eng
Выпуск #5/2026
А.В.Бондин, И.Н.Востриков
Запуск двух сервисов нового поколения в сети LTE
Запуск двух сервисов нового поколения в сети LTE
Просмотры: 454
DOI: 10.22184/2070-8963.2026.137.5.30.33
Представлены возможности функций SCEF и RCAF, стандартизированных Release 13 3GPP и позволяющих мобильному оператору получать дополнительные доходы. Описаны реализующие упомянутые функции отечественные программные продукты на основе платформы Pi.One.
Представлены возможности функций SCEF и RCAF, стандартизированных Release 13 3GPP и позволяющих мобильному оператору получать дополнительные доходы. Описаны реализующие упомянутые функции отечественные программные продукты на основе платформы Pi.One.
Теги: release 13 3gpp service capability exposure function ran congestion awareness fu платформа pi.one реализация функций 5g в сети lte
Запуск двух сервисов нового поколения в сети LTE
А.В.Бондин, руководитель отдела разработки STM Labs / Alexander.Bondin@stm-labs.ru,
И.Н.Востриков, архитектор проектов STM Labs / Ivan.Vostrikov@stm-labs.ru
УДК 654.165, DOI: 10.22184/2070-8963.2026.137.5.30.33
Представлены возможности функций SCEF и RCAF, стандартизированных Release 13 3GPP и позволяющих мобильному оператору получать дополнительные доходы. Описаны реализующие упомянутые функции отечественные программные продукты на основе платформы Pi.One.
Чтобы запускать новые сервисы и получать дополнительные доходы, мобильному оператору не обязательно ждать запуска сетей 5G: часть привлекательных возможностей нового поколения доступна уже на действующей сети 4G. Рассмотрим две функции, стандартизованные консорциумом 3GPP: SCEF (Service Capability Exposure Function) и RCAF (RAN Congestion Awareness Function).
Раскрытие возможностей сети
Ядро мобильной сети располагает данными и функциями, которые востребованы внешними приложениями. В их числе: местоположение абонентского устройства (UE), его доступность, число устройств в заданной зоне, статус соединения. Кроме того, сеть "умеет" задавать качество обслуживания под конкретный трафик, управлять оплатой и инициировать соединение с UE.
В сетях 3G был предусмотрен набор стандартов OSA/Parlay и Parlay-X, не получивший, однако, широкого распространения. Для сетей же четвертого поколения до публикации 3GPP Release 13 не существовало стандартизированного способа предоставления данных и функций ядра сети внешним системам, и каждая интеграция приложения в ядро была отдельным непростым проектом, затрагивающим безопасность последнего.
Узел SCEF, введенный в Release 13 и описанный в специ фикации TS 23.682 [1], решает эту задачу и дает внешним приложениям управляемый доступ к возможностям сети через API, без прямого доступа к ядру, предоставляя раскрытие возможностей сети наружу (Network Capability Exposure).
Что SCEF открывает наружу
Через SCEF приложение получает доступ к набору возможностей сети [1, 2]:
Перечисленные выше возможности SCEF "закрывают" разные сценарии:
Коротко про NB-IoT
На текущий момент главными потребителями SCEF являются устройства стандарта NB-IoT, передающие Non-IP-трафик.
Напомним, NB-IoT – это стандарт радиосвязи для Интернета вещей [3]. Такие устройства работают годами от одной батареи и передают данные редко и малыми объемами. Технология NB-IoT более стабильна в сложных радиоусловиях, чем обычная LTE, и лучше сохраняет соединение в подвалах, колодцах, за бетоном и металлом.
Для NB-IoT SCEF обеспечивает доставку данных по сигнальному каналу, без IP-стека – NIDD (Non-IP Data Delivery). Для датчика с автономным питанием, который шлет несколько байт раз в час, это позволяет экономить расход заряда батареи и трафика, а также обеспечивает устойчивость при деградации и ограничении публичного мобильного интернета, так как плоскость управления (Control Plane) не зависит от плоскости пользователя (User Plane).
