Visão geral do plano de usuário multi-acesso Junos

O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a um plano de usuário SGW combinado (SGW-U) e plano de usuário PGW (PGW-U) em um único roteador da série MX (ver Figura 3). O SGW-U/PGW-U combinado é conhecido como SAEGW-U (System Architecture Evolution Gateway-User Plane). O MX SAEGW da Juniper pode interoperar com um SGW-C/PGW-C combinado de terceiros, conhecido como SAEGW-C, por meio de uma interface Sxab combinada.

Nota:

O MX SAEGW-U da Juniper comunica-se com o SAEGW-C de terceiros sobre a interface Sxab por meio do Protocolo de controle de encaminhamento de pacotes (PFCP), conforme especificado no 3GPP TS 29.244.

O Junos Multi-Access User Plane também oferece suporte à execução de um roteador MX como um SGW-U autônomo ou um PGW-U autônomo. Um SGW-U autônomo permite o 4G mobility service de alta taxa de transferência (realocação de uma UE para um novo eNodeB, novo SGW-U ou novo SAEGW-U). O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a interfaces S5-u baseadas em GTP-U e S8-U, que são links entre dispositivos SGW-you e PGW-U. O Junos Multi-Access User Plane também oferece funcionalidade de retransmissão de túneis para encaminhar o tráfego de plano de usuário entre interfaces S1-you e S5-U/S8-U e entre interfaces S5-U/S8-you e SGi.

A Figura 4 mostra a topologia básica da execução de roteadores MX separadamente como e SGW-you e um PGW-you para permitir a mobilidade.

SGW-Cs e PGW-Cs lidam com a logística da entrega da UE, incluindo a seleção de SGW e PGW. O SGW-C e o PGW-C participam de trocas de protocolo de controle e atualizam suas contrapartes SGW-U/PGW-U com quaisquer atributos novos ou alterados da sessão da UE e dos portadores.

Apoiamos os seguintes cenários de mobilidade:

• Entrega com eNodeB e sem mudanças no SGW

• Entrega com mudança de SGW (encaminhamento direto)

• Entrega com mudança de SGW (encaminhamento indireto)

O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte à função do plano de usuário 5G (UPF), além das funções SAEGW-U/SGW-U/PGW-U (ver Figura 5). O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a uma transição perfeita dos serviços 4G para 5G, oferecendo suporte a ambas as redes no mesmo roteador da Série MX com a mesma configuração. O Junose Multi-Access User Plane oferece suporte a sessões 4G e sessões 5G simultaneamente.

O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a roteadores MX que funcionam como funções de plano de usuário (UPFs) de acordo com a arquitetura 3GPP Release 15 CUPS. A UPF oferece serviço sem fio fixo e móvel 5G de alta taxa de transferência no modo não autônomo (NSA).

A Figura 6 mostra a topologia básica de executar um roteador MX como UPF para habilitar serviços 5G.

A arquitetura do sistema 5G consiste nas seguintes funções de rede:

• Função de servidor de autenticação (AUSF)

• Função de gerenciamento de acesso e mobilidade (AMF)

• Rede de dados (DN), por exemplo, serviços de operadora, acesso à Internet ou serviços de terceiros

• Função de seleção de fatiamento de rede (NSSF)

• Função de controle de políticas (PCF)

• Função de gerenciamento de sessão (SMF)

• Gerenciamento unificado de dados (UDM)

• Função de plano de usuário (UPF)

• Função de aplicativo (AF)

• Equipamento de usuário (UE)

• (Rádio) Rede de acesso ((R)AN)

A função de gerenciamento de sessão (SMF) inclui a seguinte funcionalidade. Uma única instância de uma SMF pode oferecer suporte a algumas ou todas as funcionalidades SMF.

