Junos Multi-Access-Benutzerebene – Übersicht

Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt eine kombinierte SGW-Benutzerebene (SGW-U) und PGW-Benutzerebene (PGW-U) in einem einzigen Router der MX-Serie (siehe Abbildung 3). Die kombinierte SGW-U/PGW-U wird als SAEGW-U (System Architecture Evolution Gateway-User Plane) bezeichnet. Mit der MX SAEGW von Juniper können Sie über eine kombinierte Sxab-Schnittstelle mit einer kombinierten SGW-C/PGW-C eines Drittanbieters, der als SAEGW-C bezeichnet wird, zusammenarbeiten.

Hinweis:

Mx SAEGW-U von Juniper kommuniziert mit dem SAEGW-C eines Drittanbieters über die Sxab-Schnittstelle über das Packet Forwarding Control Protocol (PFCP), wie in 3GPP TS 29.244 angegeben.

Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt auch die Ausführung eines MX-Routers als eigenständiges SGW-U oder als eigenständiges PGW-U. Eine eigenständige SGW-U ermöglicht 4G mobility service mit hohem Durchsatz (Verlagerung einer UE zu einem neuen eNodeB, einem neuen SGW-U oder einem neuen SAEGW-U). Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt GTP-U-basierte S5-you- und S8-U-Schnittstellen, bei denen es sich um Verbindungen zwischen SGW-you- und PGW-U-Geräten handelt. Junos Multi-Access-Benutzerebene bietet auch Tunnel-Relay-Funktionen zur Weiterleitung von Datenverkehr auf Benutzerebene zwischen S1-you- und S5-U/S8-U-Schnittstellen sowie zwischen S5-U/S8-you- und SGi-Schnittstellen.

Abbildung 4 zeigt die grundlegende Topologie, in der MX-Router separat als und SGW-you und ein PGW-You ausgeführt werden, um Mobilität zu ermöglichen.

SGW-Cs und PGW-Cs übernehmen die Logistik der UE-Übergabe, einschließlich SGW - und PGW-Auswahl. Die SGW-C und PGW-C nehmen am Austausch von Kontrollprotokollen teil und aktualisieren ihre SGW-U/PGW-U-Äquivalente mit neuen oder geänderten Attributen der UE-Sitzung und der Träger.

Wir unterstützen die folgenden Mobilitätsszenarien:

• Übergabe mit eNodeB und ohne Änderung der SGW

• Übergabe mit SGW-Änderung (Direktweiterleitung)

• Übergabe mit SGW-Änderung (indirekte Weiterleitung)

Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt zusätzlich zu den SAEGW-U/SGW-U/PGW-U-Funktionen 5G-Benutzerebene (UPF) (siehe Abbildung 5). Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt den nahtlosen Übergang von 4G- zu 5G-Services, indem sie beide Netzwerke auf demselben Router der MX-Serie mit derselben Konfiguration unterstützt. Junose Multi-Access-Benutzerebene unterstützt 4G-Sitzungen und 5G-Sitzungen gleichzeitig.

Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt MX-Router, die in Übereinstimmung mit der CUPS-Architektur von 3GPP Release 15 als Benutzerebenenfunktionen (UPFs) funktionieren. Die UPF bietet 5G-Festnetz- und Mobilfunkdienste mit hohem Durchsatz im nicht-eigenständigen (NSA)-Modus.

Abbildung 6 zeigt die grundlegende Topologie der Ausführung eines MX-Routers als UPF zur Aktivierung von 5G-Services.

Die 5G-Systemarchitektur besteht aus den folgenden Netzwerkfunktionen:

• Authentifizierungsserverfunktion (AUSF)

• Access and Mobility Management Function (AMF)

• Datennetzwerk (DN), z. B. Betreiberservices, Internetzugang oder Services von Drittanbietern

• Network Slice Selection Function (NSSF)

• Policy Control Function (PCF)

• Session Management Function (SMF)

• Unified Data Management (UDM)

• Benutzerebenenfunktion (UPF)

• Anwendungsfunktion (AF)

• Benutzergeräte (UE)

• (Funk) Zugriffsnetzwerk (R)AN)

Die Session Management Function (SMF) umfasst die folgenden Funktionen. Eine einzelne Instanz eines SMF kann einige oder alle SMF-Funktionen unterstützen.

