Dans la 5G, l'ordre d'utilisation de l'interface UPF (protocole) avec les appels terminaux

Fonction de plan utilisateur(UPF) est l'une des fonctions réseau les plus importantes (NFs) dans le cœur de réseau 5G. C'est la deuxième fonction réseau avec laquelle le RAN NR interagit lors des flux PDU. L'UPF est une évolution de CUPS (Séparation du plan de contrôle du plan utilisateur), spécifiquement responsable de l'inspection, du routage et du transfert des paquets dans les flux QoS des politiques d'abonnement. Il utilise également des modèles SDF envoyés par le SMF via l'interface N4 pour appliquer les règles de trafic UL (liaison montante) et DL (liaison descendante) ; lorsque le service correspondant se termine, il alloue ou termine les flux QoS dans la session PDU.

Figure 1.5G SMF et son interface (protocole)

I. Interfaces et protocoles UPF comprennent les éléments suivants :

• N4[5]Une fois le plan utilisateur établi, le contexte de gestion de session et les paramètres nécessaires sont transmis du single-mode fiber (SMF) à la fonction de plan utilisateur (UPF).
• PFCP[7]Toute communication entre le SMF et l'UPF est gérée par le protocole de transfert de paquets PFCP (protocole de contrôle) ; c'est l'un des principaux protocoles séparant le plan utilisateur et le plan de contrôle.
• GTP[3]Le protocole de tunneling GPRS (GTP) est responsable de fournir une interconnexion transparente et de transporter le trafic entre les utilisateurs itinérants ou domestiques et les interfaces réseau clés dans les architectures 4G, NSA(5G non autonome), SA(5G autonome) et mobile edge computing. En 5G, les tunnels GTP sont également utilisés pour l'interface N9.

II. Flux d'appels(Établissement de session et initialisation UPF) Lors de l'établissement d'une session PDU, le SMF se connecte à l'UPF via PFCP (interface N4). Cette session PFCP transporte un modèle SDF contenant des informations telles que PDR, QFI, URR et FAR. L'UPF allouera un flux QoS par défaut (non-GBR) lors de l'établissement initial de la session.

III. Séquence d'utilisation de l'interface d'appel du terminal (UE)

• [6] N4 traite la demande d'établissement de session
• [6] PFCP traite la création de PDR
• [6] [12] Vérifier le PDI existant de PDR
• [6] [12] Vérifier TEID
• [6] [12] Vérifier l'interface source
• [6] [12] Vérifier l'ID de filtre SDF précédent
• [6] [12] Définir tous les indicateurs de filtre : BID, FL, SPI, TTC, FD
• [6] PFCP traite la création de FAR
• [6] Créer URR
• [6] Créer BAR
• [6] Créer QRR
• [6] Définir N3 TEID et QFI
• [4] Initialisation UPF
• [4] Initialisation du contexte PFCP
• [1] Initialiser le contexte UPF
• [1] Définir les caractéristiques fonctionnelles du plan utilisateur : FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Longueur des attributs UPF
• [6] [7] Réponse d'établissement de session
• [5] N4 Construire la réponse d'établissement de session
• [5] ID de nœud
• [5] Requête PFCP acceptée
• [5] F-SEID
• [5] Existence de PDR vérifiée
• [5] PFCP Construire le message
• FTUP : La fonction UP prend en charge l'allocation/libération de F-TEID.
• EMPU : La fonction UP prend en charge l'envoi de paquets de fin de fichier.
• MNOP : La fonction UP prend en charge la mesure du nombre de paquets dans l'URR, ce qui est effectué via l'indicateur « Mesurer le nombre de paquets dans URR ». MNOP (Comptage des paquets) : Lorsqu'il est défini sur « 1 », il indique que dans les mesures basées sur les flux, en plus de la mesure en octets, le nombre de paquets transmis en liaison montante/descendante/total est également demandé.
• VTIME : La fonctionnalité UP prend en charge la fonctionnalité de période de validité du quota. Si la fonctionnalité UP prend en charge la fonctionnalité VTIME, elle demande à la fonctionnalité UP d'envoyer un rapport d'utilisation après l'expiration de la période de validité. Après l'expiration de la période de validité du quota, si des paquets de données sont reçus sur l'UPF, l'UPF doit arrêter de transférer les paquets de données ou n'autoriser que le transfert d'un trafic de plan utilisateur limité, en fonction de la politique de l'opérateur dans la fonctionnalité UP.

Abréviations :

• FL : Balise de flux
• TTC : TOS (Catégorie de trafic)
• SPI : Index des paramètres de sécurité
• FD : Description du flux
• BID : Filtre SDF bidirectionnel