في 5G، ترتيب استخدام واجهة UPF (البروتوكول) مع مكالمات الجهاز الطرفي

وظيفة مستوى المستخدم(UPF)هي واحدة من أهم وظائف الشبكة (NFs) في شبكة 5G الأساسية. إنها ثاني وظيفة شبكة تتفاعل معها NR RAN أثناء تدفقات PDU. UPF هو تطور لـ CUPS (فصل مستوى التحكم عن مستوى المستخدم)، وهو مسؤول على وجه التحديد عن فحص وتوجيه وإعادة توجيه الحزم ضمن تدفقات QoS في سياسات الاشتراك. كما أنه يستخدم قوالب SDF التي يرسلها SMF عبر واجهة N4 لفرض قواعد حركة المرور UL (Uplink) و DL (Downlink)؛ عندما تنتهي الخدمة المقابلة، فإنه يخصص أو ينهي تدفقات QoS في جلسة PDU.

الشكل 1.5G SMF وواجهته (البروتوكول)

أولاً. واجهات وبروتوكولات UPFتشمل ما يلي:

• N4[5] بعد إنشاء مستوى المستخدم، يتم نقل سياق إدارة الجلسة والمعلمات الضرورية من الألياف أحادية الوضع (SMF) إلى وظيفة مستوى المستخدم (UPF).
• PFCP[7] يتم إدارة أي اتصال بين SMF و UPF بواسطة بروتوكول إعادة توجيه الحزم PFCP (بروتوكول التحكم)؛ إنه أحد البروتوكولات الرئيسية التي تفصل مستوى المستخدم ومستوى التحكم.
• GTP[3] بروتوكول الأنفاق GPRS (GTP) مسؤول عن توفير الترابط السلس وحمل حركة المرور بين المستخدمين المتجولين أو المستخدمين المنزليين وواجهات الشبكة الرئيسية في 4G، NSA (5G غير مستقل)، SA (5G مستقل)، وهندسات الحوسبة المتطورة للأجهزة المحمولة. في 5G، تُستخدم أنفاق GTP أيضًا لواجهة N9.

ثانياً. تدفق المكالمات (إنشاء الجلسة وتهيئة UPF) أثناء إنشاء جلسة PDU، يتصل SMF بـ UPF عبر PFCP (واجهة N4). تحمل جلسة PFCP هذه قالب SDF يحتوي على معلومات مثل PDR و QFI و URR و FAR. سيخصص UPF تدفق QoS افتراضي (غير GBR) أثناء إنشاء الجلسة الأولية.

ثالثاً. تسلسل استخدام واجهة مكالمات الجهاز (UE)

• [6] N4 يعالج طلب إنشاء الجلسة
• [6] PFCP يعالج إنشاء PDR
• [6] [12] التحقق من PDI الموجود لـ PDR
• [6] [12] التحقق من TEID
• [6] [12] التحقق من واجهة المصدر
• [6] [12] التحقق من معرف مرشح SDF السابق
• [6] [12] تعيين جميع علامات المرشح: BID و FL و SPI و TTC و FD
• [6] PFCP يعالج إنشاء FAR
• [6] إنشاء URR
• [6] إنشاء BAR
• [6] إنشاء QRR
• [6] تعيين N3 TEID و QFI
• [4] تهيئة UPF
• [4] تهيئة سياق PFCP
• [1] تهيئة سياق UPF
• [1] تعيين الخصائص الوظيفية لمستوى المستخدم: FTUP و EMPU و MNOP و VTIME و طول سمة UPF
• [6] [7] استجابة إنشاء الجلسة
• [5] N4 بناء استجابة إنشاء الجلسة
• [5] معرف العقدة
• [5] طلب PFCP مقبول
• [5] F-SEID
• [5] فحص وجود PDR
• [5] PFCP بناء الرسالة
• FTUP: تدعم وظيفة UP تخصيص/تحرير F-TEID.
• EMPU: تدعم وظيفة UP إرسال حزم نهاية الملف.
• MNOP: تدعم وظيفة UP قياس عدد الحزم في URR، والذي يتم إجراؤه عبر علامة "قياس عدد الحزم في URR". MNOP (قياس عدد الحزم): عند التعيين على "1"، فإنه يشير إلى أنه في القياسات المستندة إلى التدفق، بالإضافة إلى القياس بالبايت، يُطلب أيضًا عدد الحزم الصاعدة/الهابطة/الإجمالي المرسلة.
• VTIME: تدعم وظيفة UP ميزة فترة صلاحية الحصة. إذا كانت وظيفة UP تدعم ميزة VTIME، فإنها تطلب من وظيفة UP إرسال تقرير استخدام بعد انتهاء صلاحية الفترة. بعد انتهاء صلاحية فترة صلاحية الحصة، إذا تم استلام حزم بيانات على UPF، فيجب على UPF إيقاف إعادة توجيه حزم البيانات أو السماح فقط بإعادة توجيه حركة مرور مستوى المستخدم المحدودة، اعتمادًا على سياسة المشغل في وظيفة UP.

الاختصارات:

• FL: علامة التدفق
• TTC: TOS (فئة حركة المرور)
• SPI: فهرس معلمة الأمان
• FD: وصف التدفق
• BID: مرشح SDF ثنائي الاتجاه