В 5G порядок использования интерфейса (протокола) UPF при вызовах с терминала

Функция плоскости пользователя(UPF) является одной из самых важных сетевых функций (NFs) в ядре сети 5G. Это вторая сетевая функция, с которой взаимодействует NR RAN во время потоков PDU. UPF является развитием CUPS (разделение плоскости управления от плоскости пользователя), конкретно отвечающей за инспекцию, маршрутизацию и пересылку пакетов в потоках QoS в соответствии с политиками подписки. Она также использует шаблоны SDF, отправленные SMF через интерфейс N4, для применения правил трафика UL (Uplink) и DL (Downlink); когда соответствующая услуга заканчивается, она выделяет или завершает потоки QoS в сессии PDU.

Рисунок 1.5G SMF и его интерфейс (протокол)

I. Интерфейсы и протоколы UPF включают следующее:

• N4[5]После установления плоскости пользователя контекст управления сессией и необходимые параметры передаются от одномодового волокна (SMF) к функции плоскости пользователя (UPF).
• PFCP[7] Любая связь между SMF и UPF управляется протоколом пересылки пакетов PFCP (протокол управления); это один из основных протоколов, разделяющих плоскость пользователя и плоскость управления.
• GTP[3] Протокол туннелирования GPRS (GTP) отвечает за обеспечение бесшовного взаимодействия и передачу трафика между роуминговыми или домашними пользователями и ключевыми сетевыми интерфейсами в 4G, NSA (5G non-standalone), SA (5G standalone) и архитектурах мобильных граничных вычислений. В 5G туннели GTP также используются для интерфейса N9.

II. Схема вызова(Установление сессии и инициализация UPF) Во время установления сессии PDU SMF подключается к UPF через PFCP (интерфейс N4). Эта сессия PFCP содержит шаблон SDF, содержащий информацию, такую как PDR, QFI, URR и FAR. UPF выделит поток QoS по умолчанию (non-GBR) во время первоначального установления сессии.

III. Последовательность использования интерфейса вызова терминала (UE)

• [6] N4 обрабатывает запрос на установление сессии
• [6] PFCP обрабатывает создание PDR
• [6] [12] Проверка существующего PDI PDR
• [6] [12] Проверка TEID
• [6] [12] Проверка исходного интерфейса
• [6] [12] Проверка предыдущего идентификатора фильтра SDF
• [6] [12] Установка всех флагов фильтра: BID, FL, SPI, TTC, FD
• [6] PFCP обрабатывает создание FAR
• [6] Создание URR
• [6] Создание BAR
• [6] Создание QRR
• [6] Установка N3 TEID и QFI
• [4] Инициализация UPF
• [4] Инициализация контекста PFCP
• [1] Инициализация контекста UPF
• [1] Установка функциональных характеристик плоскости пользователя: FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Длина атрибута UPF
• [6] [7] Ответ на установление сессии
• [5] N4 Формирование ответа на установление сессии
• [5] Идентификатор узла
• [5] Запрос PFCP принят
• [5] F-SEID
• [5] Существование PDR проверено
• [5] PFCP Формирование сообщения
• FTUP: Функция UP поддерживает выделение/освобождение F-TEID.
• EMPU: Функция UP поддерживает отправку пакетов конца файла.
• MNOP: Функция UP поддерживает измерение количества пакетов в URR, что выполняется с помощью флага «Измерить количество пакетов в URR». MNOP (Измерение количества пакетов): Если установлено значение «1», это указывает на то, что в измерениях на основе потоков, в дополнение к измерению в байтах, также запрашивается количество переданных пакетов в восходящем/нисходящем/общем направлении.
• VTIME: Функциональность UP поддерживает функцию периода действия квоты. Если функциональность UP поддерживает функцию VTIME, она запрашивает у функциональности UP отправку отчета об использовании после истечения срока действия. После истечения срока действия квоты, если пакеты данных получены на UPF, UPF должен прекратить пересылку пакетов данных или разрешить только пересылку ограниченного трафика плоскости пользователя, в зависимости от политики оператора в функциональности UP.

Сокращения:

• FL: Flow Tag (Тег потока)
• TTC: TOS (Traffic Category - Категория трафика)
• SPI: Security Parameter Index (Индекс параметра безопасности)
• FD: Flow Description (Описание потока)
• BID: Bidirectional SDF Filter (Двунаправленный фильтр SDF)