5G कॉल – यूपीएफ यूजर प्लेन स्थापना और डेटा ट्रांसमिशन

उपयोगकर्ता प्लेन फ़ंक्शन (UPF) 5G कोर नेटवर्क में सबसे महत्वपूर्ण नेटवर्क फ़ंक्शन (NF) में से एक है। यह दूसरा नेटवर्क कार्यात्मक इकाई है जिसके साथ रेडियो नेटवर्क (RAN) 5G (NR) में PDU प्रवाह के दौरान संपर्क करता है। कंट्रोल प्लेन और यूजर प्लेन सेपरेशन (CUPS) के विकास में एक प्रमुख तत्व के रूप में, UPF सदस्यता नीतियों में QoS प्रवाह के भीतर पैकेटों की जांच, रूटिंग और अग्रेषण के लिए जिम्मेदार है। यह अपलिंक (UL) और डाउनलिंक (DL) ट्रैफ़िक नियमों को लागू करने के लिए N4 इंटरफ़ेस के माध्यम से SMF का उपयोग SDF टेम्पलेट भेजने के लिए करता है। जब संबंधित सेवा समाप्त होती है, तो UPF PDU सत्र में QoS प्रवाह को आवंटित या समाप्त करता है।

I. उपयोगकर्ता प्लेन स्थापनाप्रारंभ में 5G सिस्टम तक पहुँचते समय, टर्मिनल (UE) को सेवा डेटा ट्रांसमिशन के लिए नियंत्रण प्लेन मार्गदर्शन के अनुसार डेटा सेंटर के साथ एक उपयोगकर्ता प्लेन चैनल स्थापित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया के दौरान:

• जब टर्मिनल (UE) 5G नेटवर्क तक पहुंचना चाहता है, तो वह पहले एक पंजीकरण प्रक्रिया से गुजरता है। सभी नियंत्रण प्लेन प्रक्रियाओं को पूरा करने के बाद, SMF उपयोगकर्ता प्लेन स्थापना चरण के दौरान सभी सत्र-संबंधित जानकारी को संसाधित करता है। AMF SMF को पारित सभी PDU सत्रों का डाउनलिंक DL TEID (टर्मिनल उपकरण पहचानकर्ता) का अनुरोध करता है। फिर SMF निर्दिष्ट सीमा के भीतर UE के लिए सबसे अच्छा UPF चुनता है और डिफ़ॉल्ट PDU सत्र स्थापना के लिए सभी मापदंडों वाले एक सत्र स्थापना अनुरोध को भेजता है।
• इसके बाद, ट्रैफ़िक के लिए डेटा नेटवर्क (DN) के साथ आदान-प्रदान करने के लिए एक सत्र डिफ़ॉल्ट QoS प्रवाह (गैर-GBR) बनाया जाता है। सेवा ट्रैफ़िक में विलंबता की गणना और ट्रैफ़िक को बनाए रखने के लिए एक लंबा मार्ग शामिल है।

चित्र 1. 5G टर्मिनल उपयोगकर्ता प्लेन स्थापना प्रक्रिया (संदेश)

• [5] नया UE स्थापना अनुरोध, सत्र संदर्भ बनाने की आवश्यकता है
• [1] UPF पता सेट करें
• [5] [10] UPF के साथ सत्र बनाने का अनुरोध
• [3] सत्र संदर्भ प्रतिक्रिया
• [4] [5] डिफ़ॉल्ट सत्र अपडेट प्राप्त करें
• [3] डिफ़ॉल्ट QoS, AMBR
• [3] IMSI के लिए डिफ़ॉल्ट डाउनलिंक और अपलिंक PDR नियम जोड़ें

II. पहला अपलिंक/डाउनलिंक डेटा ट्रांसमिशनजब वास्तविक डेटा ट्रांसमिशन (यानी, अपलिंक या डाउनलिंक डेटा) होता है, तो AMF एक और SM संदर्भ अनुरोध SMF को भेजता है, जिसमें:

• SMF अनुरोधित सत्र प्रकार से संबंधित जानकारी वाले एक सत्र संशोधन अनुरोध को भेजता है।
• UPF उपयोगकर्ता आवश्यकताओं के अनुसार नियमों और विनियमों के भीतर एक PDU सत्र स्थापित करता है। फिर UPF QoS प्रवाह मैपिंग जोड़ता है, TEID सेट करता है, विभिन्न नियम (जैसे PDR, FAR, URR, आदि) और कुछ सत्र-संबंधित नीतियों को PDU सत्र में सम्मिलित करता है। यह प्रत्येक पैकेट विनिमय को भी बिल करता है और इसे अन्य PDU सत्रों से अलग करने के लिए एक अद्वितीय सत्र ID जोड़ता है। UPF एक IMSI नंबर भी जोड़ता है ताकि उस UE की पहचान की जा सके जिससे वर्तमान सत्र संबंधित है।
• सत्र संदर्भ UPF द्वारा तैयार किया जाता है और SMF के माध्यम से AMF को भेजा जाता है, जो तब इसे gNB को अग्रेषित करता है। इसमें UPF का स्थानीय TEID, QoS संदर्भ और सत्र रिलीज़ संदेश जैसी जानकारी शामिल है।

चित्र 2.5G टर्मिनल उपयोगकर्ता प्लेन पहला डेटा ट्रांसमिशन प्रवाह (संदेश)

• [2] QoS नीति प्रबंधन (नीति प्रकार)
• [2] गतिशील नियम सेटिंग
• [2] स्थैतिक और गतिशील नियम अपडेट
• [3] मैपिंग FDR, PDR, QDR, BAR, URR
• [3] सत्र में नियम जोड़ना
• [3] एक नया TEID बनाना और इसे PDR में डालना
• [2] TEID को UPF को पास करने के लिए सेट करना
• [2] QoS/बेयरर प्रबंधन
• [5] एक सत्र अनुरोध बनाना
• [9] एक सत्र को अपडेट और बनाना
• [6] नियम शेड्यूलिंग को संभालना
• [7] चार्जिंग प्राधिकरण प्राप्त करना
• [2] चार्जिंग क्रेडिट को आरंभ करना
• [2] सभी सक्रिय नीतियों को प्राप्त करना
• [10] UPF सत्र स्थापित करना
• [4] सत्रों को पढ़ना, बनाना, अपडेट करना और खोजना
• [8] सत्रों को पढ़ना और लिखना, और सभी सत्र वैक्टर को सीरियलाइज़ और डीसीरियलाइज़ करना
• [5] निष्क्रिय स्थिति जब PDU सत्र निष्क्रिय स्थिति में जाता है
• [6] सत्र अपडेट प्रतिक्रिया को संभालना
• [5] AMF से सेटअप संदेशों को संसाधित करें (प्रारंभिक अनुरोध या मौजूदा PDU सत्र)
• [3] AMF को भेजे गए स्थिति परिवर्तन सूचनाओं को अपडेट करें
• [3] gNB को अग्रेषित करने के लिए AMF को भेजने के लिए प्रतिक्रियाएँ (सत्र संदर्भ) तैयार करें
• [3] gNB द्वारा उपयोग के लिए AMF को UPF स्थानीय TEID भेजें
• [3] AMF को उपयुक्त QoS संदर्भ भेजें
• [5] RAT संदर्भ से PDU सत्र ID प्राप्त करें
• [5] AMF से सत्र जारी करने के लिए एक संदेश भेजने का अनुरोध करें