In 5G, l'ordine di utilizzo dell'interfaccia UPF (protocollo) con le chiamate terminali

Funzione del Piano Utente(UPF) è una delle Funzioni di Rete (NFs) più importanti nella rete core 5G. È la seconda funzione di rete con cui l'NR RAN interagisce durante i flussi PDU. UPF è un'evoluzione di CUPS (Separazione del Piano di Controllo dal Piano Utente), specificamente responsabile dell'ispezione, del routing e dell'inoltro dei pacchetti all'interno dei flussi QoS nelle politiche di sottoscrizione. Utilizza anche i modelli SDF inviati dall'SMF tramite l'interfaccia N4 per applicare le regole di traffico UL (Uplink) e DL (Downlink); quando il servizio corrispondente termina, alloca o termina i flussi QoS nella sessione PDU.

Figura 1.5G SMF e la sua interfaccia (protocollo)

I. Interfacce e protocolli UPF includono i seguenti:

• N4[5] Dopo che il piano utente è stato stabilito, il contesto di gestione della sessione e i parametri necessari vengono trasmessi dal single-mode fiber (SMF) alla funzione del piano utente (UPF).
• PFCP[7] Qualsiasi comunicazione tra SMF e UPF è gestita dal protocollo di inoltro pacchetti PFCP (protocollo di controllo); è uno dei protocolli principali che separano il piano utente e il piano di controllo.
• GTP[3] Il protocollo di tunneling GPRS (GTP) è responsabile di fornire l'interconnessione senza soluzione di continuità e trasportare il traffico tra utenti in roaming o domestici e le interfacce di rete chiave in 4G, NSA (5G non-standalone), SA (5G standalone) e architetture di mobile edge computing. In 5G, i tunnel GTP vengono utilizzati anche per l'interfaccia N9.

II. Flusso di chiamata (Stabilimento della sessione e inizializzazione UPF) Durante lo stabilimento della sessione PDU, l'SMF si connette all'UPF tramite PFCP (interfaccia N4). Questa sessione PFCP trasporta un modello SDF contenente informazioni come PDR, QFI, URR e FAR. L'UPF allocherà un flusso QoS predefinito (non-GBR) durante lo stabilimento iniziale della sessione.

III. Sequenza di utilizzo dell'interfaccia di chiamata del terminale (UE)

• [6] N4 elabora la richiesta di stabilimento della sessione
• [6] PFCP elabora la creazione del PDR
• [6] [12] Controlla il PDI esistente del PDR
• [6] [12] Controlla il TEID
• [6] [12] Controlla l'interfaccia sorgente
• [6] [12] Controlla l'ID filtro SDF precedente
• [6] [12] Imposta tutti i flag del filtro: BID, FL, SPI, TTC, FD
• [6] PFCP elabora la creazione del FAR
• [6] Crea URR
• [6] Crea BAR
• [6] Crea QRR
• [6] Imposta N3 TEID e QFI
• [4] Inizializzazione UPF
• [4] Inizializzazione del contesto PFCP
• [1] Inizializza il contesto UPF
• [1] Imposta le caratteristiche funzionali del piano utente: FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Lunghezza attributo UPF
• [6] [7] Risposta di stabilimento della sessione
• [5] N4 crea la risposta di stabilimento della sessione
• [5] ID nodo
• [5] Richiesta PFCP accettata
• [5] F-SEID
• [5] Esistenza PDR controllata
• [5] PFCP crea messaggio
• FTUP: La funzione UP supporta l'allocazione/rilascio di F-TEID.
• EMPU: La funzione UP supporta l'invio di pacchetti di fine file.
• MNOP: La funzione UP supporta la misurazione del numero di pacchetti nell'URR, che viene eseguita tramite il flag "Misura il numero di pacchetti in URR". MNOP (Misurazione del conteggio dei pacchetti): Quando impostato su "1", indica che nelle misurazioni basate sul flusso, oltre alla misurazione in byte, viene richiesto anche il numero di pacchetti uplink/downlink/totale trasmessi.
• VTIME: La funzionalità UP supporta la funzionalità del periodo di validità della quota. Se la funzionalità UP supporta la funzionalità VTIME, richiede alla funzionalità UP di inviare un rapporto sull'utilizzo dopo la scadenza del periodo di validità. Dopo la scadenza del periodo di validità della quota, se i pacchetti di dati vengono ricevuti sull'UPF, l'UPF dovrebbe interrompere l'inoltro dei pacchetti di dati o consentire solo l'inoltro di traffico del piano utente limitato, a seconda della politica dell'operatore nella funzionalità UP.

Abbreviazioni:

• FL: Flow Tag
• TTC: TOS (Traffic Category)
• SPI: Security Parameter Index
• FD: Flow Description
• BID: Bidirectional SDF Filter