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Fonction de Plan Utilisateur (UPF)

La Fonction de Plan Utilisateur (UPF) incarne l'évolution du plan de données dans la stratégie de Séparation des Plans de Contrôle et d'Utilisateur (CUPS), qui constitue une composante fondamentale du cœur de réseau 5G (5GC) défini par le 3GPP.

L'UPF joue un rôle crucial dans le processus de transfert de données. Elle fournit le point d'interconnexion entre l'infrastructure mobile et le Réseau de Données (DN), notamment en gérant l'encapsulation et la décapsulation du protocole GTP-U.
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Fonction de Plan Utilisateur (UPF)
Avantages clés
UPF entièrement virtualisé, hautement intégré et natif du cloud
UPF entièrement virtualisé, hautement intégré et natif du cloud
Compatibilité parfaite avec les éléments core network tiers
Compatibilité parfaite avec les éléments core network de tiers
Prise en charge du 5GC UPF multi-Gbps : 10 GB/25 GB/40 GB/100 GB
Prise en charge du 5GC UPF multi-Gbps : 10 GB/25 GB/40 GB/100 GB
Adapté aux centres de données centralisés ou distribués
Adapté aux centres de données centralisés ou distribués
 
Highly scalable  Enable to deploy on Cloud Platform such as AWS and Azure
Hautement évolutif
Déploiement possible sur des plateformes cloud telles qu'AWS et Azure
Solution haute performance à faible coût
Solution haute performance à faible coût
Performance par instance jusqu'à 100 Gbps
UPF haute performance et plus évolutif d'IPLOOK
L'UPF d'IPLOOK est conçu pour être distribué et virtualisé en 5G, surpassant l'EPC 4G conçu pour être centralisé dans le cœur de réseau mobile et exécuté sur un serveur COTS. L'UPF peut être déployé dans les nouveaux data centers de périphérie cloud.
Processus de transfert de données via l'UPF dans le 5GC :
D'abord, les données sont envoyées par un terminal, transmises via une liaison sans fil au gNodeB. Celui-ci encapsule les données utilisateur dans le protocole de tunnelisation GPRS (GTP-U) pour les paquets du plan utilisateur. L'UPF reçoit ensuite les données via l'interface N3 et les achemine vers le DN.
L'UPF indépendant d'IPLOOK au sein du cœur réseau 5G (5GC) permet de servir les réseaux d'accès radio (RAN) 4G et 5G. La performance d'une instance unique 5GC UPF atteint 100 Gbps.
5GC UPF
Caractéristiques
 
Conforme aux standards 3GPP R15/R16
Quatre points de référence distincts :
 N3 : Interface entre le RAN (gNB) et l'UPF
 N9 : Interface entre deux UPF
 N6 : Interface entre le DN et l'UPF
 N4 : Interface entre le SMF et l'UPF
Fonctions de base de la pile IP
 ARP
Fonctions de routage
 Routage statique
 Routage direct
 Routage basé sur des politiques IP
 Politique de routage
Fonctions de base du cœur de paquets distribué
 Prise en charge du mode SSC1
 Prise en charge du mode SSC2
Fonctions de service de base
 Gestion de session
 Gestion de routage
 Transit de données
 Attribution d'adresse
 Attribution d'adresse utilisateur
 QoS et gestion de trafic
Système de gestion d'éléments (EMS) compatible
 
