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.

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.

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.

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.

• 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.

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.

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.

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.

Le SEPP (Security Edge Protection Proxy) est un composant clé de l'architecture de sécurité de l'itinérance 5G. Il facilite l'itinérance des utilisateurs et l'interopérabilité avec d'autres opérateurs, en gérant le filtrage des messages et la gestion des politiques sur l'interface de plan de contrôle entre les opérateurs. Le SEPP fonctionne principalement comme une passerelle frontière entre les plans de contrôle des réseaux cœur des opérateurs. Les SEPP établissent des connexions et appliquent des politiques de protection via l'interface N32, traitant chaque message de plan de contrôle dans la signalisation inter-réseaux. L'interface N32 est divisée en deux sous-interfaces selon sa finalité : N32-c et N32-f. La N32-c est utilisée pour la poignée de main initiale entre deux SEPP, incluant la négociation des capacités et l'échange de paramètres. La N32-f est responsable de la transmission sécurisée des messages SBI entre les deux SEPP.

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.