاذ میں اس نوڈ کی فعالیت کو مربوط کیا جاتا ہے۔ SCEF، لہذا سرکٹ کو آسان بنانے کے لیے، ہم اس پر الگ سے غور نہیں کریں گے)۔ ایس ایم ایس بھیجنے اور ایس ایم ایس سینٹر کے ساتھ بات چیت کے لیے روٹنگ کی معلومات حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

T8 - ایپلیکیشن سرورز کے ساتھ SCEF تعامل کے لیے API انٹرفیس۔ کنٹرول کمانڈ اور ٹریفک دونوں اس انٹرفیس کے ذریعے منتقل ہوتے ہیں۔

*حقیقت میں مزید انٹرفیسز ہیں؛ صرف سب سے بنیادی یہاں درج ہیں۔ ایک مکمل فہرست 3GPP 23.682 (4.3.2 حوالہ جات کی فہرست) میں دی گئی ہے۔

ذیل میں SCEF کے اہم کام اور خدمات ہیں:

  • سم کارڈ شناخت کنندہ (IMSI) کو بیرونی ID سے جوڑنا؛
  • نان آئی پی ٹریفک کی ترسیل (نان آئی پی ڈیٹا ڈیلیوری، این آئی ڈی ڈی)؛
  • بیرونی گروپ ID کا استعمال کرتے ہوئے گروپ آپریشنز؛
  • تصدیق کے ساتھ ڈیٹا ٹرانسمیشن موڈ کے لیے سپورٹ؛
  • MO (موبائل اوریجنیٹڈ) اور MT (موبائل ٹرمینیٹڈ) ڈیٹا کی بفرنگ؛
  • آلات اور ایپلیکیشن سرورز کی تصدیق اور اجازت؛
  • متعدد AS کے ذریعہ ایک UE سے ڈیٹا کا بیک وقت استعمال؛
  • خصوصی UE اسٹیٹس مانیٹرنگ فنکشنز کے لیے سپورٹ (MONTE - مانیٹرنگ ایونٹس)؛
  • آلہ کو متحرک کرنا؛
  • نان آئی پی ڈیٹا رومنگ فراہم کرنا۔

AS اور SCEF کے درمیان تعامل کا بنیادی اصول نام نہاد اسکیم پر مبنی ہے۔ سبسکرپشنز اگر کسی مخصوص UE کے لیے کسی SCEF سروس تک رسائی حاصل کرنا ضروری ہو تو، ایپلیکیشن سرور کو درخواست کردہ سروس کے مخصوص API کو کمانڈ بھیج کر سبسکرپشن بنانے کی ضرورت ہے اور جواب میں ایک منفرد شناخت کنندہ حاصل کرنا ہوگا۔ جس کے بعد اس سروس کے فریم ورک کے اندر UE کے ساتھ مزید تمام کارروائیاں اور مواصلتیں اس شناخت کنندہ کے استعمال سے ہوں گی۔

بیرونی ID: یونیورسل ڈیوائس شناخت کنندہ

SCEF کے ذریعے کام کرتے وقت AS اور آلات کے درمیان تعامل کی اسکیم میں سب سے اہم تبدیلی ایک عالمگیر شناخت کنندہ کی ظاہری شکل ہے۔ اب، ٹیلی فون نمبر (MSISDN) یا IP ایڈریس کے بجائے، جیسا کہ کلاسک 2G/3G/LTE نیٹ ورک میں ہوتا تھا، ایپلیکیشن سرور کے لیے ڈیوائس شناخت کنندہ "بیرونی ID" بن جاتا ہے۔ اس کی تعریف اس فارمیٹ میں معیاری کے ذریعے کی گئی ہے جو ایپلیکیشن ڈویلپرز سے واقف ہے۔ @ "

ڈویلپرز کو اب ڈیوائس کی تصدیق کے الگورتھم کو لاگو کرنے کی ضرورت نہیں ہے؛ نیٹ ورک مکمل طور پر اس فنکشن کو سنبھالتا ہے۔ بیرونی ID IMSI سے منسلک ہے، اور ڈویلپر اس بات کا یقین کر سکتا ہے کہ کسی مخصوص بیرونی ID تک رسائی حاصل کرتے وقت، یہ ایک مخصوص سم کارڈ کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ ایک سم چپ استعمال کرتے وقت، آپ کو ایک بالکل منفرد صورت حال ملتی ہے جب بیرونی ID منفرد طور پر کسی مخصوص ڈیوائس کی شناخت کرتا ہے!