RCAF и мост между 4G и 5G
В Release 13 3GPP вместе со SCEF появился новый узел RCAF, предоставляющий ядру сети данные о перегрузке сети радиодоступа (RAN). RCAF получает от системы управления радиосетью (RAN OAM) информацию о перегрузке сот. Через MME он определяет, какие именно абоненты находятся в проблемной соте. Далее информация передается в PCRF для принятия решений по политикам и качеству обслуживания и в SCEF для оповещения приложений о перегрузке в сети радиодоступа.
Это дает оператору возможность точечного управления QoS, а также позволяет оптимизировать ресурсы радиосети. RCAF открывает возможности для внедрения оператором связи услуги по предоставлению высокой скорости интернета абонентам с приоритетными тарифами, так называемый Congestion Management. Например, когда на стадионе во время матча сота перегружена, RCAF определяет это в реальном времени. PCRF снижает приоритет видеотрафика, но сохраняет возможность его передачи для абонентов на премиум-тарифах и для экстренных служб. Первое коммерческое развертывание RCAF состоялось еще в 2016 году: Openet запустила его для крупного оператора в Северной Америке [4].
Связка SCEF и RCAF – это мост к возможностям 5G. В ядре 5G обе функции получили прямых наследников: функции SCEF перенесены и расширены в NEF (Network Exposure Function) с использованием сервис-ориентированной архитектуры, а RCAF стал частью NWDAF (Network Data Analytics Function), функции сетевой аналитики. Важно подчеркнуть, что мобильный оператор, развернувший SCEF и RCAF в сети 4G, при переходе на 5G не строит сервисный слой заново: модель доступа, политики и сценарии монетизации переносятся на NEF и NWDAF, а не проектируются с нуля.
В вопросе о конечной прибыли оценки расходятся. На волне интереса к сетевым API компания McKinsey и ассоциация GSMA называли до 300 млрд долл., но включали в расчеты весь смежный рынок, в том числе подключения и периферийные вычисления. Более поздние оценки берут только выручку самих API и выглядят скромнее: у компании STL Partners: около 31 млрд долл. к 2030 году [5]. Но даже нижняя оценка – это рынок, которого не было еще пять лет назад, и SCEF с NEF лежат в его основе. RCAF же предоставляет возможности для монетизации в виде премиум-тарифов с приоритетом в часы перегрузки.
Общая схема RCAF и SCEF в сети оператора
Эта схема представлена на рис.1. Архитектурно у SCEF два направления. На север (Northbound API) – к приложениям через интерфейс T8: REST поверх HTTP. На юг (Southbound API) – в ядро к MME, HSS, PCRF, SMS-C, RCAF.
Узел RCAF взаимодействует с системой управления, мониторинга и обслуживания оборудования сетей радиодоступа (RAN OAM). Также на уровне ядра сети RCAF взаимодействует с MME, SCEF и PCRF.
Проблемы внедрения
На бумаге SCEF и RCAF выглядят просто, однако стандарт описывает интерфейсы, но не учитывает особенности ландшафта каждого мобильного оператора. Основная работа по внедрению начинается там, где заканчиваются спецификации.
Главная сложность внедрения SCEF состоит не в реализации взаимодействия, описанного 3GPP, а адаптации решения под сеть конкретного оператора. Несмотря на стандартизацию в 3GPP всех узлов и функций ядра сети, остаются интеграционные моменты, зависящие от конкретного вендора.
Ниже перечислен ряд задач, от решения которых зависит, заработают ли рассматриваемые полезные функции в реальной сети.
Модель доступа
Поскольку спецификации не описывают подробно модель доступа, то под конкретного оператора необходима настройка: механизмов лимитирования объема данных и размера буфера, белых списков адресов для доступа, реализации политик безопасности на каждое подключение.
Буферизация данных
Важно обеспечить гарантированную доставку данных для устройств, находящихся в режиме Power Saving Mode (PSM), не перегружая сеть лишними запросами. Поведение SCEF в сети оператора связи в данных сценариях определяется не только стандартами, но и особенностями сети.
Эксплуатация
Для стабильной эксплуатации требуется настройка георезервирования решения, интеграция с системами мониторинга и адаптация решения для взаимодействия с MME/HSS разных вендоров, что так же зависит от оператора связи.
