UPF是指“用戶平面功能”,是3GPP 5G核心網系統架構的重要組成部分,主要負責5G核心網中用戶平面數據包的路由和轉發相關功能;UPF在5G的邊緣計算和網絡切片技術中發揮著低延遲和大帶寬的重要作用。
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UPF是什么
5G核心網中的UPF全稱“User Plane Function”,中文意思為“用戶平面功能”,主要負責5G核心網用戶面數據包的路由和轉發相關功能。
用戶平面功能(UPF)是3GPP 5G核心網系統架構的重要組成部分,在5G的邊緣計算和網絡切片技術中發揮著低延遲和大帶寬的重要作用。
UPF是5G網絡和多接入邊緣計算(MEC)之間的連接錨點。所有的核心網絡數據必須由UPF轉發,然后才能流向外部網絡。MEC是5G業務應用的標志能力。基于5GC的C/U分裂架構,控制面NF集中部署在中心DC,UPF下沉到網絡邊緣,可以降低傳輸時延,實現數據流的本地分流,緩解核心網的數據傳輸壓力,從而提高網絡數據處理效率,滿足垂直行業對網絡超低時延、超高帶寬和安全性的需求。
UPF作為5GC網絡的用戶平面網元,主要支持UE業務數據的路由和轉發、數據和業務識別、動作和策略執行等。UPF通過N4接口與會話管理功能(SMF)交互,由SMF直接控制和管理,并根據SMF發布的各種策略執行業務流處理。
UPF功能
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作為移動基礎設施(Mobile Infrastructure,例如:RAN)和 DN(Data Network)之間的互連點,完成 UP 上 GTP-U(GRPS 隧道協議)協議的封裝和解封裝。
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用于 RAT(Radio Access Technologies,無線接入技術)內部、或 RAT 之間移動性的 PDU(Protocol Data Unit,協議數據單元)會話錨點(Session Anchor Point),包括向 gNB(NG-RAN 節點)發送一個或多個 End 標記包(End Marker Packets)。
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分組路由和轉發:當 UPF 在多個 PSA(PDU session anchor)之間時,即 UPF 作為 I-UPF(Intermediate UPF,中間 UPF)時,會充當上行鏈路分類器(Uplink Classifier,UL-CL)和分支點的角色以支持多宿主 PDU 會話。作為前者時,會基于 traffic matching filters 將數據流導向到特定 DN。
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數據包檢查:使用 SDF(Service Data Flow,服務數據流)的 traffic filter templates 或者接收從 SMF 發出的 3-tuple(協議、以及服務端的 IP 地址和端口)PDF(Packet Flow Description)來對應用流程進行檢測。
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用戶平面部分策略規則實施,例如門控,重定向,流量轉向。
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提供 UP 的 Pre-Flow QoS 功能,對包括上行鏈路(UL)和下行鏈路(DL)的傳輸層數據段實施速率限制(Rate Limiting)以及分組標記,以及在 DL 上處理反射 QoS(DSCP)標記,在 UL 上處理流量驗證(SDF 到 QoS 流量映射)。
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為計費(Billing)以及合法攔截(LI,Lawful Intercept)提供 UP 流量收集接口以及流量使用報告。
擴展知識:相關名詞解釋
縮寫 | 英文名稱 | 中文名稱 |
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UPF | User Plane Function | 用戶面功能 |
PFCP | Packet Forwarding Control Protocol | 報文轉發控制協議 |
SDF | Service Data Flow | 業務數據流 |
PDRs | Packet Detection Rules | 數據包檢測規則 |
FARs | Forwarding Action Rules | 轉發操作規則 |
BARs | Buffering Action Rules | 緩沖操作規則 |
QERs | QoS Enforcement Rules | Qos實施規則 |
URRs | Usage Reporting Rules | 用量上報規則 |
QFI | Qos Flow Identifier | QoS流標識符 |