Fonctions de disponibilité
 Protection contre les attaques DDoS
Exploitation et maintenance
 Gestion des KPI
 Gestion des défauts
 Gestion des logs
 Gestion de configuration
 Gestion de licences
 Gestion de sécurité
 Fonction de traçage
 Support en ligne
 Chargement en ligne
 SSH
 Disponibilité
Fonctions de base de gestion QoS
 Prise en charge de la QoS réflexive
Fonctions de facturation de base
 Facturation temporelle
 Facturation volumétrique
Mode de facturation
 Facturation hors ligne
Fonctions IPv6 de base
 Réseaux IPv6 sur Gi/SGi/N6
 Accès double pile IPv4/IPv6
Interface nord ouverte et interface graphique web de gestion
 RESTful
 API
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UPF
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SMF
SMF
Le SMF est un élément fondamental de l’architecture basée sur les services (SBA) 5G. Le SMF assure le suivi des sessions PDU et des flux QoS dans le 5GC pour les UE et garantit que leurs états sont synchronisés entre les fonctions réseau dans les plans de contrôle et utilisateur. Il reçoit également les règles PCC (Policy Control and Charging) de PCF (Policy Charging Function) et convertit les règles PCC en modèles SDF, profils QoS et règles QoS pour UPF, gNB et UE respectivement pour établir, modifier et libérer des flux QoS, etc.
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AMF
AMF
L'AMF termine le plan de contrôle des différents réseaux d'accès dans le réseau central 5G (5GC) et contrôle les UE qui peuvent accéder au 5GC pour échanger du trafic avec le DN. Il gère également la mobilité des UE lorsqu'ils se déplacent d'un gNB à un autre pour assurer la continuité de la session, dans la mesure du possible.
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UDM/AUSF
UDM/AUSF
UDM : Similaire au 4G HSS (Home Subscriber Services), l'UDM est un moyen centralisé de traiter les données des utilisateurs du réseau en 5G via des interfaces Nudm pour fournir des services pour AMF, SMF, SMSF, AUSF, NEF et GMLC. Il fournit également des services tels que l'autorisation d'accès, l'enregistrement, les services ininterrompus. AUSF : En tant qu'élément important du 5GC pour faciliter les processus de sécurité, AUSF exécute la fonction d'authentification d'identification des UE et de stockage des clés d'authentification.
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PCF
PCF
• Fournit des règles de politique pour les fonctions du plan de contrôle. Cela comprend la segmentation du réseau, l’itinérance et la gestion de la mobilité. • Accéder aux informations d’abonnement pour les décisions politiques prises par l’UDR. • Prend en charge les nouvelles fonctionnalités de politique QoS 5G et de contrôle de charge.
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NSSF
NSSF
Le découpage en tranches du réseau est une capacité native clé de la 5G qui peut maximiser les performances des réseaux de communication et réduire les coûts de construction, d'exploitation et de maintenance du réseau. Il est devenu un consensus industriel selon lequel « le découpage est une capacité et le découpage est un produit » à l'ère de la 5G. Le réseau central, en tant que point d’ancrage clé pour la différenciation et le fonctionnement du réseau, est devenu un réseau plus important à l’ère de la 5G, offrant la possibilité de déployer des fonctions et des ressources réseau à la demande pour répondre aux divers besoins commerciaux des futures industries verticales.
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NEF
NEF
Le NEF, situé entre le réseau central 5G et les serveurs d'applications externes tiers (et éventuellement certains AF internes), est responsable de la gestion des données du réseau ouvert externe, et toutes les applications externes qui souhaitent accéder aux données centrales 5G internes doivent passer par le NEF. En ouvrant la capacité du réseau aux applications tierces, vous pouvez réaliser une connexion conviviale entre la capacité du réseau et les exigences de l'entreprise, améliorer l'expérience commerciale et optimiser l'allocation des ressources du réseau.
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NRF
NRF
NRF, l'une des fonctions réseau du réseau central 5G (5GC). Il prend en charge la fonction de découverte de services, qui reçoit les demandes de découverte NF des instances NF et fournit des informations sur l'instance NF découverte (instance NF) à une autre instance NF. Les informations d'enregistrement incluent le type NF, l'adresse, la liste de services, etc.
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N3IWF
N3IWF
N3IWF (Non-3GPP Interworking Function) est responsable de la connexion du réseau d'accès non fiable non 3GPP au 5GC. L'UE et le N3IWF établissent un tunnel IPSec, le N3IWF se connecte au plan utilisateur et au plan de contrôle du 5GC via l'interface N2 et l'interface N3 séparément.
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UDM : Similaire au 4G HSS (Home Subscriber Services), l'UDM est un moyen centralisé de traiter les données des utilisateurs du réseau en 5G via des interfaces Nudm pour fournir des services pour AMF, SMF, SMSF, AUSF, NEF et GMLC. Il fournit également des services tels que l'autorisation d'accès, l'enregistrement, les services ininterrompus. AUSF : En tant qu'élément important du 5GC pour faciliter les processus de sécurité, AUSF exécute la fonction d'authentification d'identification des UE et de stockage des clés d'authentification.
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PCF
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• Fournit des règles de politique pour les fonctions du plan de contrôle. Cela comprend la segmentation du réseau, l’itinérance et la gestion de la mobilité. • Accéder aux informations d’abonnement pour les décisions politiques prises par l’UDR. • Prend en charge les nouvelles fonctionnalités de politique QoS 5G et de contrôle de charge.
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Le découpage en tranches du réseau est une capacité native clé de la 5G qui peut maximiser les performances des réseaux de communication et réduire les coûts de construction, d'exploitation et de maintenance du réseau. Il est devenu un consensus industriel selon lequel « le découpage est une capacité et le découpage est un produit » à l'ère de la 5G. Le réseau central, en tant que point d’ancrage clé pour la différenciation et le fonctionnement du réseau, est devenu un réseau plus important à l’ère de la 5G, offrant la possibilité de déployer des fonctions et des ressources réseau à la demande pour répondre aux divers besoins commerciaux des futures industries verticales.
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NEF
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Le NEF, situé entre le réseau central 5G et les serveurs d'applications externes tiers (et éventuellement certains AF internes), est responsable de la gestion des données du réseau ouvert externe, et toutes les applications externes qui souhaitent accéder aux données centrales 5G internes doivent passer par le NEF. En ouvrant la capacité du réseau aux applications tierces, vous pouvez réaliser une connexion conviviale entre la capacité du réseau et les exigences de l'entreprise, améliorer l'expérience commerciale et optimiser l'allocation des ressources du réseau.
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N3IWF
N3IWF
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