5G系统——网络分片
1 相关标识
1.1 S-NSSAI
S-NSSAI是“Single Network Slice Selection Assistance Information”的简称，其标识一个网络分片。S-NSSAI的结构如下图所示，由两部分组成：
1）SST（Slice/Service type），切片/服务类型，它指的是在功能和服务方面的预期网络切片行为。
2）SD（Slice Differentiator），切片差分器，这是可选信息，补充切片/服务类型，以区分相同切片/服务类型的多个网络切片。
SST长度为一字节，协议0~127为标准SST的取值范围（当前协议只是用了三个值），128~255属于运营商自定义范围；对于运营商自定义的值只在本网下有效，对于标准值全网通用。
S-NSSAI可以是标准值（SST取值为标准值，SD不存在），也可以是非标准值（也就是SST和SD同时存在、或者仅有SST但其取值为非标准值）。
1.2 NSSAI
NSSAI是S-NSSAI集合，其包含一堆S-NSSAI；或者可将NSSAI认为是一个S-NSSAI列表。其在NAS协议的格式定义如下图。
1.3 Subscribed S-NSSAI、Default S-NSSAI、Requested NSSAI、Allowed NSSAI、Configured NSSAI、Rejected NSSAI
Subscribed S-NSSAIs：订阅S-NSSAI，属于用户的订阅数据。
Default S-NSSAI：默认S-NSSAI，根据运营商的策略，用户的订阅S-NSSAI中可能会一个或多个被设置为默认S-NSSAI；如果UE在注册请求消息（Registration Request）没有携带Allowed NSSAI，则网络会使用默认S-NSSAI来给UE提供服务，如果默认S-NSSAI存在的话。
Requested NSSAI：请求NSSAI，也就是UE在注册请求消息(Registration Request)携带的Allowed NSSAI。
Allowed NSSAI：允许NSSAI，表示UE请求的NSSAI中，哪些S-NSSAI被网络允许了，网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Allowed NSSAI" IE 带给UE。
Rejected NSSAI：拒绝NSSAI，表示UE请求的NSSAI中，哪些S-NSSAI被网络拒绝了，网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Rejected NSSAI" IE 带给UE。
Configured NSSAI：配置NSSAI，网络配置给UE使用的NSSAI，收到这个配置参数收，UE就知道网络下有哪些S-NSSAI可用；网络会在注册接收消息（Registration Accept）的"Configured NSSAI" IE 带给UE，如果注册后UE的配置有变化，则网络可通过Configuration update command通知UE更新；UE会在非易失存储空间保存每个网络给它配置的Configured NSSAI 【见TS24.501 Annex C】；每个PLMN最多只能配置一个Configured NSSAI。
1.4 映射S-NSSAI
网络提供给UE的Allowed NSSAI中可能有些S-NSSAI的取值并不属于服务PLMN下UE的网络分片信息的范围内，此种情况下，网络在提供S-NSSAI的同时，也要提供个该S-NSSAI映射到HPLMN的配置S-NSSAI的值，也就是对应的Mapped configured S-NSSAI。
在漫游的情况下，UE发送Allowed NSSAI时，UE可能需要为里面的S-NSSAI提供映射S-NSSAI，映射S-NSSAI的值从该网络给UE配置的Configured NSSAI中查到。
2 注册网络分片
通过网络分片实例去建立UE和一个数据网络的用户面连接需要两步：1）发起RM流程去选择支持所要求的网络分片的AMF，2）通过网络分片实例去建立一个或多个连接到数据网的PDU会话。
当UE在一个PLMN下发起注册流程时，如果UE已经有了该网的Configured NSSAI或Allowed NSSAI，那么UE应该在AS和NAS层给网络提供Requested NSSAI，包含UE想要注册的网络分片的S-NSSAI。Requested NSSAI的S-NSSAI必须来自Configured NSSAI和Allowed NSSAI。
