(3)对更多核心网能力实现开放
面向未来5G应用的多种业务场景及多样化用户需求,运营商还可将更多的网元能力进行开放。例如开放S-CSCF(Serving-Call Session Control Function,服务-呼叫会话控制功能)与SCEF之间的ISC(IP multimedia Subsystem Service Control,IMS业务控制)接口可实现多方会议、号码显示等语言类能力的开放等,并最终可基于4G/5G融合架构通过NEF(Network Exposure Function,网络功能开放)与SCEF统一的北向接口实现更多核心网网元能力的融合开放。
3. SCEF部署及应用
3.1 QoS管道能力开放及部署应用
面向未来市场的井喷式发展以及业务的QoS多样化、个性化需求,运营商可充分利用自身管道优势,面向合作方业务平台,开放网络管道能力以满足游戏加速、视频类应用等多样化QoS需求。
部署方式为在EPC(Evolved Packet Core,演进的分组核心网)网络架构中增加网络能力开放层SCEF,根据应用的QoS要求向PCRF申请、调整网络资源,同时根据应用要求向PCRF执行网络资源事件通知的订阅和取消订阅,并将SCEF与业务平台之间基于JSON/XML(Javascript Object Notation/Extensible Markup Language,Java脚本对象表示/扩展标记语言)的协议转换为SCEF与PCRF之间的Diameter协议,解决了协议兼容性问题的同时也提高了网络安全性。EPC网络基于SCEF的QoS能力开放架构如图2所示,SCEF通过API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)接口向第三方业务开放网络能力,通过Rx接口实现接入控制,并实现接口封装及转换、会话管理、路由等功能。
图2 QoS管道能力开放架构图
通过SCEF将网络侧用户数据业务的QoS能力封装后以API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)形式开放给第三方应用。应用平台根据用户需求及时(用户使用业务时)向网络侧发起业务加速申请,网络侧依据与业务签订的协议,为当前用户提供加速服务。以游戏加速应用为例,用户开启某个手机游戏,发起业务加速请求,游戏业务平台调用能力网元接入模块经由管道能力网元向网络侧申请业务加速,用户升级为临时VIP用户,游戏服务商为该用户的游戏链接申请差异化服务。
3.2 物联网领域的能力开放及部署应用
NB-IoT蜂窝物联网以其覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低等优势而得到迅速发展。以NB-IoT低功耗实现技术的能力开放为例,若引入能力开放网元SCEF,可使终端省电特性更加智能化,同时运营商网络运维更加安全、高效。
基于现有EPC架构的NB-IoT网络,影响终端省电时长的三个参数为周期性TAU(Tracking Area Update,跟踪区更新)、PSM(Power Saving Mode,省电模式)的Active Time和eDRX(extended Idle Mode DRX,扩展的空闲模式DRX)周期长度,三个参数关系如图3所示。终端在一个TAU周期结束后,会退出省电模式,再次发起TAU流程;UE可同时请求激活PSM模式和eDRX两种省电模式,由MME决定某个或两个同时生效。若将核心网MME、HSS网元的网络参数配置能力进行开放,可将物联网用户个性化、多样化的省电时长需求参数通过物联网卡和终端的统一管理平台下发至核心网控制面网元,以实现网络自助配置并决定终端省电时长。这不但满足了终端用户多样化的省电时长需求,更是避免了网络维护人员工作量的增加以及人为配置可能出现差错的风险,且免去网维人员参与配置,需求响应更及时高效。
图3 周期性TAU、Active Time、eDRX三个参数关系图
部署方式为在EPC网络架构中增加网络能力开放SCEF网元,网络架构如图4所示。物联网统一管理平台将影响终端休眠时长/频率的三个时间参数PSM的Active Time、周期性TAU时间和eDRX周期长度集合下发至SCEF,SCEF将周期性TAU时长参数下发至HSS,HSS再下发至MME,SCEF通过S6t接口向用户归属HSS查询到用户拜访的MME,SCEF将省电模式的时间参数PSM的Active Time、eDRX参数通过T6a接口下发至MME,当UE和MME进行Attach附着/TAU流程时协商省电模式时间参数,并以MME配置参数为准。SCEF能力开放功能的引入,使得网络可根据物联网用户需求自助配置省电时间参数,满足了用户多样化、个性化低功耗需求。