YD T 3976-2021 5G移动通信网 会话管理功能（SMF）及用户平面功能（UPF）拓扑增强总体技术要求.pdf

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1、 ICS 33.060 CCS M 36 中华人民共和国通信行业标准 YD/T XXXX XXXX YD 5G 移 动通 信网 会话 管理功能 （SMF ）及 用 户平面功 能（UPF ） 拓扑增强 总体技术 要求 5G mobile telecommunication network technical requirement for enhancing topology of SMF and UPF （报批稿） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中华人 民共和 国工业 和信息 化部 发 布 YD/T XXXXXXXX I 目 次 前言 . IV 1 范

2、围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 缩略语 . 1 5 架构要求 . 2 通用 SBA 架构 . 2 非漫游参考点架构 . 3 漫游参考点架构 . 4 6 高层功能要求 . 5 概述 . 6 I-SMF选择，V-SMF重选 . 6 由I-SMF 控制的 UL CL 的使用 . 7 由I-SMF 控制的 IPv6多归属的使用 . 8 通过 I-SMF控制的 UPF 进行流量卸载时，I-SMF和SMF间的交互 . 8 6.5.1 概述 . 8 6.5.2 SMF向I-SMF发送的用于本次流量卸载的 N4 信息 . 9 事件管理 . 9 6.6.1 UE的移动性事件管

3、理 . 9 6.6.2 SMF事件开放服务 . 10 6.6.3 AMF隐式订阅PDU会话相关事件 . 10 支持蜂窝IoT . 10 PLMN内或PLMN间支持包含特定 SMF服务区域的部署拓扑 . 10 支持 5G LAN类型业务 . 10 会话管理 . 11 6.10.1 AF影响流量路由 . 11 6.10.2 已有 PDU会话用户面连接的选择性激活和去激活 . 11 用户面管理 . 11 6.11.1 UE IP地址管理 . 11 6.11.2 N4会话管理参数 . 11 7 接口功能要求 . 12 N4 接口 . 12 N11 接口 . 12 N16a接口 . 12 N38 接口

4、. 13 Nnrf接口 . 13 8 网元功能要求 . 13 NF 功能增强 . 13 YD/T XXXX XXXX II 8.1.1 SMF . 13 8.1.2 UPF . 13 NF 和 NF 服务发现和选择增强 . 13 8.2.1 SMF发现和选择 . 13 8.2.2 针对特定PDU会话的 UPF选择 . 13 9 关键流程 . 13 概述 . 13 I-SMF选择 . 14 注册流程 . 14 去注册流程 . 15 业务请求流程 . 15 9.5.1 概述 . 15 9.5.2 UE发起的业务请求流程且 I-SMF不需要改变 . 15 9.5.3 UE发起的业务请求流程且 I-S

5、MF 插入/变更/删除 . 16 9.5.4 网络触发的业务请求流程 . 21 PDU会话管理流程 . 21 9.6.1 PDU会话建立流程 . 21 9.6.2 PDU会话释放流程 . 22 9.6.3 PDU会话修改流程 . 22 涉及 PCF的I-SMF相关流程 . 22 9.7.1 I-SMF相关的策略更新流程 . 22 9.7.2 UP路径改变信息上报 AF . 23 跨NG-RAN的N2切换 . 24 9.8.1 I-SMF不改变/不删除下的跨 NG-RAN的N2 切换 . 24 9.8.2 I-SMF 插入/更新/删除场景下的跨 NG-RAN的 N2切换 . 24 涉及 I-SM

6、F的 AN 释放流程 . 30 I-SMF控制的 BP 或UL CL . 30 9.10.1 概述 . 30 9.10.2 添加由I-SMF 控制的 PDU会话锚点和分支点或 UL CL . 31 9.10.3 删除由I-SMF 控制的 PDU会话锚点和分支点或 UL CL . 32 9.10.4 更新由I-SMF 控制的 PDU会话锚点IPv6多归属或 UL CL . 34 CN 发起的涉及I-SMF 的PDU会话的选择性 UP 去激活 . 35 Xn 切换 . 35 9.12.1 插入 I-SMF的Xn切换 . 35 9.12.2 I-SMF重分配下的Xn 切换 . 36 9.12.3 I

