从AMF与SMF的分工说起6G系统架构关键议题系列 · 第一篇 · 聚焦KI#1.1：NAS功能演进

通信大视野

在5G核心网中，SMF负责会话管理。不过，一次PDU会话建立请求到达网络后，AMF仍要参与选择SMF，保存会话与SMF的关联，并将请求转交给SMF。[1][2]

这组分工里有三个值得分开理解的问题：消息经过谁，内容由谁处理，与这条消息有关的状态和选择规则又由谁维护。

6G的KI#1.1正围绕这些关系继续研究：引入新的NAS功能时，能否让其他NAS功能保持不变；如果做不到，怎样尽量减少影响。[3，§5.1]

本文从5G已有机制出发，沿着会话管理这条线解释问题成因和候选方案。文中的6G设计均保留其研究状态，方案名称和功能分工不代表已经确定的最终架构。

5G已经实现了重要的功能分工

NAS，即非接入层，承载终端与核心网之间的有关控制交互。这里先关注两部分：NAS-MM承担注册、连接和移动性管理等相关功能，NAS-SM承担会话管理功能。网络侧相应职责主要由AMF与SMF承担。[1]

以3GPP接入下的会话管理交互为例，UE产生NAS-SM消息，将其放入NAS-MM的传送消息中。消息经过接入网到达AMF，AMF处理NAS-MM部分，根据附加的转发信息，将SM消息交给SMF。SM消息的内容由UE和SMF生成、解释和处理，AMF不解释其中的SM内容。[1，§8.2.2.3]

图1：简化上行传送路径，省略其他参与网元和完整消息步骤。NAS-SM逻辑终止于UE与SMF，消息仍经AMF转发。[1][2]

这套安排把会话消息处理交给SMF，同时让多种功能复用UE与AMF之间的NAS传送和安全保护机制。这里的“不解释”指AMF不承担NAS-SM消息的协议处理；NAS安全保护基于UE与AMF之间的安全上下文，5GSM消息通过受保护的5GMM传送消息获得间接保护。NAS-SM的逻辑终止点与NAS安全保护终止点，需要分别理解。[1，§8.2.2.1—§8.2.2.3][10，§4.4.1]

5G规范本身就提出了功能模块化原则，并明确描述了NAS-MM中的RM/CM消息与其他类型NAS消息及相应过程的解耦。因此，理解6G研究的起点，要先承认5G已经完成的这些分工，再检查尚存的依赖。[1，§4.1、§8.2.2.1]

一次DNN替换，就能看见AMF参与到哪里

先看新PDU会话建立中由UE提供DNN和S-NSSAI的情形。DNN标识目标数据网络，S-NSSAI用于标识所请求的网络切片，PDU Session ID区分终端的不同会话。UE将PDU会话建立请求（PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST）作为N1 SM信息，放入UL NAS TRANSPORT的载荷容器中。下面分别称它们为内层会话建立请求和外层传送消息。[2][10]

信息

外层传送消息的容器之外

内层会话建立请求

DNN、S-NSSAI

在本文限定场景中携带

该请求没有独立的这两个字段

PDU Session ID

携带

5GSM消息头中也包含它

外层携带，不代表内层没有。 上表只针对这里的新建会话请求；不能推广到所有NAS-SM消息。例如，PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT的消息组成表列有DNN和S-NSSAI，具体携带条件按相应过程处理。[10，表8.2.10.1.1、表8.3.1.1.1、表8.3.2.1.1]

AMF需要结合相应条件选择SMF，并保存DNN、S-NSSAI、PDU Session ID、SMF标识以及接入类型之间的关联。这里，SMF负责处理内层会话建立请求，AMF仍参与容器之外的选择和关联维护。[2，§4.3.2.2.1，步骤1—3]

流程中还存在一个更具体的分支：UE请求的DNN存在于订阅信息中，但PCF提供的运营商策略指示需要替换这个DNN。 在这一条件下，AMF需要请求PCF执行DNN替换，得到网络选定的DNN。PCF即策略控制功能。[2，§4.3.2.2.1，步骤2]