مزید برآں، کئی ایکسٹرنل آئی ڈیز کو ایک IMSI سے منسلک کیا جا سکتا ہے - ایک اور بھی دلچسپ صورت حال اس وقت پیدا ہوتی ہے جب ایکسٹرنل آئی ڈی مخصوص ڈیوائس پر مخصوص سروس کے لیے ذمہ دار مخصوص ایپلیکیشن کی منفرد شناخت کرتا ہے۔

ایک گروپ شناخت کنندہ بھی ظاہر ہوتا ہے - بیرونی گروپ ID، جس میں انفرادی بیرونی IDs کا ایک سیٹ شامل ہوتا ہے۔ اب، SCEF سے ایک درخواست کے ساتھ، AS گروپ آپریشنز شروع کر سکتا ہے - ایک ہی منطقی گروپ میں متحد متعدد آلات پر ڈیٹا یا کنٹرول کمانڈ بھیجنا۔

اس حقیقت کی وجہ سے کہ AS ڈویلپرز کے لیے نئے ڈیوائس شناخت کنندہ میں منتقلی فوری نہیں ہو سکتی، SCEF نے UE کے ساتھ ایک معیاری نمبر - MSISDN کے ذریعے AS مواصلت کا امکان چھوڑ دیا۔

نان آئی پی ٹریفک کی ترسیل (نان آئی پی ڈیٹا ڈیلیوری، این آئی ڈی ڈی)

NB-IoT میں، تھوڑی مقدار میں ڈیٹا کی ترسیل کے لیے میکانزم کی اصلاح کے حصے کے طور پر، پہلے سے موجود PDN اقسام، جیسے IPv4، IPv6 اور IPv4v6 کے علاوہ، ایک اور قسم نمودار ہوئی ہے - نان-IP۔ اس صورت میں، ڈیوائس (UE) کو آئی پی ایڈریس تفویض نہیں کیا جاتا ہے اور آئی پی پروٹوکول کا استعمال کیے بغیر ڈیٹا منتقل کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے رابطوں کے لیے ٹریفک کو دو طریقوں سے روٹ کیا جا سکتا ہے: کلاسک - MME -> SGW -> PGW اور پھر PtP ٹنل سے AS (تصویر 2) تک یا SCEF (تصویر 3) کا استعمال کرتے ہوئے۔

NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

کلاسک طریقہ آئی پی ٹریفک پر کوئی خاص فوائد پیش نہیں کرتا، سوائے آئی پی ہیڈرز کی عدم موجودگی کی وجہ سے منتقل شدہ پیکٹوں کے سائز کو کم کرنے کے۔ SCEF کا استعمال بہت سے نئے امکانات کو کھولتا ہے اور آلات کے ساتھ بات چیت کے طریقہ کار کو نمایاں طور پر آسان بناتا ہے۔

SCEF کے ذریعے ڈیٹا منتقل کرتے وقت، کلاسک IP ٹریفک پر دو بہت اہم فوائد ظاہر ہوتے ہیں:


بیرونی ID کے ذریعے آلہ پر MT ٹریفک کی ترسیل

کلاسک IP ڈیوائس پر پیغام بھیجنے کے لیے، AS کو اس کا IP پتہ معلوم ہونا چاہیے۔ یہاں ایک مسئلہ پیدا ہوتا ہے: چونکہ آلہ عام طور پر رجسٹریشن کے وقت ایک "گرے" IP ایڈریس حاصل کرتا ہے، اس لیے یہ ایپلیکیشن سرور کے ساتھ بات چیت کرتا ہے، جو انٹرنیٹ پر موجود ہے، NAT نوڈ کے ذریعے، جہاں سرمئی ایڈریس کا ترجمہ سفید میں کیا جاتا ہے۔ سرمئی اور سفید IP پتوں کا مجموعہ محدود وقت تک رہتا ہے، NAT کی ترتیبات پر منحصر ہے۔ اوسطاً، TCP یا UDP کے لیے - پانچ منٹ سے زیادہ نہیں۔ یعنی، اگر 5 منٹ کے اندر اس ڈیوائس کے ساتھ ڈیٹا کا تبادلہ نہیں ہوتا ہے، تو کنکشن منقطع ہو جائے گا اور آلہ اس سفید پتے پر مزید قابل رسائی نہیں رہے گا جس کے ساتھ AS کے ساتھ سیشن شروع کیا گیا تھا۔ کئی حل ہیں:

1. دل کی دھڑکن استعمال کریں۔ ایک بار کنکشن قائم ہونے کے بعد، ڈیوائس کو ہر چند منٹوں میں AS کے ساتھ پیکٹ کا تبادلہ کرنا چاہیے، اس طرح NAT ترجمہ کو بند ہونے سے روکنا چاہیے۔ لیکن یہاں توانائی کی کارکردگی کی کوئی بات نہیں ہو سکتی۔

2. ہر بار، اگر ضروری ہو تو، AS پر ڈیوائس کے لیے پیکجز کی دستیابی کو چیک کریں - اپلنک پر پیغام بھیجیں۔

3. ایک نجی APN (VRF) بنائیں، جہاں ایپلیکیشن سرور اور ڈیوائسز ایک ہی سب نیٹ پر ہوں گے، اور ڈیوائسز کو جامد IP ایڈریس تفویض کریں۔ یہ کام کرے گا، لیکن جب ہم ہزاروں، دسیوں ہزاروں آلات کے بیڑے کے بارے میں بات کر رہے ہوں تو یہ تقریباً ناممکن ہے۔

4. آخر میں، سب سے موزوں آپشن: IPv6 استعمال کریں؛ اسے NAT کی ضرورت نہیں ہے، کیونکہ IPv6 ایڈریس انٹرنیٹ سے براہ راست قابل رسائی ہیں۔ تاہم، اس صورت میں بھی، جب آلہ دوبارہ رجسٹر ہو جائے گا، اسے ایک نیا IPv6 پتہ ملے گا اور پچھلے والے کو استعمال کرتے ہوئے مزید قابل رسائی نہیں رہے گا۔

اس کے مطابق، ڈیوائس کے نئے آئی پی ایڈریس کی اطلاع دینے کے لیے سرور کو ڈیوائس شناخت کنندہ کے ساتھ کچھ ابتدائی پیکٹ بھیجنا ضروری ہے۔ پھر AS سے تصدیقی پیکٹ کا انتظار کریں، جو توانائی کی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔

یہ طریقے 2G/3G/LTE ڈیوائسز کے لیے اچھی طرح کام کرتے ہیں، جہاں ڈیوائس کے لیے خود مختاری کے سخت تقاضے نہیں ہوتے ہیں اور نتیجے کے طور پر، ایئر ٹائم اور ٹریفک پر کوئی پابندی نہیں ہوتی ہے۔ یہ طریقے NB-IoT کے لیے زیادہ توانائی کی کھپت کی وجہ سے موزوں نہیں ہیں۔