Интеграция RCAF с радиосетью
Интерфейс RCAF к системе управления радиосетью (RAN OAM) в 3GPP не стандартизирован, и его приходится дорабатывать под конкретную сеть.
Pi.One: готовая линейка продуктов для операторов связи на единой платформе
Компанией STM Labs разработана платформа Pi.One, на базе которой создана линейка решений для телеком-операторов, в числе которых Pi.One SCEF и Pi.One RCAF.
Pi.One SCEF соответствует спецификации TS 23.682 и расширяется сверх нее. T8 работает по HTTP(S), Diameter поверх TCP и SCTP, команды и наборы AVP гибко настраиваются. В эксплуатацию данным продуктом заложены георезервирование, защита от перегрузок, метрики, no-code- и low-code-настройка.
Решение Pi.One RCAF "закрывает" вопрос нестандартизированной интеграции с RAN OAM, поддерживая SNMP, REST и SOAP, а также взаимодействие поверх TCP и UDP. Данные о перегрузке этот продукт отдает в PCRF и SCEF; в связке со SCEF это позволяет оптимизировать доставку данных на устройства с учетом загрузки сети.
Вместе с SCEF и RCAF в телеком-линейку Pi.One входят решения PCRF, IoT Hub, M2M и др. Поскольку все продукты STM Labs созданы на общей платформе и интегрированы между собой, то для оператора связи это обеспечивает экономию на запуске, интеграции, поддержке и обучении инженеров по эксплуатации. Кроме того, существенно упрощается реализация нестандартных интеграций между системами.
Платформа Pi.One предоставляет low-code- и no-code-инструменты: логику процессов настраивают визуально, интеграции со смежными системами добавляют на месте. За счет этого упомянутые продукты глубоко адаптируются в инфраструктуру оператора, а их функциональность расширяется сверх стандарта 3GPP.
Заключение
Внедрение отечественных решений SCEF и RCAF дает оператору часть возможностей 5G уже на действующей сети 4G, открывая возможности новых сценариев монетизации сети: управляемого доступа к функциям сети, QoS по запросу, реакции на перегрузки. Хотя в сети 5G их роль переходит к NEF и NWDAF, меняются лишь технологический стек и конкретные реализации, а подход к раскрытию сети и выстроенные сценарии останутся неизменными.
ЛИТЕРАТУРА
3GPP TS 23.682. Architecture Enhancements to Facilitate Communications with Packet Data Networks and Applications.
Starsinic M., Seed D. and Wang C. An Overview of 3GPP Exposed Services for IoT Service Platforms. [Электронный ресурс]. URL: https://dl.acm.org/doi/epdf/10.1145/3276145.3276153 (дата обращения 25.06.2026).
ГОСТ Р 59026-2024. Информационные технологии. Интернет вещей. Протокол беспроводной передачи данных NB-IoT. Основные параметры. М.: Российский институт стандартизации, 2024. 45 с.
Openet first to deploy new RAN congestion function. [Электронный ресурс]. URL:https://the-mobile-network.com/2016/04/openet-first-to-deploy-new-ran-congestion-function/ (дата обращения 22.06.2026).
STL Partners – Mobile Network API Monetisation Forecast 2024–2030. [Электронный ресурс]. URL:https://stlpartners.com/research/mobile-network-api-monetisation-forecast-2024-2030-can-telcos-make-up-for-lost-time/ (дата обращения 22.06.2026).
А.В.Бондин, руководитель отдела разработки STM Labs / Alexander.Bondin@stm-labs.ru,
И.Н.Востриков, архитектор проектов STM Labs / Ivan.Vostrikov@stm-labs.ru
УДК 654.165, DOI: 10.22184/2070-8963.2026.137.5.30.33
Представлены возможности функций SCEF и RCAF, стандартизированных Release 13 3GPP и позволяющих мобильному оператору получать дополнительные доходы. Описаны реализующие упомянутые функции отечественные программные продукты на основе платформы Pi.One.
