5G核心网技术基础自学系列 | 消息业务

Posted 2022-11-18 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

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3.10.1 消息业务概述

短消息业务(SMS) 既可用于最终用户发送或接收的消息， 也可用于网络和终端之间发送的、无须人工干预的消息。

当终端连接到5G/NR网络时，有两种主要方式可用于支持短消息业务。NR接入支持这两种方式， 因此无须回落到LTE接入。这两种方式是：

• IP短信

• 通过NAS的短信

3.10.2 IP短信

为了使该解决方案工作，就需要有一个与5GC系统相连的IMS系统，就像上述的语音解决方案一样，参见图3.25。连接5GC的IMS系统的功能基本上与4G/EPC的IMS功能相同，因为两种情况下的服务原理是一致的。

图3.25 IMS同时连接EPC和5GC

对IMS原理的详细讨论超出了本书的范围，其基本架构如图3.26所示，工作方式大致如下。

图3.26 IMS和5GC互连用于IP短信的架构

首先， 具有IMS能力的终端连接到网络， 进行鉴权并建立数据会话， 类似于连接到互联网。通过此数据连接， 终端使用IETF SIP协议与称为呼叫会话控制功能(CSCF) 的IMS节点进行通信。IMS网络中实际上有三个CSCF， 即P-CSCF、I-CSCF和S-CSCF，为了简化描述，在此将其视为一个实体。

CSCF和终端之间的SIP信令用于控制IMS会话和所使用的服务。对于诸如语音之类的IMS服务， 实际的媒体会话(语音呼叫) 由IMS中的SBG功能进行处理， 并且CSCF与5GC网络中的PCF交互以提供语音会话所需的QoS支持， 但这在1MS仅用于SMS时不需要。

IP短信依赖于把短消息封装在SIP消息(即IMS控制信令) 中， 通过接入网和5GC UPF透明地传输， 然后由IP-SM-GW网关(“IP短消息网关”) 将短消息在CSCF和SMS系统之间传送。

3.10.3 通过NAS的短信

5GC网络支持SMS的另一种解决方案不依赖于IMS系统， 这与不是智能手机的特殊终端设备(例如传感器、路由器或其他工业设备)相关。这些终端设备可能依赖于短消息进行通信(例如为了开机、重启或执行软件升级) ， 但是它们通常不具有IMS软件。此外，针对支持IMS信令的智能手机， 运营商也可以依靠通过NAS的短信通过空口提供终端的底层配置或提供数据。

其架构如图3.27所示。

图3.27 通过NAS的短信的架构

类似于IP短信， 出于效率的考虑， 通过NAS的短信也依赖于将SMS消息封装在控制信令中， 但是， 它使用的是AMF与终端之间的NAS控制信令， 而不是CSCF与终端之间的SIP信令， 因而它被称为“通过NAS的短信”。在5GC架构中， AMF终结来自终端的NAS信令， 并将解封装的SMS消息转发至短消息服务功能(SMSF) 。AMF也接收来自SMSF的SMS， 并封装到NAS消息中发送给终端设备。SMSF是一可选网络功能， 仅用于支持通过NAS的短信业务。像5G架构中的其他控制面网络功能一样， SMSF开放出一个依赖于HTTP通信的基于服务的接口， 称为Nsmsf。它连接5GC架构中的AMF和UDM功能。SMSF通过与UDM交互， 检查签约数据， 生成计费记录， 并在AMF和5GC架构外部的SMS网络之间转发SMS消息。