SCEF اس مسئلے کو حل کرتا ہے: چونکہ AS کے لیے واحد آلہ شناخت کنندہ ایک بیرونی ID ہے، اس لیے AS کو صرف ایک مخصوص بیرونی ID کے لیے SCEF کو ڈیٹا پیکٹ بھیجنے کی ضرورت ہے، اور SCEF باقی کی دیکھ بھال کرتا ہے۔ ڈیوائس PSM یا eDRX پاور سیونگ موڈ میں ہونے کی صورت میں، ڈیوائس کے دستیاب ہونے پر ڈیٹا بفر اور ڈیلیور کیا جائے گا۔ اگر ڈیوائس ٹریفک کے لیے دستیاب ہے، تو ڈیٹا فوری طور پر پہنچا دیا جائے گا۔ انتظامی ٹیموں کا بھی یہی حال ہے۔

کسی بھی وقت، AS بفر شدہ پیغام کو UE کو واپس بلا سکتا ہے یا اسے نئے پیغام سے بدل سکتا ہے۔

UE سے AS میں MO ڈیٹا منتقل کرتے وقت بفرنگ میکانزم بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگر SCEF فوری طور پر AS کو ڈیٹا فراہم کرنے سے قاصر تھا، مثال کے طور پر اگر AS سرورز پر دیکھ بھال کا کام جاری ہے، تو یہ پیکٹ بفر ہو جائیں گے اور AS کے دستیاب ہوتے ہی ڈیلیور کرنے کی ضمانت دی جائے گی۔

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، AS کے لیے مخصوص سروس اور UE تک رسائی (اور NIDD ایک سروس ہے) کو SCEF کی جانب سے قواعد اور پالیسیوں کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے، جو متعدد AS کے ذریعے ایک UE سے ڈیٹا کے بیک وقت استعمال کے منفرد امکان کی اجازت دیتا ہے۔ وہ. اگر متعدد AS نے ایک UE کو سبسکرائب کیا ہے، تو UE سے ڈیٹا حاصل کرنے کے بعد، SCEF اسے تمام سبسکرائب شدہ AS کو بھیجے گا۔ یہ ان صورتوں کے لیے موزوں ہے جہاں خصوصی آلات کے بیڑے کا تخلیق کار متعدد کلائنٹس کے درمیان ڈیٹا کا اشتراک کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، NB-IoT پر چلنے والے موسمی اسٹیشنوں کا نیٹ ورک بنا کر، آپ ان سے ڈیٹا بیک وقت کئی سروسز کو بیچ سکتے ہیں۔

گارنٹی شدہ پیغام کی ترسیل کا طریقہ کار

قابل اعتماد ڈیٹا سروس پروٹوکول کی سطح پر خصوصی الگورتھم کے استعمال کے بغیر MO اور MT پیغامات کی ضمانت فراہم کرنے کا ایک طریقہ کار ہے، مثلاً، TCP میں ہینڈ شیک۔ یہ UE اور SCEF کے درمیان تبادلہ ہونے پر پیغام کے سروس حصے میں ایک خاص جھنڈا شامل کرکے کام کرتا ہے۔ ٹریفک کی ترسیل کے دوران اس طریقہ کار کو چالو کرنا ہے یا نہیں اس کا فیصلہ AS کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

اگر میکانزم کو چالو کیا جاتا ہے، UE میں پیکٹ کے اوپری حصے میں ایک خاص جھنڈا شامل ہوتا ہے جب اسے MO ٹریفک کی ضمانت کی فراہمی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح کے پیکٹ کی وصولی پر، SCEF UE کو ایک تسلیم کے ساتھ جواب دیتا ہے۔ اگر UE کو تصدیق کا پیکٹ نہیں ملتا ہے، تو SCEF کو پیکٹ دوبارہ بھیجا جائے گا۔ ایم ٹی ٹریفک کے لیے بھی ایسا ہی ہوتا ہے۔

ڈیوائس مانیٹرنگ (مانیٹرنگ ایونٹس - MONTE)

جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، SCEF کی فعالیت میں، دیگر چیزوں کے علاوہ، UE کی حالت کی نگرانی کے افعال شامل ہیں، جسے نام نہاد کہا جاتا ہے۔ آلہ کی نگرانی. اور اگر نئے شناخت کنندگان اور ڈیٹا کی منتقلی کے طریقہ کار موجودہ طریقہ کار کی اصلاح (بہت سنگین ہونے کے باوجود) ہیں، تو MONTE ایک بالکل نئی فعالیت ہے جو 2G/3G/LTE نیٹ ورکس میں دستیاب نہیں ہے۔ MONTE AS کو آلہ کے پیرامیٹرز جیسے کنکشن کی حیثیت، مواصلات کی دستیابی، مقام، رومنگ کی حیثیت، وغیرہ کی نگرانی کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ہم ہر ایک کے بارے میں تھوڑی دیر بعد مزید تفصیل سے بات کریں گے۔

اگر کسی ڈیوائس یا ڈیوائسز کے گروپ کے لیے کسی مانیٹرنگ ایونٹ کو چالو کرنا ضروری ہو تو، AS متعلقہ API MONTE کمانڈ SCEF کو بھیج کر متعلقہ سروس کو سبسکرائب کرتا ہے، جس میں ایکسٹرنل آئی ڈی یا ایکسٹرنل گروپ آئی ڈی، AS شناخت کنندہ، مانیٹرنگ جیسے پیرامیٹرز شامل ہوتے ہیں۔ قسم، رپورٹس کی تعداد، جو AS وصول کرنا چاہتا ہے۔ اگر AS کو درخواست پر عمل کرنے کا اختیار ہے، SCEF، قسم کے لحاظ سے، HSS یا MME (تصویر 4) کو ایونٹ فراہم کرے گا۔ جب کوئی واقعہ ہوتا ہے، MME یا HSS SCEF کو ایک رپورٹ تیار کرتا ہے، جو اسے AS کو بھیجتا ہے۔

تمام واقعات کی فراہمی، "جغرافیائی علاقے میں موجود UEs کی تعداد" کے استثنا کے ساتھ، HSS کے ذریعے ہوتی ہے۔ دو واقعات "IMSI-IMEI ایسوسی ایشن کی تبدیلی" اور "رومنگ سٹیٹس" کو براہ راست HSS پر ٹریک کیا جاتا ہے، باقی HSS کی طرف سے MME پر فراہم کیا جائے گا۔
واقعات یا تو ایک وقتی یا متواتر ہو سکتے ہیں، اور ان کا تعین ان کی قسم سے ہوتا ہے۔

NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

واقعہ کے بارے میں رپورٹ بھیجنا (رپورٹنگ) نوڈ کے ذریعہ انجام دیا جاتا ہے جو واقعہ کو براہ راست SCEF (تصویر 5) کو ٹریک کرتا ہے۔

NB-IoT: یہ کیسے کام کرتا ہے؟ حصہ 3: SCEF - آپریٹر خدمات تک رسائی کی واحد ونڈو

اہم نقطہ نظر: مانیٹرنگ ایونٹس کا اطلاق SCEF کے ذریعے منسلک غیر IP آلات اور MME-SGW-PGW کے ذریعے کلاسک طریقے سے ڈیٹا منتقل کرنے والے IP آلات دونوں پر کیا جا سکتا ہے۔

آئیے ہر مانیٹرنگ ایونٹ پر گہری نظر ڈالتے ہیں:

رابطے کا نقصان — AS کو مطلع کرتا ہے کہ UE اب ڈیٹا ٹریفک یا سگنلنگ کے لیے دستیاب نہیں ہے۔ یہ واقعہ اس وقت ہوتا ہے جب UE کے لیے "موبائل ریچ ایبلٹی ٹائمر" MME پر ختم ہو جاتا ہے۔ اس قسم کی نگرانی کی درخواست میں، AS اپنی "زیادہ سے زیادہ کھوج کے وقت" کی قدر کی نشاندہی کر سکتا ہے - اگر اس دوران UE کوئی سرگرمی نہیں دکھاتا ہے، تو AS کو مطلع کیا جائے گا کہ UE دستیاب نہیں ہے، جس کی وجہ بتائی جائے گی۔ واقعہ اس وقت بھی ہوتا ہے جب UE کو کسی بھی وجہ سے نیٹ ورک کے ذریعے زبردستی ہٹا دیا گیا ہو۔