Чтобы запускать новые сервисы и получать дополнительные доходы, мобильному оператору не обязательно ждать запуска сетей 5G: часть привлекательных возможностей нового поколения доступна уже на действующей сети 4G. Рассмотрим две функции, стандартизованные консорциумом 3GPP: SCEF (Service Capability Exposure Function) и RCAF (RAN Congestion Awareness Function).
Раскрытие возможностей сети
Ядро мобильной сети располагает данными и функциями, которые востребованы внешними приложениями. В их числе: местоположение абонентского устройства (UE), его доступность, число устройств в заданной зоне, статус соединения. Кроме того, сеть "умеет" задавать качество обслуживания под конкретный трафик, управлять оплатой и инициировать соединение с UE.
В сетях 3G был предусмотрен набор стандартов OSA/Parlay и Parlay-X, не получивший, однако, широкого распространения. Для сетей же четвертого поколения до публикации 3GPP Release 13 не существовало стандартизированного способа предоставления данных и функций ядра сети внешним системам, и каждая интеграция приложения в ядро была отдельным непростым проектом, затрагивающим безопасность последнего.
Узел SCEF, введенный в Release 13 и описанный в специ фикации TS 23.682 [1], решает эту задачу и дает внешним приложениям управляемый доступ к возможностям сети через API, без прямого доступа к ядру, предоставляя раскрытие возможностей сети наружу (Network Capability Exposure).
Что SCEF открывает наружу
Через SCEF приложение получает доступ к набору возможностей сети [1, 2]:
- QoS по запросу. Приложение запрашивает нужное качество обслуживания под конкретный сценарий: уровень, время, объем трафика. SCEF принимает запрос и передает его в PCRF (Policy and Charging Rules Function), который применяет политику QoS. Функция может использоваться для видеонаблюдения, телемедицины, платежных терминалов, автономного транспорта и продаваться как отдельная услуга;
- Спонсирование трафика. Приложение включает оплату трафика устройства за счет владельца внешнего сервиса. Это разделяет расчеты между B2B и B2C: за связь устройств платит производитель оборудования, а не конечный пользователь. Функция может использоваться, в частности, производителями автомобилей для предоставления услуг встроенной телеметрии;
- Фоновая передача по расписанию. Приложение запрашивает окно для передачи больших объемов данных в часы низкой нагрузки. Оператор связи отдает этот трафик по сниженному тарифу и монетизирует то время, когда сеть недозагружена. Функция может использоваться для массового обновления умных устройств;
- Мониторинг событий. Приложение подписывается на события сети: доступность устройства, потеря связи, местоположение, число устройств в географической зоне. Данные приходят из сети автоматически по факту изменения. Функция может использоваться для логистики, охраны, страховой телеметрии и умных устройств;
- Управление устройствами. Non-IP Data Delivery (Uplink/Downlink) для приема и передачи данных через Control Plane, Device triggering для инициирования соединения с устройством (через SMS или Control Plane), групповая адресация. Функция может использоваться платформами IoT и интеграторами.
Перечисленные выше возможности SCEF "закрывают" разные сценарии:
- B2B – QoS по запросу. Для сценариев, где клиенту нужна гарантия качества: видеонаблюдение, телемедицина, банковские терминалы, автономный транспорт;
- B2B2C – спонсирование трафика. Через SCEF внешний бизнес запрашивает изменение плательщика за трафик устройств. Производитель оборудования платит за связь вместо конечного пользователя;
- Массовые сценарии – фоновая передача. Через SCEF приложение согласует с сетью окно для больших выгрузок в часы простоя. Например, ночное обновление прошивки на парк телематических устройств – экономно и не мешая дневным абонентам;
- IoT – мониторинг событий и управление устройствами: ЖКХ, логистика, промышленная телеметрия.
Коротко про NB-IoT
На текущий момент главными потребителями SCEF являются устройства стандарта NB-IoT, передающие Non-IP-трафик.
Напомним, NB-IoT – это стандарт радиосвязи для Интернета вещей [3]. Такие устройства работают годами от одной батареи и передают данные редко и малыми объемами. Технология NB-IoT более стабильна в сложных радиоусловиях, чем обычная LTE, и лучше сохраняет соединение в подвалах, колодцах, за бетоном и металлом.