这里要区分UE请求的DNN与网络选定的DNN。AMF向SMF发送建立会话管理上下文的请求时，规范分别列出了selected DNN、UE requested DNN和N1 SM container。所述替换发生在会话选择与参数传递层面，不是AMF进入内层会话建立请求、修改其中的DNN字段——该请求本来就没有独立的DNN字段。[2，§4.3.2.2.1，步骤3][10，表8.3.1.1.1]

沿着这条分支看，AMF承担的工作包括识别相关条件、发起策略交互、参与SMF选择，再维护相应关联。SM容器内部依然由SMF处理，但容器之外的这些会话相关决策已经涉及AMF。

这就解释了功能演进可能产生牵连的具体位置。如果一项新会话能力要求改变上述选择条件、策略交互或关联维护方式，AMF侧相应职责就可能需要调整。反过来，如果变化只发生在SMF处理的消息内容中，既有传送信息和选择规则都能继续使用，就不能据此认定AMF也必须修改。

这里讨论的是由已知职责推导出的变更影响。模块化NAS候选方案也把AMF参与SMF选择、DNN替换相关交互和会话关联维护列为研究动机；这些材料并未证明所有会话升级都会牵动AMF，也没有给出某个现网因此发生性能瓶颈的结论。[4，§6.1.1.2.1.1]

进一步演进，需要同时处理公共传送和会话职责

只把SM消息封装起来，并不能自动解决上述问题。公共传送部分仍要知道消息送到哪里，网络也仍要决定谁负责这条会话。

因此，可以从两个层面理解相关候选设计。一个层面是协议分层：NAS-MM与公共路由／传送是什么关系。另一个层面是职责分配：选择会话处理网元、保存会话关联等工作由谁完成。两者相关，却不能相互替代。

在已核对的材料中，可以看到三种有代表性的做法。下面先看它们怎样安排公共传送，括号中的原文编号用于查阅来源。

增强现有NAS-MM传送（方案1.1.1）。 这条路径以5G NAS为基础，其他NAS功能仍借助NAS-MM传送，同时研究使用网元类型、服务类型、实例或会话等标识来支持增强传送。其目标同样包括减少新增功能对NAS-MM的影响，并使传送功能独立于所传送的网元消息或服务消息。[5，§6.1.1.1.0]

在AMF内分开公共路由与NAS-MM（方案2A1）。 这里一个重要变化是：NAS-MM自己也把消息交给下层的NAS路由子层，NAS-SM及其他NAS功能同样使用这一公共层。在网络侧，NAS-MM与NAS路由都位于6G AMF，并不妨碍它们具有不同职责。[4，§6.1.1.2.1.3]

设置独立信令路由网元（方案2A2）。 SRF即Signalling Routing Function，负责有关信令的路由和转送；移动性管理由6G AMF承担，其他功能由对应网元处理。这一路径又增加了路由功能作为独立网元部署的选择。[6，§6.1.1.2.2.2.2]

增强现有传送、在同一网元内调整分层、设置独立路由网元，体现了不同的复用和分工选择。它们是并行候选路径，不代表已经确定的先后升级顺序。

以SMF选择和会话关联为例，看候选方案怎样重新分工

前面的DNN替换分支，说明AMF会参与SM载荷之外的会话相关决策。接下来把比较集中在会话建立中的两项职责：谁选择具体的会话管理网元，谁保存会话与该网元的关联。

下面选取AMF内设置公共路由方案中的一种分工（2A1，Option 2），以非漫游场景为例。它仍让NAS路由位于6G AMF，但在会话管理域中区分Serving SMF（服务SMF，简称S-SMF）和Anchor SMF（锚点SMF，简称A-SMF）。前者承担UE级会话管理，后者承担PDU会话级会话管理。[4，§6.1.1.2.1.2]