* نیٹ ورک کو یہ بتانے کے لیے کہ ڈیوائس ابھی بھی دستیاب ہے، یہ وقتاً فوقتاً ایک اپ ڈیٹ کا طریقہ کار شروع کرتا ہے - ٹریکنگ ایریا اپڈیٹ (TAU)۔ اس طریقہ کار کی فریکوئنسی نیٹ ورک کے ذریعے ٹائمر T3412 یا (PSM کے معاملے میں T3412_extended) کا استعمال کرتے ہوئے سیٹ کی جاتی ہے، جس کی قدر اٹیچ کے طریقہ کار یا اگلے TAU کے دوران ڈیوائس میں منتقل ہوتی ہے۔ موبائل کی رسائی کا ٹائمر عام طور پر T3412 سے کئی منٹ لمبا ہوتا ہے۔ اگر UE نے "موبائل قابل رسائی ٹائمر" کی میعاد ختم ہونے سے پہلے TAU نہیں بنایا ہے، تو نیٹ ورک اسے مزید قابل رسائی نہیں سمجھتا ہے۔

UE قابل رسائی - یہ بتاتا ہے کہ جب UE DL ٹریفک یا SMS کے لیے دستیاب ہوتا ہے۔ یہ اس وقت ہوتا ہے جب UE صفحہ بندی کے لیے دستیاب ہو جاتا ہے (eDRX موڈ میں UE کے لیے) یا جب UE ECM-CONNECTED موڈ میں داخل ہوتا ہے (PSM یا eDRX موڈ میں UE کے لیے)، یعنی TAU بناتا ہے یا اپلنک پیکٹ بھیجتا ہے۔

مقام کی رپورٹنگ - اس قسم کی نگرانی کے واقعات AS کو UE کے مقام کے ڈیٹا کی درخواست کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یا تو موجودہ مقام (موجودہ مقام) یا آخری معلوم مقام (اس سیل ID کے ذریعے متعین کیا جاتا ہے جہاں سے ڈیوائس نے TAU بنایا تھا یا آخری بار ٹریفک منتقل کیا تھا) کی درخواست کی جا سکتی ہے، جو PSM یا eDRX پاور سیونگ موڈز میں آلات کے لیے متعلقہ ہے۔ "موجودہ مقام" کے لیے، AS بار بار جوابات کی درخواست کر سکتا ہے، جس میں MME ہر بار آلے کا مقام تبدیل ہونے پر AS کو مطلع کرتا ہے۔

IMSI-IMEI ایسوسی ایشن کی تبدیلی - جب یہ ایونٹ فعال ہوجاتا ہے، SCEF IMSI (SIM کارڈ شناخت کنندہ) اور IMEI (ڈیوائس شناخت کنندہ) کے امتزاج میں تبدیلیوں کی نگرانی کرنا شروع کردیتا ہے۔ جب کوئی واقعہ پیش آتا ہے تو AS کو مطلع کرتا ہے۔ اسے تبدیل کرنے کے طے شدہ کام کے دوران ایک بیرونی ID کو خودکار طور پر کسی آلے پر ری بائنڈ کرنے یا ڈیوائس کی چوری کے لیے شناخت کنندہ کے طور پر کام کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

رومنگ اسٹیٹس - اس قسم کی نگرانی کا استعمال AS اس بات کا تعین کرنے کے لیے کرتا ہے کہ آیا UE ہوم نیٹ ورک میں ہے یا رومنگ پارٹنر کے نیٹ ورک میں۔ اختیاری طور پر، آپریٹر کا PLMN (پبلک لینڈ موبائل نیٹ ورک) جس میں ڈیوائس رجسٹرڈ ہے منتقل کیا جا سکتا ہے۔

