Trong 5G, thứ tự sử dụng giao diện UPF (giao thức) với các cuộc gọi của thiết bị đầu cuối

Chức năng Mặt phẳng Người dùng(UPF) là một trong những Chức năng Mạng (NFs) quan trọng nhất trong mạng lõi 5G. Đây là chức năng mạng thứ hai mà NR RAN tương tác trong các luồng PDU. UPF là sự phát triển của CUPS (Tách Mặt phẳng Điều khiển khỏi Mặt phẳng Người dùng), chịu trách nhiệm cụ thể trong việc kiểm tra, định tuyến và chuyển tiếp các gói trong các luồng QoS theo chính sách thuê bao. Nó cũng sử dụng các mẫu SDF do SMF gửi qua giao diện N4 để thực thi các quy tắc lưu lượng UL (Uplink) và DL (Downlink); khi dịch vụ tương ứng kết thúc, nó phân bổ hoặc chấm dứt các luồng QoS trong phiên PDU.

Hình 1. SMF 5G và giao diện của nó (giao thức)

I. Giao diện và Giao thức UPF bao gồm các mục sau:

• N4[5] Sau khi mặt phẳng người dùng được thiết lập, ngữ cảnh quản lý phiên và các tham số cần thiết được truyền từ sợi quang đơn mode (SMF) đến chức năng mặt phẳng người dùng (UPF).
• PFCP[7] Mọi giao tiếp giữa SMF và UPF đều được quản lý bởi giao thức chuyển tiếp gói PFCP (giao thức điều khiển); nó là một trong những giao thức chính phân tách mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển.
• GTP[3] Giao thức đường hầm GPRS (GTP) chịu trách nhiệm cung cấp kết nối liên tục và mang lưu lượng giữa người dùng chuyển vùng hoặc người dùng nhà và các giao diện mạng chính trong 4G, NSA (5G không độc lập), SA (5G độc lập) và các kiến trúc điện toán biên di động. Trong 5G, các đường hầm GTP cũng được sử dụng cho giao diện N9.

II. Lưu đồ cuộc gọi (Thiết lập phiên và Khởi tạo UPF) Trong quá trình thiết lập phiên PDU, SMF kết nối với UPF thông qua PFCP (giao diện N4). Phiên PFCP này mang theo một mẫu SDF chứa thông tin như PDR, QFI, URR và FAR. UPF sẽ phân bổ một luồng QoS mặc định (không phải GBR) trong quá trình thiết lập phiên ban đầu.

III. Trình tự sử dụng giao diện cuộc gọi của Thiết bị đầu cuối (UE)

• [6] N4 xử lý yêu cầu thiết lập phiên
• [6] PFCP xử lý tạo PDR
• [6] [12] Kiểm tra PDI hiện có của PDR
• [6] [12] Kiểm tra TEID
• [6] [12] Kiểm tra giao diện nguồn
• [6] [12] Kiểm tra ID bộ lọc SDF trước đó
• [6] [12] Đặt tất cả các cờ bộ lọc: BID, FL, SPI, TTC, FD
• [6] PFCP xử lý tạo FAR
• [6] Tạo URR
• [6] Tạo BAR
• [6] Tạo QRR
• [6] Đặt N3 TEID và QFI
• [4] Khởi tạo UPF
• [4] Khởi tạo Ngữ cảnh PFCP
• [1] Khởi tạo Ngữ cảnh UPF
• [1] Đặt Đặc điểm Chức năng Mặt phẳng Người dùng: FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Độ dài Thuộc tính UPF
• [6] [7] Phản hồi Thiết lập Phiên
• [5] N4 Xây dựng Phản hồi Thiết lập Phiên
• [5] ID Nút
• [5] Yêu cầu PFCP được Chấp nhận
• [5] F-SEID
• [5] PDR Tồn tại Đã Kiểm tra
• [5] PFCP Xây dựng Thông báo
• FTUP: Chức năng UP hỗ trợ phân bổ/giải phóng F-TEID.
• EMPU: Chức năng UP hỗ trợ gửi các gói kết thúc tệp.
• MNOP: Chức năng UP hỗ trợ đo số lượng gói trong URR, được thực hiện thông qua cờ "Đo số lượng gói trong URR". MNOP (Đo số lượng gói): Khi được đặt thành "1", nó cho biết rằng trong các phép đo dựa trên luồng, ngoài việc đo bằng byte, số lượng gói uplink/downlink/tổng số gói được truyền cũng được yêu cầu.
• VTIME: Chức năng UP hỗ trợ tính năng thời hạn hiệu lực hạn ngạch. Nếu chức năng UP hỗ trợ tính năng VTIME, nó yêu cầu chức năng UP gửi báo cáo sử dụng sau khi thời hạn hiệu lực hết hạn. Sau khi thời hạn hiệu lực hạn ngạch hết hạn, nếu các gói dữ liệu được nhận trên UPF, UPF phải ngừng chuyển tiếp các gói dữ liệu hoặc chỉ cho phép chuyển tiếp lưu lượng mặt phẳng người dùng hạn chế, tùy thuộc vào chính sách của nhà khai thác trong chức năng UP.

Viết tắt:

• FL: Thẻ Luồng
• TTC: TOS (Loại Lưu lượng)
• SPI: Chỉ số Tham số Bảo mật
• FD: Mô tả Luồng
• BID: Bộ lọc SDF Hai chiều