5G网络学习(二)——UPF用户平面功能(未完待续)

上节介绍了5G网络部署及架构,感兴趣的同学可以看下

5G网络部署及架构

接下来我们介绍一下5G网络架构中一个重要的部分————UPF(用户平面功能)

5G网络学习(二)——UPF用户平面功能(未完待续)_第1张图片

UPF是3GPP核心网系统架构的重要组成部分,主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发、数据和业务识别、动作和策略执行。图中的DN指的是数据网络,UE想访问目标网络,属于5GS以外。

从5G网络学习(一)的学习过程中了解到,这里面说的“5G核心网”既可以指的是城域核心网也可以是省干线核心网

UPF的功能

用户平面功能(UPF)包括以下功能。 在 UPF 的单个实例中可以支持部分或全部 UPF 功能:

  • 用于 RAT 内/ RAT 间移动性的锚点(适用时)。
  • 外部 PDU 与数据网络互连的会话点。
  • 分组路由和转发(例如,支持上行链路分类器(UL-CL,Uplink Classifier)以将业务流路由到数据网络的实例,支持分支点(Branching Point UPF)以支持多宿主 PDU 会话)。
  • 数据包检查(例如,基于服务数据流模板的应用流程检测以及从 SMF 接收的可选 PFD)。
  • 用户平面部分策略规则实施,例如门控,重定向,流量转向)。
  • 合法拦截(UP 收集)。
  • 流量使用报告。
  • 用户平面的 QoS 处理,例如 UL / DL 速率实施,DL 中的反射 QoS 标记。
  • 上行链路流量验证(SDF 到 QoS 流量映射)。
  • 上行链路和下行链路中的传输级分组标记。
  • 下行数据包缓冲和下行数据通知触发。
  • 将一个或多个“结束标记”发送和转发到源 NG-RAN 节点。
  • 如 IETF RFC 1027 [53]中规定的 ARP 代理和/或以太网 PDU 的 IETF RFC 4861 [54]功能中规定的 IPv6Neighbor Solicitation Proxying。 UPF 通过提供与请求中发送的 IP 地址相对应的 MAC 地址来响应ARP 和/或 IPv6 邻居请求请求。

对上文的解释:

RAT(Radio Access Technology,无线电接入技术),PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)

UPF的业务接口

5G网络学习(二)——UPF用户平面功能(未完待续)_第2张图片

和UPF相关的接口主要有以下四个:

  • N3:RAN和I-UPF/UPF之间的接口,I-UPF(initial UPF,中继UPF),主要用于传递5G (R)AN与UPF间的上下行用户面数据。
  • N4:SMF和UPF之间的接口,用于传输SMF和UPF间的控制面信息。
  • N6:DN和UPF之间的接口,用于传递UPF与DN之间的上下行用户数据流,基于IP和路由协议与DN网络通信。
  • N9:UPF之间的接口,用于传递UPF之间的上下行用户数据流。用于单会话,多锚点。漫游的时候也通过N9连接。

N3接口

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N4接口

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N9接口

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通过以上的介绍,我们可能知道了UPF的主要功能就是分组路由及转发。

但是

UPF转发的是什么,具体它是如何进行转发的呢?

就关系到PDU 会话转发的相关知识了,详情见这里——》PDU会话的相关知识

未来的UPF

通过中国移动提出的5G_OpenUPF 白皮书我们了解到,目前,UPF与控制面板SMF的接口N4尚未完全开放,服务化能力尚未完全实现,一定程度上影响了5G5G响应行业客户需求的能力。

中国移动提出的OpenUPF合作伙伴计划从开放接口、开放设备、开放服务和开放智能四个方面定义可靠、可管、可信、简洁、灵活、开放的UPF。

未来UPF的服务能力分为两个部分,基础功能与增值定制功能。
 

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