• Gerenciamento de sessão, por exemplo, estabelecimento de sessão, modificação e versão, incluindo a manutenção de túnel entre o UPF e um nó RAN

• Alocação e gerenciamento de endereços IP da UE (incluindo autorização opcional)

• Funções DHCPv4 (servidor e cliente) e DHCPv6 (servidor e cliente)

• Seleção e controle da UPF

• Configure o direcionamento de tráfego na UPF para encaminhar o tráfego para o destino adequado

• Término de interfaces em direção a funções de controle de políticas

• Cobrança de coleta de dados e suporte a interfaces de carregamento

• Controle e coordenação da coleta de dados de cobrança na UPF

• Término de partes de SM de mensagens NAS

• Notificação de dados do Downlink

• Iniciador de informações de SM específicas de RAN, enviadas via AMF sobre N2 para AN

• Determine o modo SSC de uma sessão

• Funcionalidade de roaming:

  • Lide com a aplicação local para aplicar QoS SLAs (VPLMN)

  • Interface de cobrança de dados e carregamento (VPLMN)

  • Suporte para interação com DN externo para transporte de sinalização para autenticação/autorização de sessão de PDU por DN externa

A função de plano de usuário (UPF) inclui a seguinte funcionalidade. Uma única instância de um UPF pode oferecer suporte a algumas ou todas as funcionalidades UPF.

• Ponto âncora para mobilidade intra/inter-RAT (quando aplicável)

• Ponto de sessão de PDU externo de interconexão à rede de dados

• Roteamento e encaminhamento de pacotes

• Inspeção de pacotes

• Plano de usuário parte da aplicação de regras de política, por exemplo, gating, redirecionamento, direcionamento de tráfego)

• Relatórios de uso de tráfego

• Manuseio de QoS para plano de usuário, por exemplo, aplicação de taxa de uplink/downlink, marcação QoS reflexiva na direção de downlink

• Verificação de tráfego de uplink (mapeamento de fluxo de SDF a QoS)

• Marcação de pacote de nível de transporte no uplink e nas direções de downlink

• Buffer de pacotes de Downlink e a notificação de dados de downlink acionador

• Envio e encaminhamento de uma ou mais mensagens de marcador final para o nó ran de origem

O Junos Multi-Access User Plane atua como UPF na arquitetura de CUPs 5G e inclui suporte para os seguintes:

• Suporte para interface N3, N4, N6 e N9
• Roaming pela interface N9
• Protocolo de tunelamento GPRS, plano de usuário (GTP-U) tunelamento para o plano de controle
• Suporte a QoS Flow ID (QFI) para fluxos QoS 5G

As interfaces N3, N4 e N6 são semelhantes às interfaces S1-U, Sx e SGi na arquitetura 4G CUPs, respectivamente. A interface N9 é semelhante à interface S5/8-U. A interface N9 transporta tráfego encapsulado GTP-U e só se conecta de um UPF a outro. Em cenários de roaming roteado em casa, os pontos de referência N9 transportam o tráfego do plano de usuário de volta para uma UPF âncora na Home Public Land Mobile Network (HPLMN). O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a um único ponto de referência N9 ou a um único ponto de referência N6 por sessão de PDU.

A QoS em redes 4G é baseada em portador, onde o mapeamento é de um a um entre um portador e um portador de rádio. A QoS em redes 5G é baseada em fluxo, onde um QFI (QoS Flow Identifier) classifica e marca pacotes. Vários fluxos de QoS mapeiam para um portador de rádio. Cada fluxo de QoS está associado a dois parâmetros, um Identificador QoS 5G (5QA) e uma prioridade de alocação e retenção (ARP).

Em resumo, começando pelo Junos OS Release 21.2R1, o Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a quatro modos de operação diferentes em um único roteador MX:

• SGW-U, onde o roteador MX atua como um SGW-U para todas as sessões e se conecta a um SGW-C de terceiros em uma única interface Sxa e Juniper ou PGW-Us de terceiros em várias interfaces S5/8-U.

• PGW-U, onde o roteador MX atua como PGW-U para todas as sessões e se conecta a um PGW-C de terceiros por uma única interface Sxb e Juniper ou SGW-Us de terceiros em várias interfaces S5/8-U.

• Combined SGW/PGW-U (SAEGW-U), onde dependendo da localização da UE, o roteador MX atua como um SGW-U para algumas sessões, um PGW-U para outro conjunto de sessões e SAEGW-U para as sessões restantes. Neste modo, o SAEGW-U se conecta a um SAEGW-C em uma única interface Sxab e a outras interfaces SGW-Us e PGW-Us da Juniper ou de terceiros em várias interfaces S5/8-U.

• UPF, onde o roteador MX atua como UM UPF para todas as sessões e se conecta a um SMF de terceiros em uma única interface N4 e a outras UPFs da Juniper ou de terceiros em várias interfaces N9.