Для NB-IoT SCEF обеспечивает доставку данных по сигнальному каналу, без IP-стека – NIDD (Non-IP Data Delivery). Для датчика с автономным питанием, который шлет несколько байт раз в час, это позволяет экономить расход заряда батареи и трафика, а также обеспечивает устойчивость при деградации и ограничении публичного мобильного интернета, так как плоскость управления (Control Plane) не зависит от плоскости пользователя (User Plane).
RCAF и мост между 4G и 5G
В Release 13 3GPP вместе со SCEF появился новый узел RCAF, предоставляющий ядру сети данные о перегрузке сети радиодоступа (RAN). RCAF получает от системы управления радиосетью (RAN OAM) информацию о перегрузке сот. Через MME он определяет, какие именно абоненты находятся в проблемной соте. Далее информация передается в PCRF для принятия решений по политикам и качеству обслуживания и в SCEF для оповещения приложений о перегрузке в сети радиодоступа.
Это дает оператору возможность точечного управления QoS, а также позволяет оптимизировать ресурсы радиосети. RCAF открывает возможности для внедрения оператором связи услуги по предоставлению высокой скорости интернета абонентам с приоритетными тарифами, так называемый Congestion Management. Например, когда на стадионе во время матча сота перегружена, RCAF определяет это в реальном времени. PCRF снижает приоритет видеотрафика, но сохраняет возможность его передачи для абонентов на премиум-тарифах и для экстренных служб. Первое коммерческое развертывание RCAF состоялось еще в 2016 году: Openet запустила его для крупного оператора в Северной Америке [4].
Связка SCEF и RCAF – это мост к возможностям 5G. В ядре 5G обе функции получили прямых наследников: функции SCEF перенесены и расширены в NEF (Network Exposure Function) с использованием сервис-ориентированной архитектуры, а RCAF стал частью NWDAF (Network Data Analytics Function), функции сетевой аналитики. Важно подчеркнуть, что мобильный оператор, развернувший SCEF и RCAF в сети 4G, при переходе на 5G не строит сервисный слой заново: модель доступа, политики и сценарии монетизации переносятся на NEF и NWDAF, а не проектируются с нуля.
В вопросе о конечной прибыли оценки расходятся. На волне интереса к сетевым API компания McKinsey и ассоциация GSMA называли до 300 млрд долл., но включали в расчеты весь смежный рынок, в том числе подключения и периферийные вычисления. Более поздние оценки берут только выручку самих API и выглядят скромнее: у компании STL Partners: около 31 млрд долл. к 2030 году [5]. Но даже нижняя оценка – это рынок, которого не было еще пять лет назад, и SCEF с NEF лежат в его основе. RCAF же предоставляет возможности для монетизации в виде премиум-тарифов с приоритетом в часы перегрузки.
Общая схема RCAF и SCEF в сети оператора
Эта схема представлена на рис.1. Архитектурно у SCEF два направления. На север (Northbound API) – к приложениям через интерфейс T8: REST поверх HTTP. На юг (Southbound API) – в ядро к MME, HSS, PCRF, SMS-C, RCAF.
Узел RCAF взаимодействует с системой управления, мониторинга и обслуживания оборудования сетей радиодоступа (RAN OAM). Также на уровне ядра сети RCAF взаимодействует с MME, SCEF и PCRF.
Проблемы внедрения
На бумаге SCEF и RCAF выглядят просто, однако стандарт описывает интерфейсы, но не учитывает особенности ландшафта каждого мобильного оператора. Основная работа по внедрению начинается там, где заканчиваются спецификации.
Главная сложность внедрения SCEF состоит не в реализации взаимодействия, описанного 3GPP, а адаптации решения под сеть конкретного оператора. Несмотря на стандартизацию в 3GPP всех узлов и функций ядра сети, остаются интеграционные моменты, зависящие от конкретного вендора.
Ниже перечислен ряд задач, от решения которых зависит, заработают ли рассматриваемые полезные функции в реальной сети.