在这项候选设计中，6G AMF先为UE选择S-SMF，将该UE的NAS-SM消息交给它。S-SMF再依据DNN、S-NSSAI等会话条件，选择承担具体会话的A-SMF。S-SMF也可以自行承担A-SMF职责；下面的图选择两者分开的情形，以便看清关联的归属。[4]

假设同一UE建立两个PDU会话，分别由不同的A-SMF服务。5G前述流程中，AMF要保存相应会话与SMF的关联；在这里选取的Option 2中，6G AMF面向S-SMF，具体A-SMF的选择及关联由S-SMF处理。就这里讨论的SMF关联而言，原文明确写出：当S-SMF与A-SMF不同时，A-SMF标识由S-SMF保存，AMF保存的是S-SMF标识。这一比较限定于SMF关联的保存责任。[2][4]

这样一来，按会话选择锚点的规则，以及相应A-SMF关联维护，就有了位于会话管理域内的明确承担者。如果将来变化集中在这些规则上，而AMF与S-SMF之间的选择和传送约定仍适用，变化就有机会主要在会话管理域内处理。这是该分工减少跨功能牵连的机制，也是一个带有条件的工程判断。

AMF仍然要选择S-SMF，并传送相关消息。原文列举的选择依据包括UE所在位置、用户订阅、SMF能否承担Serving SMF职责，以及所请求的S-NSSAI。因此，这个选项调整的是UE级S-SMF选择与PDU会话级A-SMF选择的分工，AMF仍然依赖相关选择条件。[4，§6.1.1.2.1.2]

图2：非漫游场景下的2A1 Option 2候选方案，展示S-SMF与A-SMF分开承担职责的情形。两个会话用于说明不同A-SMF的选择；箭头表示简化的信令传送方向，省略其他网元和安全细节，不表示完整消息序列或所有NAS-SM消息的共同终止点。依据S2-2609027 §6.1.1.2.1.2。[4]

还要注意，“公共路由独立于NAS-MM”并不自动意味着“会话选择已经全部移出AMF”。 同一路由分层方案还有另一种分工（2A1，Option 1）：仍由6G AMF内的NAS路由功能依据DNN、S-NSSAI等参数选择SMF。协议分层与选择职责，必须放在具体选项里一起看。[4，§6.1.1.2.1.2]

职责调整有代价，功能独立也不等于系统更简单

在上述由S-SMF承担选择职责的分工中，当S-SMF与A-SMF分开时，具体会话信令的处理与转送需要两者协同，A-SMF选择及关联维护工作转由S-SMF承担。分工提供了隔离部分变化的机会，同时也带来了需要设计的接口和状态维护工作。S-SMF本身发生变化时，相关连续性处理仍要落实到流程。[4]

独立信令路由方案（2A2）研究了三种UE上下文保存方式：完全不保存UE上下文；仅在UE相关N2连接活动期间保存，连接释放后清除；以及连接释放后仍在本地或专用核心网网元保存。三者的区别涉及保存哪些信息，以及这些信息保留多久。[6，§6.1.1.2.2.2.1]

在保存有关路由关联的方式中，SRF可以据此将后续SM消息送到相应S-SMF；完全不保存UE上下文的方式，则在所述后续SM路由中依据消息携带的6G S-SMF GUTI完成转送。减少关联保存，意味着更依赖消息中的选路信息及配套机制。[6，§6.1.1.2.2.2.3]

三种方式都假定SRF维护RAN节点级的N2上下文。因此，“无UE上下文”不能理解为SRF没有任何状态。[6，§6.1.1.2.2.2.1]

完全无UE上下文方式还保留一个具体未决问题：在UE关联过程中，6GAP层的UE状态及状态迁移如何处理，原文仍标为FFS，即待研究。概念上的路由办法，并不意味着连接状态处理已经完整解决。判断复杂度，需要逐项检查保存什么、消息携带什么，以及状态变化时由谁更新。[6，§6.1.1.2.2.5.1]

