2022-12-17 6:17 LJY2345   评论关闭   0 

「喂,王總您好...... 好的稍等,我查一下......」

天氣晴朗,適合郊遊,正在大巴車裡打遊戲的打工人小李,接到了來自老闆的電話,老闆詢問工作相關的內容。

小李一邊把遊戲掛了機,一邊用手機登錄公司郵箱,期間還上網查了個資料,最終順利完成了老闆的「詢問」,不慌不忙繼續遊戲。

這波操作驚呆了一旁的小編,電話、遊戲、上網、郵箱…… 原來手機這麼厲害,真可謂是「一機多用」。這是怎麼做到的?經過數日的研究,終於得到了答案 —— 為了讓你「一機多用」,手機不可謂是不努力。今天就來跟大家好好聊一聊「一機多用」的秘籍,也是核心網的另一大功能 —— 會話管理。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

「會話」這個詞,並不是我們日常提到的對話,而是網絡中的兩個節點設備間為了進行數據交換而建立的邏輯連接。

是不是太深奧沒法理解?我們來舉個簡單的例子:

我們都知道,早期的電話,是由話務員進行人工操作轉接的,用的是人工交換機,電話交換過程中的接線、拆線等作業完全由話務員用手工操作完成。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

如今,雖然人工交換機早已成為了歷史,但通信的本質一直都是類似的。之前唯一的電話功能早已拓展成如今的電話、上網一條龍服務,那原本的人工接線員,自然也會隨着時代進步。

那麼,在移動通信網絡中,也有「接線員」這樣的角色。在 4G 的 EPC(Evolved Packet Core)網絡中,MME、SGW、PGW 共同完成的會話管理功能,而在 5GC 中,SMF 負責獨立完成會話管理的功能,也就是在 UE 與數據網之間建立數據連接,從而使 UE 可以使用數據業務,成為了一名專職「接線員」。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

下面,我們就從概念以及業務連續性兩個方面,來認識一下從 4G 到 5G 網絡的轉換下,會話管理功能有哪些變化。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

4/5G 下會話管理的概念

EPS(Evolved Packet System)網絡中,會話管理是指在 UE 與 PDN 之間建立 PDN 數據連接,將 PDN 連接作為會話管理的數據通道。比如,當我們上網時,會建立一個 EPS 默認承載用來訪問網頁。訪問到一半,又來了一個電話,這時候,會有負責語音的專有承載來滿足打電話的需求。此外,一個 UE 還可以同時創建多個 PDN 連接,分別訪問不同的 PDN 網絡。這樣,無論你是想打邊電話邊刷網頁,還是想邊刷網頁邊看視頻,都不在話下。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

到了 5G 時代,以 PDU(Packet Data Unit,分組數據單元)會話為數據通道,在 UE 與 DN(Data Network,數據網)之間建立數據連接。

4G 網絡中的 EPS 承載,在 5G 網絡中換成了 QoS Flow(5G 中的數據通路)。與 4G 類似,5G 網絡中的一個 PDU 會話可以由多個 QoS Flow 進行控制,如果默認 QoS Flow 不能滿足業務需求,也會建立專有 QoS Flow,從而保證業務的質量。5G 網絡支持同時創建多個 PDU 會話來訪問不同的數據網絡。不同的是,5G 中不會強制建立默認 QoS Flow,而是根據業務的需求來確定是否建立 PDU 會話。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

說了這麼多,是不是學廢了?不慌,我們來總結一下 4G 和 5G 下會話管理的概念對比。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

4/5G 下的業務連續性

電話、視頻、遊戲...... 如今,我們需要的業務種類越來越豐富,業務場景也更加多樣化。在《為了讓你順利上網,手機默默背着你做了多少事?》中我們已經知道,在網絡覆蓋的範圍內,無論用戶移動到哪裡,網絡都能跟蹤和記錄到用戶的位置信息,也就是移動性管理功能。

SMF 作為「接線員」,主要職責之一就是要保證業務連續性,即使用戶發生了移動,原本正在進行的業務也不能中斷。那麼,這是怎麼實現的呢?這就不得不提會話與業務連續性的關係了。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

