No 5G, a ordem de uso da interface UPF (protocolo) com chamadas de terminal

Função do Plano do Usuário(UPF) é uma das Funções de Rede (NFs) mais importantes na rede central 5G. É a segunda função de rede com a qual a NR RAN interage durante os fluxos PDU. UPF é uma evolução de CUPS (Separação do Plano de Controle do Plano do Usuário), especificamente responsável por inspecionar, rotear e encaminhar pacotes dentro dos fluxos QoS nas políticas de assinatura. Ele também usa modelos SDF enviados pelo SMF através da interface N4 para impor regras de tráfego UL (Uplink) e DL (Downlink); quando o serviço correspondente termina, ele aloca ou encerra fluxos QoS na sessão PDU.

Figura 1.5G SMF e sua interface (protocolo)

I. Interfaces e Protocolos UPF incluem o seguinte:

• N4[5] Após o estabelecimento do plano do usuário, o contexto de gerenciamento de sessão e os parâmetros necessários são transmitidos do single-mode fiber (SMF) para a função do plano do usuário (UPF).
• PFCP[7] Qualquer comunicação entre o SMF e o UPF é gerenciada pelo protocolo de encaminhamento de pacotes PFCP (protocolo de controle); é um dos principais protocolos que separa o plano do usuário e o plano de controle.
• GTP[3] O protocolo de tunelamento GPRS (GTP) é responsável por fornecer interconexão perfeita e transportar tráfego entre usuários em roaming ou domésticos e interfaces de rede chave em 4G, NSA (5G não autônomo), SA (5G autônomo) e arquiteturas de computação de borda móvel. Em 5G, os túneis GTP também são usados para a interface N9.

II. Fluxo de Chamada (Estabelecimento de Sessão e Inicialização UPF) Durante o estabelecimento da sessão PDU, o SMF se conecta ao UPF via PFCP (interface N4). Esta sessão PFCP carrega um modelo SDF contendo informações como PDR, QFI, URR e FAR. O UPF alocará um fluxo QoS padrão (não-GBR) durante o estabelecimento inicial da sessão.

III. Sequência de Uso da Interface de Chamada do Terminal (UE)

• [6] N4 processa a solicitação de estabelecimento de sessão
• [6] PFCP processa a criação de PDR
• [6] [12] Verificar PDI existente de PDR
• [6] [12] Verificar TEID
• [6] [12] Verificar interface de origem
• [6] [12] Verificar ID de filtro SDF anterior
• [6] [12] Definir todas as flags de filtro: BID, FL, SPI, TTC, FD
• [6] PFCP processa a criação de FAR
• [6] Criar URR
• [6] Criar BAR
• [6] Criar QRR
• [6] Definir N3 TEID e QFI
• [4] Inicialização UPF
• [4] Inicialização do Contexto PFCP
• [1] Inicializar Contexto UPF
• [1] Definir Características Funcionais do Plano do Usuário: FTUP, EMPU, MNOP, VTIME, Comprimento do Atributo UPF
• [6] [7] Resposta de Estabelecimento de Sessão
• [5] N4 Construir Resposta de Estabelecimento de Sessão
• [5] ID do Nó
• [5] Solicitação PFCP Aceita
• [5] F-SEID
• [5] Existência de PDR Verificada
• [5] PFCP Construir Mensagem
• FTUP: A função UP suporta a alocação/liberação de F-TEID.
• EMPU: A função UP suporta o envio de pacotes de fim de arquivo.
• MNOP: A função UP suporta a medição do número de pacotes no URR, que é realizada através da flag "Medir Número de Pacotes no URR". MNOP (Medição da Contagem de Pacotes): Quando definido como "1", indica que nas medições baseadas em fluxo, além de medir em bytes, o número de pacotes transmitidos em uplink/downlink/total também é solicitado.
• VTIME: A funcionalidade UP suporta o recurso de período de validade da cota. Se a funcionalidade UP suportar o recurso VTIME, ela solicita que a funcionalidade UP envie um relatório de uso após o término do período de validade. Após o término do período de validade da cota, se os pacotes de dados forem recebidos no UPF, o UPF deve parar de encaminhar pacotes de dados ou apenas permitir o encaminhamento de tráfego do plano do usuário limitado, dependendo da política da operadora na funcionalidade UP.

Abreviações:

• FL: Tag de Fluxo
• TTC: TOS (Categoria de Tráfego)
• SPI: Índice de Parâmetro de Segurança
• FD: Descrição do Fluxo
• BID: Filtro SDF Bidirecional