现有材料支持解释这些机制取舍，尚不足以承诺哪条路径一定降低时延、降低成本，或者让所有功能独立升级。

技术演进的脉络，已经可以从这些职责变化中看出来

5G把会话消息处理交给SMF，并提供公共NAS传送和安全保护；继续演进时，研究者还要处理选择规则、状态维护和公共传送之间的依赖。相关候选路径分别探索增强既有传送、重新划分NAS路由层，以及调整网元和会话职责。它们都需要回答：哪些变化可以被隔离，哪些交互仍然必须协同。

SA2#176通过的KI#1.1研究P-CR已写入原则：NAS路由／传送功能应对所传送的NAS载荷保持内容无关，依据位于载荷之外的路由信息，以及网络中可能保存的附加路由信息进行传送。NAS载荷的具体组成仍待研究。[7][9]

同一文件还提出了给定UE从6G RAN进入6G核心网的单一控制面入口，并明确说明，这不决定由哪个核心网实体承接。连接管理如何实现、放在哪里，也仍待研究。[7]

KI#1还包括KI#1.2，即支持运营商服务的通用UE—核心网交互机制，涉及发现、能力协商、授权和传送。它与NAS演进有关，但有自己的问题范围；相关阶段性原则也明确不决定KI#1.1的NAS设计选择。这条线可以在后续文章中结合具体服务另行展开。[3][8]

阅读后续KI#1.1提案时，可以沿一条消息追踪四件事：谁解释内容，谁决定目的地，谁维护关联，功能变化时谁必须一起改变。把这些关系放回会话建立等具体流程，才有依据判断一个候选设计减少了哪些牵连，又增加了哪些协同工作。

材料范围与参考来源

本文以TS 23.501、TS 23.502和TS 24.501 V18.8.0解释5G机制及消息格式，以TR 23.801-01 V0.8.0及SA2[color=rgb(87, 107, 149) !important][url=]#176已核对原件解释6G研究[/url]。

1. 3GPP TS 23.501 V18.8.0，§4.1、§6.2.1、§6.2.2、§8.2.2.1—§8.2.2.3。原件：23501-i80.docx；

2. 3GPP TS 23.502 V18.8.0，§4.3.2.2.1，步骤1—3，尤其步骤2的DNN替换条件及会话关联。原件：23502-i80.docx；

3. 3GPP TR 23.801-01 V0.8.0，§5.1，KI#1.1与KI#1.2的问题范围。原件：23801-01-080_clean.docx；

4. SA2#176，S2-2609027，方案变体2A1更新。§6.1.1.2.1.1：动机；§6.1.1.2.1.2：Option 1与Option 2、S-SMF／A-SMF职责及标识保存；§6.1.1.2.1.3：NAS路由与NAS-MM分层。本文详解的是其中Option 2，方案仍为候选。

5. SA2#176，S2-2609157，方案变体1.1.1更新，§6.1.1.1.0：5G NAS基线、NAS-MM传送及增强的网元／服务标识机制。

6. SA2#176，S2-2609158，方案变体2A2更新，§6.1.1.2.2.2.1—§6.1.1.2.2.2.3：SRF上下文选项、NAS路由职责及不同方式下的S-SMF选路；§6.1.1.2.2.5.1：完全无UE上下文方式的6GAP层UE状态处理FFS。

7. SA2#176，S2-2609156，《Interim conclusion for KI#1.1》，§7.1.1.1：阶段性原则、单一入口、载荷内容无关性及待研究事项。

8. SA2#176，S2-2609034，《Interim conclusion for KI#1.2》，§7.1.1.2：运营商服务共同机制及NAS选型边界。

9. SA2#176，TDoc_List_Meeting_SA2#176.xlsx及S2-176_Draft_Report_v004.docx，议程项20.6.1。用于核对上述提案最终修订号和通过情况；报告自身保持Draft属性。

10. 3GPP TS 24.501 V18.8.0，§4.4.1：5GSM消息的间接安全保护；表8.2.10.1.1：UL NAS TRANSPORT；表8.3.1.1.1：PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST；表8.3.2.1.1：PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT。原件：24501-i80.docx；ETSI正式发布文本。