UE在RRC连接建立请求和注册请求消息都要携带Requested NSSAI；但是如果UE没有当前PLMN的Configured NSSAI和Allowed NSSAI的话，则UE不应该在RRC连接建立请求和NAS注册请求消息携带任何的S-NSSAI。接入网（如ngNB）会根据RRC连接建立请求的Requested NSSAI去选择合适的AMF，如果接入网无法做出选择的话（如消息没有携带Requested NSSAI，或携带了但找不到匹配其能力的AMF），其就会选择默认的AMF；之后，接入网就会将初始NAS消息转发给选择的AMF。
当AMF收到接入网发来的UE注册请求消息：
>AMF向UDM发起查询来获取这个UE的订阅信息（订阅信息会包含Subscribed S-NSSAIs）
>AMF拿Subscribed S-NSSAIs来验证Requested NSSAI里的S-NSSAI，确定哪些请求的S-NSSAI是允许的，哪些是被拒绝的；如果请求的S-NSSAI有影射值，则AMF会拿映射值和Subscribed S-NSSAI进行比较。
>当AMF中的UE上下文尚未包括相应访问类型的允许NSSAI时，根据AMF的配置，要么AMF查询NSSF（参见下面的（B）以进行后续处理），要么AMF直接确定它是否可以为UE服务（参见下面的（A）以进行后续处理）。 NSSF的地址在AMF中本地配置。
>当AMF中的UE上下文已经包括针对相应接入类型的允许NSSAI时，基于该AMF的配置，可以允许AMF确定其是否可以为UE服务（参见下面的（A）以用于后续处理）.
（A）根据如上所满足配置，可以允许AMF确定其是否可以为UE服务，并且执行以下操作：
>AMF检查其是否可以为所有在Requested NSSAI且出现在Subscribed NSSAI的S-NSSAI（Requested NSSAI和Subscribed NSSAI的交集）服务，或者在没有Requested NSSAI时，AMF是否可以为所有的默认S-NSSAI服务。
>>如果AMF可以为Requested NSSAI的S-NSSAI服务，则AMF继续作为UE的服务AMF；之后组装Allowed NSSAI，Allowded NSSAI由Requested NSSAI和Subscribed NSSAI的交集组成，或者，如果没有Requested NSSAI时，由所有的默认的S-NSSAI组成；AMF还要决定Allowed NSSAI的S-NSSAI到Subscribed S-NSSAI的映射值。如果UE没有提供Requested NSSAI或提供的Requested NSSAI包含了在服务PLMN下不合法的S-NSSAI，则AFM会基于订阅S-NSSAI和运营商的配置给UE提供Configured NSSAI。之后执行步骤(C)。
>>否则，AMF查询NSSF（见下面步骤B）
（B）如上所述要求，AMF需要查询NSSF，然后执行如下操作：
>AMF向NSSF查询，提供信息：Requested NSSAI、Requested NSSAI到HPLMN Configured NSSAI的映射、订阅S-NSSAI、SUPI的PLMN ID、UE当前的跟踪区（Tracking Area（s））等。
>基于上面AMF提供的信息、以及本地配置信息和其它的本地信息（包括当前TA下RAN的能力信息、网络实例的当前负载级别），NSSF执行如下操作：
>>基于Requested NSSAI和Subscribed NSSAI的S-NSSAI比较，NSSF要判断哪些请求的S-NSSAI可以被允许。如果没有Requested NSSAI，就看用户订阅的默认S-NSSAI是否可被允许。
>>选择为UE服务的网络分片实例（Network Slice Instance）
>>选择为UE服务的AMF。
>>决定UE的Allowed NSSAI（要考虑UE的Access Type、当前的TA、可用的网络分片实例等信息）
>>基于运营商配置，NSSF可以确定用于在所选网络片实例内用于选择NF /服务的NRF。
>>在漫游场景下还要确定Allowed NSSAI和Subscribed S-NSSAI的映射。
>>如果UE没有提供Requested NSSAI或者提供了Requested NSSAI但其包含有在当前服务PLMN无效的S-NSSAI，则NSSF可以基于Subscribed S-NSSAI和运营商的配置推导出Configured NSSAI以及其和HPLMN的Configured NSSAI的映射关系给UE用。
