本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.501 V18.9.0 (2025-03) Release 18规范中，关于“5.23至5.25”的核心章节，旨在为读者提供一个5G核心网如何支持异步通信、PS数据业务开关以及一系列关键运维管理（OAM）特性的全景视图。

深度解析 3GPP TS 23.501：5.23-5.25 运维特性支持 (ATC, PS Data Off & OAM Features)

欢迎回到“解构5G核心网”系列。在前面的章节中，我们已经深入探讨了5G网络面向用户的核心能力，如切片、计费、漫游和优先级服务。今天，我们将把视角从“前台”转向“幕后”，探索那些确保网络高效、可控、可诊断运行的关键“后台”机制。这些功能虽然用户通常无感，但却是运营商保障服务质量、排查网络故障、优化用户体验的“瑞士军刀”。

我们将首先简要解读5.23章节的异步通信（ATC）和5.24章节的3GPP PS数据业务开关（PS Data Off）这两个精炼但实用的特性。随后，我们将重点剖析5.25章节对OAM（运维管理）特性的支持，特别是其中至关重要的**信令追踪（Tracing）**功能。

为了生动展现这些功能，我们将引入两位新主角：

• 王先生：一位关心孩子上网情况的父亲，他希望能有一种简单的方法来管理孩子手机的数据流量。

• 李工：我们再次请回这位资深的5G核心网运维工程师。在音乐节结束后，他需要对期间收到的零星用户投诉进行复盘，找出网络问题的根源。

我们将通过王先生的家庭管理场景和李工的网络排障工作，来揭示这些“幕后英雄”是如何工作的。

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1. 简述与过渡：5.23 异步通信 & 5.24 PS数据业务开关

根据我们的解读规则，对于内容较少的章节，我们将在此进行简要说明和过渡。

1.1 异步通信 (ATC, 5.23 Supporting for Asynchronous Type Communication)

Asynchronous type communication (ATC) enables 5GC to delay synchronizing UE context with the UE, so as to achieve an efficient signalling overhead and increase system capacity. The support of ATC is optional for the AMF.

核心解读：

ATC是一种网络优化机制，允许核心网（如PCF发起策略变更）在更新了UE的上下文后，不必立即通过寻呼（Paging）唤醒处于空闲状态的UE来同步这些变更。相反，网络会等到UE下一次主动发起连接（如发送数据或进行移动性更新）时，再将这些更新“顺便”同步给UE。

应用场景：

想象一下，运营商需要为一个城市中数百万个智能水表（CIoT设备）推送一个非紧急的配置更新。如果为每个水表都发起一次寻呼，将会形成一场巨大的“信令风暴”。而通过ATC，网络可以在后台默默地完成所有上下文的更新，等待每个水表在下一次周期性上报数据时，再将新配置同步下去，极大地节省了空口资源和终端电量。

1.2 3GPP PS数据业务开关 (PS Data Off, 5.24)

This feature, when activated by the user, prevents traffic via 3GPP access of all IP packets, Unstructured and Ethernet data except for those related to 3GPP PS Data Off Exempt Services.

核心解读：

PS Data Off可以被理解为一个由用户在手机设置中激活的“软件开关”。一旦开启，它会阻止除了运营商预定义的“豁免服务”之外的所有蜂窝数据流量。这比简单地关闭移动数据（会断开所有连接）更智能，也比飞行模式（会禁用所有通信）更灵活。

机制解析：

• UE侧执行： 该功能主要由UE侧实现。UE在激活PS Data Off后，会主动阻止上行数据包的发送。

• 网络侧知晓： UE会在建立PDU会话时，通过PCO（协议配置选项）将自己的“PS Data Off”状态告知SMF。

• 豁免服务列表： 哪些服务可以豁免（如运营商的某些自有业务、紧急告警信息、VoLTE/VoNR信令等），由运营商通过设备管理（DM）或UICC（SIM卡）提前配置在UE中。

场景代入：王先生的“绿色上网”模式

王先生为他孩子的手机开启了“PS Data Off”功能。

• 效果： 孩子无法再通过蜂窝网络刷短视频、玩在线游戏或浏览网页。

• 例外： 但是，手机依然可以接打电话（VoNR/VoLTE属于豁免服务），并且王先生为孩子安装的、由运营商提供的“家庭定位”应用（也被配置在豁免列表中）仍然可以正常上报位置。

这个功能为用户提供了一种在保持基本通信能力的同时，精细化控制数据流量消耗的有效手段。

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2. 网络的“黑匣子”：运维管理特性支持 (5.25 Support of OAM Features)

现在，让我们进入本篇的重点——OAM特性。这些功能是网络运维人员的“眼睛”和“耳朵”，帮助他们洞察网络的每一个细微之处。我们将重点解析其中的核心功能——信令追踪。

2.1 信令追踪：复现问题的“时光机” (5.25.1 Support of Tracing)

5GS supports tracing as described in TS 32.421. 5GS support may include subscriber tracing (tracing targeting a SUPI) or equipment tracing (tracing targeting a PEI)…

The AMF propagates Trace Requirements about a UE received from the UDM to network entities not retrieving subscription information from UDM, i.e. to the 5G-AN, to the AUSF and to the PCF. The AMF also propagates Trace Requirements to the SMF and to the SMSF.