7、-SMF删除下的 Xn 切换 . 37 9.12.4 无I-SMF改变的Xn 切换 . 39 涉及I-SMF的基于N26 接口的互操作流程 . 39 9.13.1 基于 N26接口的5GS到EPS空闲模式的迁移，I-SMF删除场景 . 39 9.13.2 存在数据转发的基于 N26接口的5GS到EPS空闲模式的迁移，I-SMF删除场景 . 39 9.13.3 I-SMF插入场景，基于 N26 接口的 EPS 到 5GS 移动性注册过程 (空闲和连接状态) . 39 9.13.4 I-SMF插入场景，存在数据转发的基于 N26接口的 EPS 到 5GS 空闲模式的迁移 . 40 9.13.5 E

8、PS 承载 ID分配过程 . 40 9.13.6 EPS到5GS移动性注册过程（空闲） ，基于N26 接口，AMF重分配和I-SMF 插入 . 40 YD/T XXXXXXXX III 9.13.7 基于 N26接口，5GS 到EPS切换，I-SMF 删除 . 40 9.13.8 基于 N26接口，EPS 到5GS切换，I-SMF 插入 . 40 9.13.9 对5GC流程的影响 . 41 计费暂停 . 41 YD/T XXXX XXXX IV 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文

9、件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国通信标准化协会提出并归口。 本文件起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院、中国移动通信集团有限 公司、中国电信集团有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、爱立信（中国）通信有限 公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司。 本文件主要起草人：任驰、王海梅、张晶、王信龙、周欣、刘柳、方海鹏、梁爽、张科峰、李娜、 徐鹂。 YD/T XXXXXXXX 1 5G 移动通信网 会话管理 功能（SMF ）及用户平面 功能（UPF）拓扑 增强总体 技术要 求 1 范围 本文件规定了基于SA架构的5G移动通信网会话管理功能（SMF）及用户平面

10、功能（UPF）拓扑增强总 体技术要求，包括架构要求、高层功能要求、接口功能要求、网元功能要求、关键流程要求等。 本文件适用于包括AMF、SMF、I-SMF、UPF等会话管理功能及用户面功能拓扑增强功能等基于SA架构 的5GC核心网网络功能所对应的关键5GC网元的研发、测试及验证评估工作。 2 规范性 引用 文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 YD/T 3615-2019 5G移动通信网 核心网总体技术要求 3GPP TS 23.50

11、1 v16.5.0 5G系统架构（System Architecture for the 5G System; Stage 2） 3GPP TS 23.502 v16.5.0 5G系统流程（Procedures for the 5G System;Stage 2） 3 术语和 定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AF:应用功能（Application Function） AMF：接入与移动性管理功能（Access and Mobility Management Function） BP：分支点（Branch point） CN：核心网（Core Net

12、work） DN：数据网络（Data Network） DNN：数据网络名（Data Network Name） EPC：演进的分组核心网（Evolved Packet Core） HR：回归属地漫游（Home Routed） ID：标识（IDentifier） IP：网际互联协议（Internet Protocol） I-SMF：中间会话管理功能（Intermediate SMF） I-UPF：中间用户面功能（Intermediate UPF） LBO：本地疏导漫游（Local Breakout） YD/T XXXX XXXX 2 NF：网络功能（Network Function） NRF：

13、网络存储功能（Network Repository Function） PCF：策略控制功能（Policy Control Function） PDU：分组数据单元（Packet Data Unit） PSA：PDU会话锚点（PDU Session Anchor） QFI：QoS流标识（QoS Flow Identity） QoS：服务质量（Quality of Service） RAN：无线接入网（Radio Access Network） RAT:无线接入类型（Radio Access Type） SA：独立组网（Stand Alone） SBA：服务化架构（Service Based A

14、rchitecture） SMF：会话管理功能（Session Management Function） SSC：会话与业务连续性（Session and Service Continuity） SUPI：签约用户永久标识（Subscriber Permanent Identifier） TAI：跟踪区域标识（Tracking Area ID） UDM：统一数据管理（Unified Data Management） UE：用户设备（User Equipment） UL CL：上行分类器（Uplink Classifier） UPF：用户面功能（User Plane Function） UDR：

15、用户数据寄存器（User Data Repository） 5 架构 通用SBA 架构 非漫游情况下的SBA架构如图1所示： UE (R)AN UPF AF AMF SMF PCF UDM DN N6 NRF NEF N3 N2 N4 AUSF Nausf Namf Nsmf Npcf Nnrf Nnef Nudm Naf NSSF Nnssf N9 SCP 图1 非漫游 情况 下 的 SBA 架构 图 LBO漫游情况下的SBA架构如图2所示： YD/T XXXXXXXX 3 NRF UDM Npcf Nnrf PCF Nudm UE (R)AN UPF DN N3 N6 AMF SMF PC