O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte a elementos do 3GPP TS 29.244 Release 15, incluindo suporte para a seguinte funcionalidade:

• PDI Optimization Support— A otimização das informações de detecção de pacotes (PDI) é um recurso opcional que permite que a função do plano de controle (CPF) otimize a sinalização em direção à UPF, combinando as informações comuns a várias Regras de detecção de pacotes (PDRs) como um endpoint de tráfego com um ID de endpoint de tráfego (TEID) e, em seguida, referindo-se a este Endpoint de tráfego em mensagens. O ID de endpoint de tráfego é exclusivo em uma sessão de PFCP.

• GTP Path Management— O gerenciamento de caminhos do GTP oferece indicação de erro e pulsação nas interfaces GTP-U. Um peer GTP-U pode enviar uma solicitação de eco em um caminho para um peer GTP-U para descobrir se ele está vivo. Dispositivos Junos Multi-Access User Plane suportam resposta a solicitações de eco.

• User ID Support— A ID do usuário é um elemento de informação (IE) que pode estar presente em uma Solicitação de Estabelecimento de Sessão PFCP. Esta IE é útil para a resolução de problemas na UPF que afeta um assinante. A IE é visível na saída para o show services mobile-edge sessions extensive comando. A ID do usuário é uma IE opcional e não crítica que pode ser de até 16 dígitos ou 8 caracteres.

• Transport Level Marking— Para EPC, o SGW e o PGW executam a marcação do nível de transporte em uma base de portador EPS. A marcação do nível de transporte é o processo de marcação do tráfego com um valor DSCP com base no mapeamento localmente configurado a partir da QCI e opcionalmente do nível de ARP. O CPF pode alterar a marcação do nível de transporte alterando a IE de marcação de nível de transporte na Regra de Ação de Encaminhamento (FAR) relacionada.

  Nota:

  O Plano de usuário multi-acesso da Juniper oferece suporte à marcação de nível de transporte por portador apenas para dados de downlink.

  Transport Level Marking— Para 5GC (núcleo 5G), a marcação do nível de transporte ocorre em uma base de fluxo por QoS. A marcação do nível de transporte é o processo de marcação do tráfego na UPF com um valor de DSCP com base no mapeamento do 5QA, no nível de prioridade (se explicitamente sinalizado) e, opcionalmente, no nível de prioridade de ARP configurado na SMF.

• DDOS Support— O suporte para DDOS é fornecido para o gerenciamento de caminhos PFCP e GTP. Para configurar DDOS para esses protocolos, consulte protocolos (DDoS) .

• QoS control/enforcement at the bearer level— Para o controle/aplicação de QoS no nível de portador, o CPF deve criar as PRDs necessárias para representar o fluxo de dados de serviço, portador ou sessão. O CPF também deve criar QERs para a aplicação de QoS do agregado dos SDFs com o mesmo portador.

  O Junos Multi-Access User Plane oferece suporte à aplicação de QoS no fluxo de dados de serviço (SDF) ou no nível de portador. Se o roteador MX como UPF receber mais de um QER para um portador, ele aplica QoS no nível SDF. Se o roteador MX como UPF receber um QER para um portador, ele aplica QoS no nível de portador.

A Tabela 1 descreve os requisitos de hardware e software para a solução Junos Multi-Access User Plane.

Tabela 1: Suporte à plataforma de plano de usuário multi-acesso Junos

Versão do Junos OS	Plataformas suportadas	Placas de linha com suporte a interfaces PFE âncoras	Placas de linha com suporte a interfaces de sinalização, entrada e saída	Mecanismos de roteamento suportados
A partir do Junos OS Release 19.4R1	MX240 MX480 MX960	MPC7	MPC2 MPC3 MPC4 MPC5 MPC7	RE-S-1800X4-32G-S RE-S-X6-64G-S RE-S-X6-128G
A partir do Junos OS Release 20.2R1	MX204 MX10003	MX10003-LC2103	MX10003-LC2103
Começando no Junos OS Release 22.3R1	MX10004	MX10004-LC2101 MX10004-LC480	MX10004-LC2101 MX10004-LC480
A partir do Junos OS Release 23.2R1	MX10008	MX10008-LC480	MX10008-LC480 Série MPC10 LC9600
Nota: Uma placa de linha MPC7 contém até duas interfaces PFE âncoras. Nota: Os roteadores MX204 não oferecem suporte a redundância GRES ou APFE.