核心解读：

信令追踪是一种强大的网络诊断工具，它允许运维人员（如李工）针对特定的用户（SUPI）或设备（PEI），记录其在网络中交互的所有控制面信令消息。这就像飞机的“黑匣子”，能够完整复现问题发生时的所有“对话”，从而帮助工程师精准定位故障根源。

端到端的追踪流程：

1. 追踪激活 (OAM → UDM):

   • 李工在OAM系统（运维管理中心）的界面上，输入了投诉用户的SUPI，并启动了追踪任务。

   • OAM系统会将这个追踪请求配置到UDM中，作为该用户签约数据的一部分。配置信息包括：追踪参考号（Trace Reference），以及用于接收追踪日志的收集实体地址（Trace Collection Entity Address）。

2. 追踪要求的分发 (UDM → AMF → 全网):

   • 当该用户下一次在网络中发起活动（如开机注册）时，为其服务的AMF会从UDM获取签约数据，并发现了其中附带的“追踪要求”。

   • AMF立即化身为“追踪任务分发中心”，将追踪指令分发给与该用户相关的所有NF：

     • 向RAN: 通过N2接口的TRACE START消息，指令基站开始追踪该UE的RRC和NGAP信令。

     • 向SMF: 通过N11接口的服务调用，指令SMF开始追踪该UE的所有会话管理（SM）信令。

     • 向AUSF、PCF等: 同样通过相应的服务调用，要求它们也开始记录与该用户相关的鉴权、策略等信令。

3. 数据收集与上报：

   • 一旦被激活，所有相关的NF（AMF, SMF, UPF(N4信令), RAN等）都会开始“录制”与该用户SUPI相关的所有信令交互。

   • 它们会将记录下来的信令日志，按照统一的格式，实时地发送到OAM系统指定的**Trace Collection Entity（TCE）**服务器上。

4. 追踪去激活：

   • 当李工认为收集到足够的信息后，他在OAM系统上停止追踪任务。这个指令会沿着相反的路径，从UDM到AMF，再到各个NF，最终停止所有日志记录。

场景代入：李工的“断点调试”

音乐节结束后，李工收到了一个投诉：用户小晴反馈她在场馆东北角进行VoNR通话时，频繁掉线。

1. 激活追踪： 李工在OAM系统上，为小晴的SUPI激活了信令追踪。

2. 复现问题： 李工联系小晴，请她在方便的时候，再次去那个位置拨打一次VoNR电话。

3. 日志分析： 小晴拨打电话后，来自AMF、SMF、PCF、RAN的信令日志源源不断地汇集到TCE服务器。李工在日志中清晰地看到了以下过程：

   • PDU Session Establishment Request (小晴为IMS建立PDU会话) → 正常

   • PCC Rule Provisioning (PCF下发IMS语音的QoS策略) → 正常

   • PDU Session Modification Request (SMF请求RAN建立GBR QoS Flow) → 正常

   • Handover Required (当小晴移动时，源gNB发起了向邻近gNB的切换) → 问题出现！

   • Handover Preparation Failure (目标gNB回复切换准备失败)

4. 定位根源： 通过分析切换失败的原因值和目标小区的详细信息，李工发现，目标基站的一个射频单元（RRU）由于配置错误，没有正确加载承载VoNR所需的QoS参数模板，导致无法为小晴的语音QoS Flow建立无线承载，从而拒绝了切换请求，导致通话中断。

没有信令追踪，李工可能需要花费数天时间进行路测和复杂的关联分析。而有了这套“黑匣子”，他能够像“代码调试”一样，精准地定位到故障发生的信令和节点，大大提高了运维效率。

2.2 其他OAM支持功能

除了核心的追踪功能，5.25章节还提到了另外两个OAM相关的特性：

• OAM-based 5G VN group management (5.25.2):

  The 5G VN group parameters about a UE may be configured in subscription data of the UE and delivered together with other subscription data by the UDM towards the AMF and SMF.

  解读： 对于5G虚拟专网（5G VN/LAN-type service），其成员管理（如添加/删除一个UE）和组参数配置，可以通过OAM系统进行，并将配置结果写入UDM。这为企业管理员提供了一个管理其虚拟专网的接口。

• Signalling Based Activation of QoE Measurement Collection (5.25.3):

  5GS may support QoE Measurement Collection (QMC) as described in TS 28.405… 5GC provides the QMC Configuration information to the NG-RAN as described in TS 23.502.