16、F Namf Nsmf Npcf NRF Nnrf N4 AUSF Nnef Nausf NEF Nnef NEF VPLMN HPLMN AF Naf Nnssf NSSF vSEPP hSEPP N9 Ni-nef I-NEF 图2 LBO 漫 游情 况下 的 SBA 架 构图 HR漫游情况下的SBA架构如图3所示： VPLMN HPLMN NRF UDM Npcf Nnrf PCF Nudm UE (R)AN UPF N3 N9 AMF SMF PCF Namf Nsmf Npcf NRF Nnrf N4 AUSF Nausf UPF AF Naf SMF Nnef Nsmf NEF N

17、nef NEF DN N6 Nnssf NSSF vSEPP hSEPP N32 Nnssf NSSF N9 N9 Ni-nef I-NEF 图3 HR 漫 游情 况下 的 SBA 架构图 非漫游 参考 点架 构 图4示意了不存在UL-CL/BP的情况下，PDU会话中插入一个I-SMF的非漫游参考点架构。 YD/T XXXX XXXX 4 AMF PCF UE (R)AN UPF DN N13 N7 N3 N6 N2 N4 N1 AF N5 SMF N11 N9 AUSF N8 N12 UDM N10 N14 N15 NSSF N22 I-SMF UPF N9 N9 N4 N16a CHF N

18、40 N38 注1：N16a是SMF和I-SMF之间的接口。 注2：N38是I-SMF之间的接口。 图4 不存 在UL-CL/BP 的 情况 下PDU 会话 中插 入一 个 I-SMF 的 非漫 游参 考点 架构 图5示意了存在UL-CL/BP的情况下，PDU会话中插入一个I-SMF的非漫游参考点架构。 AMF PCF UE (R)AN UPF DN N13 N7 N3 N6 N2 N4 N1 AF N5 SMF N11 AUSF N8 N12 UDM N10 N14 N15 NSSF N22 I-SMF UPF N9 N4 N16a DN CHF N40 N38 UPF N9 N6 N4 N

19、9 图5 存在 UL-CL/BP 的情 况下PDU 会 话中 插入 一个 I-SMF 的非漫 游参 考点 架构 漫游参 考点 架构 图6示意了LBO场景下的漫游架构，其中SMF控制的NG-(R)AN 连接的UPF和SMF控制的PDU会话锚点不 同，以下架构图以参考点表示。 YD/T XXXXXXXX 5 UDM AMF vPCF UE (R)AN UPF DN N8 N3 N2 N4 N1 hPCF N7 N6 VPLMN HPLMN N24 SMF N11 AF AUSF N12 N13 N10 N15 N5 NSSF N22 N9 I-SMF N16a N38 UPF N9 N9 N4 图

20、6 SMF/I-SMF 的漫 游 5G 系 统 架构 LBO 场 景下 的参 考 点架构 图7示意了HR场景下的漫游架构，架构图以参考点表示。 UDM AMF H-PCF UE (R)AN UPF Data Network N8 N16 N3 N9 N2 N4 N1 AF N5 SMF N7 UPF N6 VPLMN HPLMN N4 I-SMF N11 AUSF N12 N13 N10 V-PCF N15 N24 V-NSSF N22 H-NSSF N31 N9 N9 N38 图7 SMF/I-SMF 的漫 游 5G 系 统 架构 HR 场景 下的 参考 点架构 6 高层功 能 YD/T X

21、XXX XXXX 6 概述 当UE处于SMF服务区之外时，将会在SMF和AMF之间插入一个I-SMF。I-SMF通过N11接口同AMF连接和 交互，通过N16a接口和SMF连接和交互，I-SMF负责控制SMF无法直接控制的UPF。在必要的情况下，SM 上下文的交互以及隧道信息的转发将在两个SMF之间直接进行，而不需要涉及AMF。 根据不同的场景，在非漫游以及LBO漫游场景下的PDU会话既可以被一个单独的SMF服务，也可以同 时被一个SMF和一个I-SMF服务，当PDU会话同时被一个SMF和一个I-SMF服务时，只有SMF作为一个NF实例 有同PCF和CHF的接口。 如果PDU会话的DNN和一个