مواصلات میں ناکامی — اس قسم کی نگرانی AS کو ریڈیو ایکسیس نیٹ ورک (S1-AP پروٹوکول) سے موصول ہونے والے کنکشن کے نقصان (ریلیز کاز کوڈ) کی وجوہات کی بنیاد پر ڈیوائس کے ساتھ مواصلت میں ناکامیوں کے بارے میں مطلع کرتی ہے۔ یہ واقعہ اس بات کا تعین کرنے میں مدد کر سکتا ہے کہ مواصلت کیوں ناکام ہوئی - نیٹ ورک پر مسائل کی وجہ سے، مثال کے طور پر، جب eNodeb زیادہ لوڈ ہو گیا ہو (ریڈیو وسائل دستیاب نہیں ہیں) یا خود ڈیوائس کی ناکامی کی وجہ سے (UE Lost کے ساتھ ریڈیو کنکشن)۔

DDN کی ناکامی کے بعد دستیابی۔ - یہ واقعہ AS کو مطلع کرتا ہے کہ مواصلات کی ناکامی کے بعد آلہ دستیاب ہو گیا ہے۔ اس وقت استعمال کیا جا سکتا ہے جب کسی ڈیوائس میں ڈیٹا منتقل کرنے کی ضرورت ہو، لیکن پچھلی کوشش کامیاب نہیں ہو سکی تھی کیونکہ UE نے نیٹ ورک (پیجنگ) کی طرف سے اطلاع کا جواب نہیں دیا تھا اور ڈیٹا ڈیلیور نہیں کیا گیا تھا۔ اگر UE کے لیے اس قسم کی نگرانی کی درخواست کی گئی ہے، تو جیسے ہی آلہ آنے والی بات چیت کرتا ہے، TAU کرتا ہے یا اپلنک کو ڈیٹا بھیجتا ہے، AS کو مطلع کیا جائے گا کہ آلہ دستیاب ہو گیا ہے۔ چونکہ DDN (ڈاؤن لنک ڈیٹا نوٹیفکیشن) طریقہ کار MME اور S/P-GW کے درمیان کام کرتا ہے، اس لیے اس قسم کی نگرانی صرف IP آلات کے لیے دستیاب ہے۔

PDN کنیکٹیویٹی سٹیٹس - AS کو مطلع کرتا ہے جب ڈیوائس کی حیثیت تبدیل ہوتی ہے (PDN کنیکٹیویٹی سٹیٹس) - کنکشن (PDN ایکٹیویشن) یا منقطع (PDN ڈیلیٹیشن)۔ اسے AS کے ذریعے UE کے ساتھ مواصلت شروع کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، یا اس کے برعکس، یہ سمجھنے کے لیے کہ اب مواصلت ممکن نہیں ہے۔ اس قسم کی نگرانی IP اور غیر IP آلات کے لیے دستیاب ہے۔

جغرافیائی علاقے میں موجود UEs کی تعداد - اس قسم کی نگرانی کا استعمال AS کسی مخصوص جغرافیائی علاقے میں UEs کی تعداد کا تعین کرنے کے لیے کرتا ہے۔

آلہ کو متحرک کرنا)

2G/3G نیٹ ورکس میں، نیٹ ورک میں رجسٹریشن کا طریقہ کار دو مراحل پر مشتمل تھا: سب سے پہلے، SGSN کے ساتھ رجسٹرڈ ڈیوائس (اٹیچ طریقہ کار)، پھر، اگر ضروری ہو تو، اس نے PDP سیاق و سباق کو چالو کیا - پیکٹ گیٹ وے (GGSN) کے ساتھ ایک کنکشن۔ ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے۔ 3G نیٹ ورکس میں، یہ دونوں طریقہ کار ترتیب وار واقع ہوئے، یعنی ڈیوائس نے اس لمحے کا انتظار نہیں کیا جب اسے ڈیٹا کی منتقلی کی ضرورت تھی، لیکن منسلکہ طریقہ کار مکمل ہونے کے فوراً بعد PDP کو چالو کر دیا۔ LTE میں، ان دونوں طریقہ کار کو ایک میں ملا دیا گیا، یعنی منسلک کرتے وقت، ڈیوائس نے فوری طور پر PDN کنکشن (2G/3G میں PDP کے مشابہ) کو eNodeB کے ذریعے MME-SGW-PGW سے فعال کرنے کی درخواست کی۔

