Les Architectures de Services Mobiles 5G SA : SMS, PWS, NEF, LCS, eMBMS, Edge Computing, 5GMS, MDT

4 jours

Comprendre les architectures de services dans le réseau 5GS : Messaging (SMS), Localisation (LB-SMS, CBS, LCS, MDT), Diffusion (eMBMS), Streaming (5GMS), Services NEF et Edge Computing

Ingénieurs télécom et réseau, Architectes réseau, Consultants réseaux et télécom

Connaissance minimum du réseau 5G SA appelé 5GS (5G System)

Le réseau mobile 5G en mode SA s’appelle 5GS (5GS Packet system). Il est constitué d’un nouveau réseau d’accès appelé NR (New Radio) et d’un nouveau réseau cœur appelé 5GC (5G Core) tout IP. Indépendamment des services IP tels que la VoNR ou RCS mis en œuvre via des plates-formes de service IP de type IMS et accédées via le 5GS, le réseau 5GS lui-même offre des services aux clients 5G. Ces services sont décrits dans cette formation :
• Le service SMS : Alors que le SMS peut être mis en œuvre via le domaine l’IMS, il est possible d’émettre et recevoir des SMS via le réseau 5GS directement. Une architecture de service SMS in 5GS permet d’offrir le service. La formation décrit les différentes architecture SMS pour le 5GS.
• Les architectures pour l’alerte aux populations en 5G : Cell Broadcast et Location-based SMS. Le service Cell Broadcast (CBS) permet la diffusion d’un certain nombre de messages non acquittés à tous les récepteurs dans une région donnée appelée Cell Broadcast Areas. Ce service permet notamment la fonction de protection des populations en intégrant une capacité à avertir les populations de tout événement de sécurité civile : catastrophes naturelles (e.g., inondations, séisme, tsunami), technologiques (e.g., accident industriel), outre les attentats terroristes. Une alternation au CBS et le LB-SMS (Location-based SMS) qui permet dde délivrer un SMS en point à point à tous les usagers se trouvant dans la zone de diffusion.
• Le service de localisation (LCS) permettant de fournir la localisation de l’usager 5GS soit de base via l’information Cell ID qui correspond à l’identité de la cellule qui prend en charge l’UE, soit très précise avec des techniques telles que E-CellID (Enhanced Cell ID), OTDOA (Observed Time Difference of Arrival) et A-GNSS (Assisted Global Navigation Satellite Systems). Une architecture de service LCS dans le réseau 5GS est requise pour offrir ce service.
• Les services NEF (Network Expoisure Function) qui correspondent à des services du réseau 5G qui sont exposées au monde externe qui peut les invoquer via des APIs. Parmi ces services figurent des services de policy and charging control, services de provisioninig, services de souscription/notification à des événements réseau, etc.
• Le service Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service (E-MBMS) : L’architecture de service E-MBMS (Multimedia Broadcast MultiCast Service) permet de transmettre simultanément le même flux à tous les utilisateurs qui le souhaitent en utilisant le transport multicast dans le réseau cœur et un seul canal radio multicast.
• L’edge computing est un mode du traitement de données qui vise à effectuer les opérations au plus proche de la source des données. Les calculs prennent place à la périphérie du réseau ce qui diminue les temps de latence. L’edge computing implique donc une infrastructure locale sous forme de edge data centers. Une architectures Edge Computing 3GPP dans le 5GS est nécessaire pour offrir la fonctionnalité ; elle s’appuie sur les enablers offerts par le 5GS.
• 5G Media Streaming (5GMS) permet aux application providers souhaitant offrir des services de streaming en 5G d’utiliser les enablers 5G pour délivrer des services de qualité : edge computing, eMBMS, streaming session with QoS, etc. Une architecture 5GMS a été intégrée dans le 5GS.
• Minimization of drive tests : Grace cette fonctionnalité, les terminaux peuvent, sur demande du réseau, remonter des indicateurs de qualité radio (couverture, qualité de service selon le service) associés à l’information de géo-localisation (localisation où la mesure a été effectuée). Une exploitation efficace de ces mesures permettrait une gestion plus fine et plus personnalisée des ressources radio.

1. Architectures de service SMS pour un client 5GS
1.1. SMS in 5GS
1.1.1. Entités : AMF, SMSF, UDM/UDR, SMSC
1.1.2. Interfaces Namf, Nsmsf, Nudm
1.1.3. Interface MAP E ou DIAMETER SGd du SMSC
1.1.4. Enregistrement au 5GS et assignation de la SMSF
1.1.5. Envoi de SMS
1.1.6. Réception de SMS
1.1.7. Traitement d'erreur
1.1.8. Données du profil de l'usager 5GS relatives à SMS in MME
1.2. Architecture SMS over IP
1.2.1. Envoi de SMS
1.2.2. Réception de SMS

2. Public Warning System (PWS)
2.1. CBS (Cell Broadcast Service) pour PWS
2.1.1. Architecture CBS dans le 5GS
2.1.1.1. CBE
2.1.1.2. CBC/CBCF
2.1.1.3. AMF
2.1.1.4. gNB
2.1.1.5. PWS-IWF
2.1.1.6. Interfaces SBc, N50, N2
2.1.2. Format de message CBS entre CBCF et AMF et entre AMF et gNB
2.1.3. Formation de message SIB12 entre gNB et UE
2.1.4. Envoi de message CBS et call flow associé
2.2. LB-SMS (Location-Based SMS) pour PWS
2.2.1. Architecture
2.2.1.1. Base de données de localisation passive
2.2.1.2. Passerelle d’alerte
2.2.1.3. SMSC
2.2.1.4. Envoi de message LB-SMS et call flow associé
2.3. Différences entre CBS et LB-SMS