>NSSF给当前AMF返回：Allowed NSSAI和其与Subscribed S-NSSAI的映射、目标AMF Set或一个候选AMF列表、NRF、NSI ID、Rejected S-NSSAI、Configured NSSAI。
>取决于可用信息以及配置信息，AMF可以用目标AMF Set查询适当的NRF（例如，由NSSF本地预先配置或提供）， NRF返回候选AMF列表。
>如果需要选择其它AMF服务UE，则当前AMF就会将Registration Request消息路由给目标AMF（可以通过RAN口重定向或直接信令发给目标AMF【TS23.501 5.15.5.2.3】）。
>执行步骤（C）
（C）服务AMF应确定一个注册区域（Registration Area），使得该注册区域的所有S-NSSAI在注册区域的所有TA都可用，然后返回 UE允许NSSAI以及允许的NSSAI到订阅的S-NSSAI的映射（如果提供的话），以及被拒绝的S-NSSAI。
2.1 漫游场景
>如果UE仅使用标准S-NSSAI值，则可以在VPLMN中使用与HPLMN中相同的S-NSSAI值。
>如果VPLMN和HPLMN具有支持VPLMN中的非标准S-NSSAI值的SLA，则VPLMN的NSSF将订阅的S-NSSAI值映射到将在VPLMN中使用的相应S-NSSAI值；要在VPLMN中使用的S-NSSAI值由VPLMN的NSSF基于SLA确定；VPLMN的NSSF不需要通知HPLMN在VPLMN中使用了哪些值。
基于运营商的策略和在AMF的配置，AMF可以直接决定在VPLMN使用的S-NSSAI值和其与Subscribed S-NSSAI的映射。
>如果映射关系已经在UE上存在，则UE在构造Requested NSSAI时提供Requested NSSAI的每个S-NSSAI和HPLMN的配置S-NSSAI的映射。
>VPLMN的NSSF确定Allowed NSSAI时不需要和HPLMN交互。
>Registration Accept消息携带的Allowed NSSAI包含在VPLMN下使用的S-NSSAI。
>在PDU会话建立过程中，UE包括如下两个S-NSSAI：
（a）S-NSSAI(a)；S-NSSAI(a)是和触发PDU会话建立请求的应用匹配的S-NSSAI，该S-NSSAI(a)是在HPLMN下使用的S-NSSAI值。
（b）S-NSSAI(b)；S-NSSAI(b)属于Allowed NSSAI，S-NSSAI(a)和S-NSSAI(b)是映射关系，S-NSSAI(b)是在VPLMN下使用的S-NSSAI值。
对于Home Routed的漫游场景，V-SMF将PDU Session Establishment Request消息和在HPLMN下使用的S-NSSAI(a)值一起发给H-SMF处理。
>当PDU会话建立时，核心网（CN）会给接入网（AN）提供和该PDU会话相对应的的在VPLMN下使用的S-NSSAI值。
3 PLMN中网络切片的配置
一个网络分配（Network Slice）可以是在整个PLMN下可用的，也可以是在一个PLMN下的某个/几个TA下可用。
网络切片的可用性是指NSSAI被所涉及的NF支持。 此外，NSSF中的策略可以进一步限制在特定TA中使用某些网络片，例如， 取决于UE的HPLMN。
使用OAM配置和网络功能之间的信令交互，端到端地建立一个TA中的网络分片（Network Slice）的可用性；它是通过使用NG-RAN中每个TA支持的S-NSSAI，AMF中支持的S-NSSAI和NSSF中每个TA的运营商策略得出的。
当NG-RAN节点建立或更新与AMF的N2连接时（NG SETUP REQUEST 会携带NG-RAN支持的TA列表和每个TA下支持的NSSAI列表），AMF获得了NG-RAN下每TA支持的S-NSSAI信息；AMF给NSSF提供和更新每个TA下支持的S-NSSAI信息；NG-RAN节点在NG-RAN和AMF的N2连接建立时（NG SETUP RESPONSE会携带AMF支持的PLMN列表和每个PLMN下支持的S-NSSAI）获得AMF支持每个PLMN的S-NSSAI信息。
NSSF上可以配置运营商策略，其指定在什么条件下可以针对UE的每个TA和每个HPLMN限制S-NSSAI。
每个TA限制的S-NSSAI可以在网络建立时和改变提供给AMF集的AMF。