تماس 5G – برقراری صفحه کاربری UPF و انتقال داده

عملکرد صفحه کاربر (UPF) یکی از مهمترین عملکردهای شبکه (NF) در شبکه اصلی 5G است. این دومین واحد عملکردی شبکه است که شبکه رادیویی (RAN) در جریان‌های PDU در 5G (NR) با آن تعامل دارد. UPF به عنوان یک عنصر کلیدی در تکامل جداسازی صفحه کنترل و صفحه کاربر (CUPS)، مسئول بازرسی، مسیریابی و ارسال بسته‌ها در جریان‌های QoS در سیاست‌های اشتراک است. این از SMF برای ارسال الگوهای SDF از طریق رابط N4 برای اعمال قوانین ترافیک بالادست (UL) و پایین‌دست (DL) استفاده می‌کند. هنگامی که سرویس مربوطه به پایان می‌رسد، UPF جریان‌های QoS را در جلسه PDU تخصیص می‌دهد یا خاتمه می‌دهد.

I. ایجاد صفحه کاربرهنگام دسترسی اولیه به سیستم 5G، ترمینال (UE) باید یک کانال صفحه کاربر را با مرکز داده مطابق با راهنمایی صفحه کنترل برای انتقال داده‌های سرویس ایجاد کند. در طول این فرآیند:

• هنگامی که ترمینال (UE) می‌خواهد به شبکه 5G دسترسی پیدا کند، ابتدا یک فرآیند ثبت نام را طی می‌کند. پس از تکمیل تمام مراحل صفحه کنترل، SMF تمام اطلاعات مربوط به جلسه را در طول فاز ایجاد صفحه کاربر پردازش می‌کند. AMF درخواست DL TEID (شناسه تجهیزات ترمینال) ​​تمام جلسات PDU را که به SMF منتقل شده‌اند، درخواست می‌کند. سپس SMF بهترین UPF را برای UE در محدوده مشخص شده انتخاب می‌کند و یک درخواست ایجاد جلسه حاوی تمام پارامترها برای ایجاد جلسه PDU پیش‌فرض ارسال می‌کند.
• پس از آن، یک جریان QoS پیش‌فرض جلسه (غیر-GBR) برای تبادل با شبکه داده (DN) برای ترافیک ایجاد می‌شود. ترافیک سرویس شامل یک مسیر طولانی‌تر برای محاسبه تأخیر و حفظ ترافیک است.

شکل 1. فرآیند ایجاد صفحه کاربر ترمینال 5G (پیام‌ها)

• [5] درخواست ایجاد UE جدید، نیاز به ایجاد زمینه جلسه دارد
• [1] آدرس UPF را تنظیم کنید
• [5] [10] درخواست ایجاد جلسه با UPF
• [3] پاسخ زمینه جلسه
• [4] [5] به‌روزرسانی جلسه پیش‌فرض را دریافت کنید
• [3] QoS پیش‌فرض، AMBR
• [3] قوانین PDR بالادست و پایین‌دست پیش‌فرض را برای IMSI اضافه کنید

II. اولین انتقال داده بالادست/پایین‌دستهنگامی که انتقال داده واقعی (یعنی داده بالادست یا پایین‌دست) رخ می‌دهد، AMF یک درخواست زمینه SM دیگری را به SMF ارسال می‌کند, که در آن:

• SMF یک درخواست اصلاح جلسه حاوی اطلاعات مربوط به نوع جلسه درخواستی ارسال می‌کند.
• UPF یک جلسه PDU را در چارچوب قوانین و مقررات مطابق با الزامات کاربر ایجاد می‌کند. سپس UPF نگاشت جریان QoS را اضافه می‌کند، TEID را تنظیم می‌کند، قوانین مختلف (مانند PDR، FAR، URR و غیره) و برخی از سیاست‌های مرتبط با جلسه را به جلسه PDU اضافه می‌کند. همچنین هر تبادل بسته را صورت‌حساب می‌کند و یک شناسه جلسه منحصر به فرد برای تمایز آن از سایر جلسات PDU اضافه می‌کند. UPF همچنین یک شماره IMSI را برای شناسایی UE که جلسه فعلی به آن تعلق دارد، اضافه می‌کند.
• زمینه جلسه توسط UPF آماده شده و از طریق SMF به AMF ارسال می‌شود که سپس آن را به gNB ارسال می‌کند. این شامل اطلاعاتی مانند TEID محلی UPF، زمینه QoS و پیام انتشار جلسه است.

شکل 2.5G جریان انتقال داده اول صفحه کاربر ترمینال (پیام)

• [2] مدیریت سیاست QoS (نوع سیاست)
• [2] تنظیم قانون پویا
• [2] به‌روزرسانی قانون استاتیک و پویا
• [3] نگاشت FDR، PDR، QDR، BAR، URR
• [3] پیوست کردن قوانین به جلسه
• [3] ایجاد یک TEID جدید و درج آن در PDR
• [2] تنظیم TEID برای انتقال به UPF
• [2] مدیریت QoS/حامل
• [5] ایجاد یک درخواست جلسه
• [9] به‌روزرسانی و ایجاد یک جلسه
• [6] رسیدگی به زمان‌بندی قانون
• [7] دریافت مجوز شارژ
• [2] مقداردهی اولیه اعتبارات شارژ
• [2] دریافت تمام سیاست‌های فعال
• [10] راه‌اندازی جلسه UPF
• [4] خواندن، ایجاد، به‌روزرسانی و جستجوی جلسات
• [8] خواندن و نوشتن جلسات و سریال‌سازی و غیرسریال‌سازی تمام بردارها
• [5] حالت غیرفعال زمانی که جلسه PDU به حالت بیکار منتقل می‌شود
• [6] رسیدگی به پاسخ به‌روزرسانی جلسه
• [5] پردازش پیام‌های راه‌اندازی از AMF (درخواست اولیه یا جلسه PDU موجود)
• [3] به‌روزرسانی اعلان‌های تغییر وضعیت ارسال شده به AMF
• [3] آماده‌سازی پاسخ‌ها (زمینه جلسه) برای ارسال به AMF برای ارسال به gNB
• [3] ارسال TEID محلی UPF به AMF برای استفاده توسط gNB
• [3] ارسال زمینه QoS مناسب به AMF
• [5] دریافت شناسه جلسه PDU از زمینه RAT
• [5] درخواست از AMF برای ارسال پیامی برای انتشار جلسه