Модель доступа
Поскольку спецификации не описывают подробно модель доступа, то под конкретного оператора необходима настройка: механизмов лимитирования объема данных и размера буфера, белых списков адресов для доступа, реализации политик безопасности на каждое подключение.
Буферизация данных
Важно обеспечить гарантированную доставку данных для устройств, находящихся в режиме Power Saving Mode (PSM), не перегружая сеть лишними запросами. Поведение SCEF в сети оператора связи в данных сценариях определяется не только стандартами, но и особенностями сети.
Эксплуатация
Для стабильной эксплуатации требуется настройка георезервирования решения, интеграция с системами мониторинга и адаптация решения для взаимодействия с MME/HSS разных вендоров, что так же зависит от оператора связи.
Интеграция RCAF с радиосетью
Интерфейс RCAF к системе управления радиосетью (RAN OAM) в 3GPP не стандартизирован, и его приходится дорабатывать под конкретную сеть.
Pi.One: готовая линейка продуктов для операторов связи на единой платформе
Компанией STM Labs разработана платформа Pi.One, на базе которой создана линейка решений для телеком-операторов, в числе которых Pi.One SCEF и Pi.One RCAF.
Pi.One SCEF соответствует спецификации TS 23.682 и расширяется сверх нее. T8 работает по HTTP(S), Diameter поверх TCP и SCTP, команды и наборы AVP гибко настраиваются. В эксплуатацию данным продуктом заложены георезервирование, защита от перегрузок, метрики, no-code- и low-code-настройка.
Решение Pi.One RCAF "закрывает" вопрос нестандартизированной интеграции с RAN OAM, поддерживая SNMP, REST и SOAP, а также взаимодействие поверх TCP и UDP. Данные о перегрузке этот продукт отдает в PCRF и SCEF; в связке со SCEF это позволяет оптимизировать доставку данных на устройства с учетом загрузки сети.
Вместе с SCEF и RCAF в телеком-линейку Pi.One входят решения PCRF, IoT Hub, M2M и др. Поскольку все продукты STM Labs созданы на общей платформе и интегрированы между собой, то для оператора связи это обеспечивает экономию на запуске, интеграции, поддержке и обучении инженеров по эксплуатации. Кроме того, существенно упрощается реализация нестандартных интеграций между системами.
Платформа Pi.One предоставляет low-code- и no-code-инструменты: логику процессов настраивают визуально, интеграции со смежными системами добавляют на месте. За счет этого упомянутые продукты глубоко адаптируются в инфраструктуру оператора, а их функциональность расширяется сверх стандарта 3GPP.
Заключение
Внедрение отечественных решений SCEF и RCAF дает оператору часть возможностей 5G уже на действующей сети 4G, открывая возможности новых сценариев монетизации сети: управляемого доступа к функциям сети, QoS по запросу, реакции на перегрузки. Хотя в сети 5G их роль переходит к NEF и NWDAF, меняются лишь технологический стек и конкретные реализации, а подход к раскрытию сети и выстроенные сценарии останутся неизменными.
ЛИТЕРАТУРА
3GPP TS 23.682. Architecture Enhancements to Facilitate Communications with Packet Data Networks and Applications.
Starsinic M., Seed D. and Wang C. An Overview of 3GPP Exposed Services for IoT Service Platforms. [Электронный ресурс]. URL: https://dl.acm.org/doi/epdf/10.1145/3276145.3276153 (дата обращения 25.06.2026).
ГОСТ Р 59026-2024. Информационные технологии. Интернет вещей. Протокол беспроводной передачи данных NB-IoT. Основные параметры. М.: Российский институт стандартизации, 2024. 45 с.
Openet first to deploy new RAN congestion function. [Электронный ресурс]. URL:https://the-mobile-network.com/2016/04/openet-first-to-deploy-new-ran-congestion-function/ (дата обращения 22.06.2026).
STL Partners – Mobile Network API Monetisation Forecast 2024–2030. [Электронный ресурс]. URL:https://stlpartners.com/research/mobile-network-api-monetisation-forecast-2024-2030-can-telcos-make-up-for-lost-time/ (дата обращения 22.06.2026).
Отзывы читателей