22、LADN相关，同时PDU会话中被插入了一个I-SMF，则SMF应释放或拒绝该PDU 会话。 注1：这表示运营商需要通过规划确保LADN服务区在SMF服务区之内，而不会跨SMF服务区。 注2：以上描述是为了覆盖UE没有在SMF服务区内，或者移动到了SMF服务区之外，PDU会话中插入了I-SMF的情况， 如在PDU会话建立、业务请求期间。如果PDU会话保持插入I-SMF的状态，SMF将不能执行LADN业务控制，如：SMF在业务 请求中无法获得通知。 如果PDU会话关联了SSC Mode 2或SSC Mode 3，无论是否适用包含特定SMF服务区域的部署拓扑，SMF 都可能触发到同一个DN的PDU会

23、话重建。 注3：SSC Mode 2或SSC Mode 3可以用于优化一个PDU会话的SMF的位置，和/或根据部署情况确保UE总是在控制PDU 会话的SMF的服务区中。在这种情况下（当没有要求在PLMN内的PDU会话连续性时）不需要在第6章进行流程的描述。 以下功能的应用中不支持涉及I-SMF的业务场景： - 3GPP TS 23.501 v16.5.0第5.27 节和 5.28节定义的 TSC功能； - 3GPP TS 23.501 v16.5.0第5.33.2.2节定义的冗余用户面路径功能； - 3GPP TS 23.501 v16.5.0第5.30节定义的非公共网络功能。 以下功能（在特

24、定条件下）可以支持涉及I-SMF的业务场景： - 在冗余PDU会话使用了不同的 S-NSSAI的情况下，支持 3GPP TS 23.501 v16.5.0 第5.33.2.1 节定义的冗余PDU会话功能； - 仅在当建立 PDU 会话的 S-NSSAI 指向支持传输层冗余传输功能的网络实例时支持 3GPP TS 23.501第5.33.2.3节定义的冗余用户面路径功能； - 在由SMF 而不是 I-SMF 发起 QoS监控时，能够支持3GPP TS 23.501 v16.5.0第5.33.3节定义 的QoS监控功能； - 能够支持如3GPP TS 23.501 v16.5.0第 5.7.3.4

25、节定义的动态CN PDB功能。 I-SMF 选择 ，V-SMF 重选 AMF负责检测何时为一个PDU会话添加或移除I-SMF或V-SMF。为了这个目的，AMF应从NRF获取SMF的 服务区的信息。在移动性事件如切换或AMF改变期间，如果SMF的服务区不包含新的UE位置，那么AMF将 选择并插入一个可以服务UE位置和S-NSSAI的I-SMF。相反的，如果AMF检测到不再需要I-SMF（因为SMF 的服务区域包含了新的UE位置），AMF将移除PDU会话的I-SMF以及和I-SMF的直接接口。如果AMF检测到 SMF无法服务UE位置（如由于移动性），那么AMF将选择一个新的I-SMF来服务UE位置

26、。如果已有的I-SMF （或V-SMF）无法服务UE位置（如由于移动性），同时SMF的服务区不包含新的UE位置（或PDU会话是HR 漫游的），那么AMF将发起一个I-SMF（或V-SMF）改变流程。 在非漫游以及LBO漫游场景的PDU会话建立中，如果AMF或SCP无法选择一个针对所选择DNN、S-NSSAI 以及所要求的SMF能力能够服务当前UE位置的SMF，那么AMF选择一个支持所选择DNN、S-NSSAI以及所要 求能力的SMF，并额外选择一个I-SMF来服务UE当前的位置和S-NSSAI。 相比于SMF选择功能，以下参数不适用于I-SMF选择： - 数据网络名（DNN ）； YD/T X

27、XXXXXXX 7 - UDM的签约信息。 注：本文件假设所有SMF和I-SMF都能够控制UPF进行EPC承载和5G QoS流之间的映射。 如果在PDU会话建立时使用了代理SMF发现： a) AMF向SCP发送Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request，并包含3GPP TS 23.501 v16.5.0 第 6.3.2 节中定义的参数（如 DNN，要求的 SMF 能力，UE 位置）作为发现和选择参数。如果 SCP 成 功 的 选 择 了 一 个 匹 配 所 有 发 现 和 选 择 参 数 的 SMF ， SCP 将 Nsmf_PDUSessionCreate

28、SMContext Request 转发给选择的SMF； b) 如果SCP无法选择一个匹配所有发现和选择参数的SMF， SCP向AMF返回一个专用的错误信息， 在这种情况下需要进行 I-SMF发现； c) 在收到SCP的无法发现匹配所有发现和选择参数的SMF 的错误响应后，AMF通过 NRF 执行SMF 的发现和选择（此时不提供 UE位置作为发现参数） ，AMF可能指示从NRF 返回的 SMF实例的最 大数量，即SMF的选择在NRF完成； d) AMF向SCP发送Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request， 包含所选择 SMF的端点信息 （如 URI） ，以