3. Architecture de service LCS (Location based Services)
3.1. Applications de localisation
3.2. Entités : GMLC, LMF, UDM, AMF, PPR
3.3. Interfaces : NL6, NL2, NL6
3.4. Protocole LPP entre UE et LMF
3.5. Protocole LPPa entre gNB et LMF
3.6. API entre les applications externes et le réseau mobile (i.e., GMLC) : MLP
3.7. Méthodes de localisation
3.7.1. Méthode basée sur le plan usager
3.7.2. Méthode basée sur le plan de contrôle
3.8. Techniques de localisation
3.8.1. Cell ID
3.8.2. Enhanced Cell ID
3.8.3. OTDOA
3.8.4. UTDOA
3.8.5. A-GNSS
3.9. Call flows de bout en bout pour les services de localisation
3.10. MT-LR
3.11. NI-LR
3.12. MO-LR

4. NEF : Network Exposure Function
4.1. Service de souscription/Notification à des évènements réseau standard
4.2. Service de provisioning (trafic influence, gestion des PFDs, gestion de l’economie d’énergie pour des devices IoT, etc)
4.3. Services PCC (background data transfer, AF session with QoS, etc.)
4.4. Service de device triggering
4.5. Services de livraison de données non-IP (données unstructured)

5. E-MBMS : Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service
5.1. Applications nécessitant le mode broadcast ou multicast
5.2. Entités de l'architecture E-MBMS : BM-SC, MBMS GW, AMF, MCE, gNB
5.3. Interfaces
5.3.1. SGmb, SGi-mb, M1, M2, M3
5.4. E-MBMS User Services
5.4.1. Procédures de livraison associées
5.5. E-MBMS Bearer Services
5.5.1. Session Start
5.5.2. Session Stop
5.5.3. Session Update

6. Edge Computing dans le 5GS
6.1. Définition de l’edge computing
6.2. Avantages de l’Edge Computing
6.3. Domaines d’application de l’Edge Computing
6.4. Device edge computing aware versus Device edge computing unaware
6.5. Mobilité Edge Computing versus mobilité radiomobile
6.6. Acteurs de l’edge computing
6.6.1. ASP : Application Service Provider
6.6.2. ECSP : Edge Computing Service Provider
6.6.3. CSP : Communications Service Provider
6.6.4. Fonctions prises en charge par chaque acteur dans l’architecture edge computing
6.7. Architecture Edge Computing 3GPP
6.7.1. Fonctionnalités EDGEAPP (Architecture for enabling Edge Applications)
6.7.2. AC (Application Client)
6.7.3. EEC (Edge Enabler Client)
6.7.4. EES (Edge Enabler Server)
6.7.5. EAS (Edge Application Server)
6.7.6. ECS (Edge Configuration Server)
6.7.7. Interfaces EDGE entre les entités de l’architecture : EDGE 1 à EDGE 9
6.8. Identités Edge Computing
6.9. Modèles de déploiement possibles de l’architecture Edge Computing 3GPP
6.10. Procédures Edge Computing 3GPP
6.10.1. Enregistrement
6.10.2. Découverte des EAS
6.10.3. Scénarios d’Application Context Relocation (ACR)
6.10.4. APIs exposées par le réseau 5G SA via la NEF ou la PCF à l’architecture Edge Computing 3GPP et procédures associées
6.10.5. API AF Traffic Influence
6.10.6. API UE Location
6.10.7. API UE Identifier
6.10.8. AF Session With QoS
6.10.9. API UE Expected Behavior

7. 5GMS (5G Media Streaming)
7.1. Streaming dans le contexte 5GS
7.2. Architecture 5GMS
7.2.1. 5GMS Client
7.2.1.1. Media Session Handler
7.2.1.2. Media Streamer
7.2.2. 5GMS AF
7.2.3. 5GMS AS
7.2.4. Interface entre les composants de l’architecture
7.3. Architecture 5GMSd
7.4. Architecture 5GMSu
7.5. Intrégration d’Edge Computing dans 5GMS
7.6. Intégration d’eMBMS dans 5GMS
7.7. Procédure 5GMS
7.7.1. Configuration du 5GMS Client avec les informations d’accès au service
7.7.2. Consumption reporting
7.7.3. Metrics reporting
7.7.4. Policy invocation
7.7.5. Network assistance

8. Minimization of Drive Test (MDT)
8.1. Avantages de MDT
8.2. Signaling-based MDT versus Management-based MDT
8.3. Architecture Signaling-based MDT
8.4. Architecture Management-based MDT
8.5. Types de MDT
8.5.1. Immediate MDT
8.5.2. Logged MDT
8.5.3. Accessibility MDT
8.6. Architecture de collecte MDT
8.7. Paramètres mesurés pour les immediate MDTs :
8.7.1. RSRP, RSRQ, Power Headroom
8.7.2. Data volume, throughput, delay, loss
8.8. Paramètres mesurés pour les Logged MDTs :
8.8.1. RSRP, RSRQ