為了滿足不同業務對連續性的不同要求,相對於 4G 中的 SSC Mode1(Session and Service Continuity,會話與業務連續性),5G 系統提供了三種 SSC Mode。不同的 SSC Mode 有什麼含義和差別呢?下面我們繼續以打工人的日常為例,一起看看不同的 SSC Mode 是如何運作的吧~

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

SSC Mode1

始終錨定原 UPF,適用於對業務連續性要求較高的應用。

打工人的一天里,工作電話是絕對少不了的。不管打着電話走到哪裡,可不能有卡頓,不然,電話打了,內容沒聽清,還不如直接打字來的清晰...... 我要這電話有何用?

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

不用擔心,在 SSC Mode1 的支持下,即使你打着電話從雨花台到了新街口(被你發現了,小編在南京),業務地址也不會改變。由於雨花台 UPF 的覆蓋範圍不包括新街口,因此會接入新街口的 UPF,並且新街口 UPF 會插入到雨花台 UPF 前,實際上仍然是通過錨點 UPF(也就是雨花台 UPF)來訪問網絡。「語音溝通更清晰明了」,根本不是問題~

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

SSC Mode2

先斷後連,適用於對於業務連續性要求不高,允許業務出現短暫中斷的應用。

下班之後的打工人,也需要追劇來放鬆一下緊繃了一天的小心臟。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

從位於雨花台的公司下班,打開視頻,走到新街口后,SMF 會發現當前雨花台的用戶面路徑不是最優路徑,就會請求用戶(也就是你用來看視頻的手機)釋放原 PDU 會話,並建立一個新的 PDU 會話連接到當前新街口的網絡(先斷後連)。與雨花台的 UPF 斷開並重新接入新街口 UPF 的過程,可能會造成小小的網絡卡頓。但不要緊,靠着之前的緩存,屏幕前的你甚至都感覺不到。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

SSC Mode3

先連后斷,適用於對於業務連續性要求不高,但對時延要求比較高的業務。

忙碌了一周,終於盼來周末的打工人,當然要找小夥伴一起開黑啊!哪怕出門不在家,路上也想來一把。這時候,SSC Mode3 就迎來了它的用武之地。

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

地鐵上的你打着遊戲,不知不覺已經從雨花台到了新街口(不要問我為啥總去新街口,問就是喜歡)。遠距離的移動導致原來雨花台的用戶面路徑不是最優路徑,怎麼辦?這時,SMF 會請求用戶(也就是你用來打遊戲的手機)重新建立一個連接到當前網絡的新 PDU 會話,並選擇新街口 UPF。在業務轉移到新街口 PDU 會話上之後,再請用戶釋放雨花台的 PDU 會話(先連后斷)。相比於 SSC Mode1 模式,SSC Mode3 模式在保證連續性的同時,還能減小時延,讓屏幕前打遊戲的你,體驗「流暢到起飛」的快感~

手機「一機多用」的秘籍 —— 會話管理

實際工作時,具體選擇哪一種 SSC Mode,也是接線員 SMF 的主要工作。在用戶發起業務時,運營商可以向用戶提供 SSC Mode 選擇策略,包括一個或多個 SSC Mode 選擇規則,用戶根據這些策略來確定每個應用的 SSC Mode 類型。無論是保持最初的錨點 UPF,還是先斷後連、先連后斷,都是為了給用戶帶來最舒適的業務體驗。

由此可見,一部小小的手機,能夠實現「一機多用」的強大功能,並帶來清晰流暢的用戶體驗,都離不開我們的「接線員」SMF 的努力。

無論 4G 還是 5G,雖然數據通道和承載粒度都有所變化,但會話管理的本質並沒有改變,都是由 UE 發起,向外部數據網絡建立連接,實現網絡通信。而 5G 中的改變,無非是通過 NF 功能解耦、PDU 會話與新的 SSC Mode,更好地服務於日益多樣化的業務。

為了讓你「一機多用」,手機做了這麼多努力,你看到了嗎?

本文來自微信公眾號:中興文檔 (ID:ztedoc)

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