29、及在3GPP TS 23.501 v16.5.0第 6.3.2 节中定义的除DNN和要求的SMF 能力以外的 发现和选择参数，即用于 I-SMF 选择的参数。SCP 执行 I-SMF 的发现和选择并将 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request转发给选择的I-SMF； e) I-SMF通过SCP将 Nsmf_PDUSession_Create Request发送至SMF，I-SMF使用收到的所选择的 SMF的端点信息 （如URI） 构建需要寻址的目标目的地， SCP将Nsmf_PDUSession_Create Request 转发给SMF； f) SMF向

30、I-SMF应答需要给AMF的应答，AMF在应答消息中收到 I-SMF ID； g) 在收到来自I-SMF 的响应后，基于收到的I-SMF ID，AMF可能从NRF 获取 I-SMF的 SMF服务区 域，AMF 基于收到的 I-SMF 的服务区域在后续的 UE 移动性过程中判断是否需要进行 I-SMF 重 定位。 如果在PDU会话已经建立的情况下使用代理I-SMF发现，流程从以上步骤4开始。 如果代理V-SMF发现应用于V-SMF重选择，则适用3GPP TS 23.501 v16.5.0第6.3.2节的要求，但这 种情况下不需要进行H-SMF的发现和选择。 由I-SMF 控制的 UL CL 的

31、使用 本条仅适用于非漫游或LBO漫游场景。 当PDU会话涉及I-SMF，那么由I-SMF控制的UL CL将有可能被插入在PDU会话的数据路径中，由I-SMF 控制的UL CL在PDU会话的数据路径中的使用如图8所示： UE AN DN N1 N2 N4 N4 N16a N6 N6 DN N9 N9 N3 UPF 上行分类器 AMF I-SMF 到相同DN的本地接入 UPF PDU会话锚点 1 UPF PDU会话锚点 2 SMF N4 N11 YD/T XXXX XXXX 8 图8 由 I-SMF 控 制的 上行 分类 器（UL CL ）的 用户 面架 构 I-SMF基于从SMF收到的信息判断是

32、否要插入UL CL，并选择一个UPF作为UL CL和/或提供本地接入到 DN的PDU会话锚点。 由I-SMF 控制的 IPv6 多归属 的使 用 本条仅适用于非漫游或LBO漫游场景。 当PDU会话涉及I-SMF，那么由I-SMF控制的BP将有可能被插入在PDU会话的数据路径中，由I-SMF控 制的BP在PDU会话的数据路径中的使用如图9所示： UE AN DN N1 N2 N4 N4 N16a N6 N6 DN N9 N9 N3 UPF 分支点 AMF I-SMF 到相同DN的本地接入 UPF PDU会话锚点 1 UPF PDU会话锚点 2 SMF N4 N11 图9 由 I-SMF 控 制的

33、 分支 点（BP ）的 用户 面架 构 I-SMF基于从SMF收到的信息判断是否要插入BP，并选择一个UPF作为BP和/或提供本地接入到DN的 PDU会话锚点。 通过I-SMF 控制 的UPF 进 行流量 卸载 时，I-SMF 和SMF 间 的交 互 6.5.1 概述 本条仅适用于非漫游或LBO漫游场景，并适用于6.3和6.4所描述的架构。 当PDU会话插入了I-SMF，如在PDU会话建立期间，或由于UE移动性导致，I-SMF可向SMF提供其支持 的DNAI列表，基于从I-SMF收到的DNAI列表信息，SMF可向I-SMF提供针对该PDU会话的感兴趣的DNAI用于 本地流量分流，如马上提供，或

34、在收到一个新的或更新的或移除的PCC规则时提供。感兴趣的DNAI由PCC 规则派生而来。 I-SMF负责插入，更改或移除UPF以确保本地流量分流。SMF不需要具备接入本地DN的配置，也不需 要NRF输出的I-SMF控制的UPF的信息。I-SMF基于用于PDU会话本地分流所感兴趣的DNAI以及UE位置判断 应选择哪个或哪些DNAI，并基于DNAI选择作为UL CL/BP和/或PDU会话锚点的UPF，并将对应的UPF插入到 PDU会话的数据路径中。 当一个UL CL/BP已经被插入， 变更或移除， I-SMF应向SMF指示针对一个DNAI的流量卸载已经被插入， 更新或移除，并在为PDU会话分配了新的IPv6前缀的情况下同时提供已经被分配的IPv6前缀。 从此刻开始，SMF和I-SMF的交互