NB-IoT کنکشن کے طریقہ کو "PDN کے بغیر منسلک کریں" کے طور پر بیان کرتا ہے، یعنی UE PDN کنکشن قائم کیے بغیر منسلک کرتا ہے۔ اس صورت میں، یہ ٹریفک کو منتقل کرنے کے لیے دستیاب نہیں ہے، اور صرف SMS وصول یا بھیج سکتا ہے۔ PDN کو چالو کرنے اور AS سے جڑنے کے لیے ایسے آلے کو کمانڈ بھیجنے کے لیے، "ڈیوائس ٹرگرنگ" کی فعالیت تیار کی گئی تھی۔

AS سے ایسے UE کو جوڑنے کے لیے کمانڈ موصول ہونے پر، SCEF ایس ایم ایس سینٹر کے ذریعے ڈیوائس پر ایک کنٹرول SMS بھیجنا شروع کرتا ہے۔ ایس ایم ایس موصول ہونے پر، آلہ PDN کو چالو کرتا ہے اور مزید ہدایات حاصل کرنے یا ڈیٹا کی منتقلی کے لیے AS سے جڑ جاتا ہے۔

ایسا وقت ہو سکتا ہے جب آپ کے آلے کی رکنیت SCEF پر ختم ہو جائے۔ جی ہاں، سبسکرپشن کا اپنا لائف ٹائم ہوتا ہے، جو آپریٹر کے ذریعہ مقرر کیا جاتا ہے یا AS سے متفق ہوتا ہے۔ میعاد ختم ہونے پر، PDN MME پر غیر فعال ہو جائے گا اور آلہ AS کے لیے غیر دستیاب ہو جائے گا۔ اس صورت میں، "ڈیوائس ٹرگرنگ" کی فعالیت بھی مدد کرے گی۔ AS سے نیا ڈیٹا حاصل کرنے پر، SCEF ڈیوائس کے کنکشن کی حیثیت کا پتہ لگائے گا اور SMS چینل کے ذریعے ڈیٹا فراہم کرے گا۔

حاصل يہ ہوا

SCEF کی فعالیت، بلاشبہ، اوپر بیان کردہ خدمات تک محدود نہیں ہے اور مسلسل تیار اور پھیل رہی ہے۔ فی الحال، SCEF کے لیے ایک درجن سے زیادہ خدمات پہلے ہی معیاری ہو چکی ہیں۔ اب ہم نے صرف ان اہم فنکشنز کو چھوا ہے جن کی ڈیولپرز کی طرف سے مانگ ہے؛ باقی کے بارے میں ہم آئندہ کے مضامین میں بات کریں گے۔

سوال فوری طور پر پیدا ہوتا ہے: ممکنہ معاملات کی ابتدائی جانچ اور ڈیبگنگ کے لیے اس "معجزہ" نوڈ تک ٹیسٹ رسائی کیسے حاصل کی جائے؟ سب کچھ بہت آسان ہے۔ کوئی بھی ڈویلپر درخواست جمع کرا سکتا ہے۔ [ای میل محفوظ]جس میں کنکشن کا مقصد، ممکنہ کیس کی تفصیل اور مواصلت کے لیے رابطے کی معلومات بتانا کافی ہے۔

جلد ہی ملیں گے!

مصنفین:

  • کنورجنٹ سلوشنز اور ملٹی میڈیا سروسز کے شعبہ کے سینئر ماہر سرگئی نووکوف سانوف,
  • کنورجنٹ سلوشنز اور ملٹی میڈیا سروسز ڈیپارٹمنٹ کے ماہر الیکسی لیپشین aslapsh



ماخذ: www.habr.com

نیا تبصرہ شامل کریں