  解读： 运营商可以通过OAM系统，定义需要收集的**QoE（Quality of Experience，体验质量）**指标，例如视频卡顿率、加载时延等。这些QoE测量任务作为签约数据的一部分下发给AMF，AMF再通过N2接口请求RAN对特定用户的业务流进行测量和上报。这使得运营商能够从用户的实际体验角度来量化网络质量，而不仅仅是看带宽、时延等网络KPI。

5. FAQ

Q1: OAM Tracing（追踪）和 Lawful Interception（合法监听，LI）有什么区别？

A:

尽管两者在技术上都涉及对用户通信的监控，但它们的目的、授权流程、和处理方式截然不同。

• 目的： Tracing的唯一目的是网络运维和故障诊断。LI的唯一目的是执法和国家安全。

• 授权： Tracing由网络运维人员根据运维需求发起，流程相对简单。LI必须遵循严格的法律法规，需要获得合法的授权令，由专门的、高度安全的LI管理系统触发。

• 内容： Tracing通常只记录控制面信令，用于分析网络行为。而LI则可能需要监听用户面的实际通信内容（如通话语音、数据包内容）以及信令。

• 可见性： Tracing日志对授权的运维工程师可见。LI的数据受到最严格的保密限制，只有授权的执法人员才能访问。

Q2: “PS Data Off”和手机里的“低数据模式”有什么区别？

A:

它们是两个不同层面的功能。

• PS Data Off是3GPP标准定义的、作用于网络接入层的功能。它是一个“硬开关”，直接在UE的底层协议栈阻止非豁免业务的数据包发送。它的规则（豁免服务列表）由运营商配置，用户通常不能修改。

• 低数据模式通常是操作系统或APP提供的功能。它是一个“软开关”，工作在应用层。它通过告知APP“请节省流量”（例如，降低图片质量、停止后台刷新、关闭自动下载）来减少数据消耗。它并不会真正阻止数据连接。

PS Data Off的控制更底层、更彻底，而低数据模式更灵活，依赖于APP的配合。

Q3: 谁来决定哪些服务可以被加入到“PS Data Off豁免列表”中？

A:

这个列表完全由**运营商（HPLMN）**来决定和配置。运营商会根据业务的重要性和商业模式来定义豁免列表。通常会包括：

• 基础通信服务： 如IMS信令（保证VoNR/VoLTE可接通）、紧急呼叫相关信令。

• 运营商自有增值业务： 如运营商提供的家庭定位、一键登录认证等服务。

• 特定的第三方合作业务： 运营商可能会与某些重要的合作伙伴（如车联网服务提供商）合作，将其业务加入豁免列表。

这个列表通过设备管理（O-MA DM）或UICC（SIM卡）下发给UE，用户无法自行修改。

Q4: 在信令追踪中，UDM扮演了什么角色？为什么追踪请求要先经过UDM？

A:

UDM在信令追踪中扮演着**“任务分发起点”和“持久化配置中心”**的角色。

将追踪请求首先配置到UDM（而不是直接配置到AMF）有几个关键原因：

1. 用户移动性： UE在网络中是移动的，其服务的AMF可能会随时改变。如果只在当前的AMF上激活追踪，一旦UE移动到另一个AMF，追踪就会中断。将追踪配置与用户的签约数据绑定在UDM中，可以确保无论UE注册到哪个AMF，新的AMF都能从UDM获取到追踪要求，从而保证追踪的连续性。

2. 持久化： UDM是用户数据的最终存储地。将追踪配置存在UDM，可以确保即使UE关机再开机、或者AMF重启，追踪任务依然有效，直到运维人员手动取消。

3. 多NF触发： 追踪可能不仅仅由AMF发起，SMF也需要知道追踪信息。UDM作为统一的订阅数据源，可以确保AMF和SMF都能获取到一致的追踪配置。

Q5: 如果一个网络问题是偶发的，李工如何才能精确地捕捉到它？

A:

这正是信令追踪设计的精妙之处。李工不需要24小时盯着屏幕。

• 设置追踪并等待： 李工可以在OAM系统为目标用户长期开启追踪。追踪激活后，网络中的各个NF（AMF, SMF等）就进入了“待命”状态。

• 事件触发记录： 只有当这个被追踪的用户在网络中产生信令活动时（例如，他再次拨打VoNR电话，或者手机进行了一次移动性更新），相关的NF才会开始记录信令并上报。在用户没有活动时，追踪功能是“静默”的，不会产生数据。

• 事后分析： 当用户再次报告问题发生后，李工就可以登录到TCE服务器，调取问题发生时间点前后由全网络各节点上报的信令日志。通过比对不同NF在同一时间点的信令交互，他就可以像侦探一样，从海量日志中找到问题发生的“第一现场”，即使问题只持续了几秒钟。