• Sitzungsmanagement, z. B. Sitzungseinrichtung, Änderung und Freigabe, einschließlich Tunnelwartung zwischen der UPF und einem RAN-Knoten

• UE-IP-Adressenzuweisung und -Verwaltung (einschließlich optionaler Autorisierung)

• DHCPv4-Funktionen (Server und Client) und DHCPv6 (Server und Client)

• Auswahl und Steuerung der UPF

• Konfigurieren Sie die Datenverkehrssteuerung an der UPF, um den Datenverkehr an das richtige Ziel zu leiten

• Beendigung von Schnittstellen zu Richtliniensteuerungsfunktionen

• Erfassung von Ladedaten und Unterstützung von Ladeschnittstellen

• Steuerung und Koordination der Ladedatenerfassung bei UPF

• Kündigung von SM-Teilen von NAS-Nachrichten

• Downlink-Datenbenachrichtigung

• Initiator von RAN-spezifischen SM-Informationen, gesendet über AMF über N2 an AN

• Festlegen des SSC-Modus einer Sitzung

• Roaming-Funktionen:

  • Handhaben der lokalen Durchsetzung zur Anwendung von QoS-SLAs (VPLMN)

  • Erfassung von Ladedaten und Ladeschnittstelle (VPLMN)

  • Unterstützung der Interaktion mit externen DN zur Übertragung von Signalen für PDU-Sitzungsauthentifizierung/Autorisierung durch externe DN

Die Benutzerebenenfunktion (UPF) umfasst die folgenden Funktionen. Eine einzelne Instanz einer UPF kann einige oder alle UPF-Funktionen unterstützen.

• Ankerpunkt für Intra-/Inter-RAT-Mobilität (falls zutreffend)

• Externer PDU-Sitzungspunkt der Verbindung zum Datennetzwerk

• Paket-Routing und -Weiterleitung

• Paketinspektion

• Benutzerebene Teil der Richtlinienregeldurchsetzung, z. B. Gating, Umleitung, Datenverkehrssteuerung)

• Berichte zur Datenverkehrsnutzung

• QoS-Handling für Benutzerebene, z. B. Durchsetzung der Uplink-/Downlink-Rate, reflektierende QoS-Markierung in Downlink-Richtung

• Uplink Traffic Verification (SDF to QoS Flow Mapping)

• Paketmarkierung auf Transportebene im Uplink und in den Downlink-Richtungen

• Downlink-Paketpufferung und Downlink-Datenbenachrichtigung auslösen

• Senden und Weiterleiten einer oder mehrerer Endmarkermeldungen an den RAN-Quellknoten

Junos Multi-Access-Benutzerebene fungiert als UPF in der 5G-CUPs-Architektur und bietet Unterstützung für Folgendes:

• Schnittstellenunterstützung für N3, N4, N6 und N9
• Roaming über die N9-Schnittstelle
• GPRS Tunneling Protocol, User Plane (GTP-U)-Tunneling zur Steuerungsebene
• QoS Flow ID (QFI)-Unterstützung für 5G-QoS-Datenströme

N3-, N4- und N6-Schnittstellen sind ähnlich wie S1-U-, Sx- und SGi-Schnittstellen in der 4G-CUPs-Architektur. Die N9-Schnittstelle ist ähnlich wie die S5/8-U-Schnittstelle. Die N9-Schnittstelle transportiert GTP-U-gekapselten Datenverkehr und verbindet sich nur von einem UPF zum anderen. In Home-Routing-Szenarien leiten N9-Referenzpunkte den Datenverkehr der Benutzerebene zurück zu einer Anker-UPF im Home Public Land Mobile Network (HPLMN). Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt entweder einen einzelnen N9-Referenzpunkt oder einen einzelnen N6-Referenzpunkt pro PDU-Sitzung.

QoS in 4G-Netzwerken ist auf Trägerbasis, wobei die Zuordnung eins zu eins zwischen einem Träger und einem Funkträger erfolgt. QoS in 5G-Netzwerken ist ablaufbasiert, wobei ein QFI (QoS Flow Identifier) Pakete klassifiziert und markiert. Mehrere QoS-Datenströme werden einem Funkträger zuzuordnen. Jeder QoS-Fluss ist mit zwei Parametern verknüpft, einem 5G-QoS-Identifier (5QI) und einer Allocation and Retention Priority (ARP).

Kurz gesagt, ab Junos OS Version 21.2R1 unterstützt die Junos Multi-Access-Benutzerebene vier verschiedene Betriebsmodi auf einem einzigen MX-Router:

• SGW-Ufungiert der MX-Router als SGW-U für alle Sitzungen und verbindet sich über eine einzige Sxa-Schnittstelle mit einem Drittanbieter-SGW-C und Juniper oder PGW-Us von Juniper oder Drittanbietern über mehrere S5/8-U-Schnittstellen.

• PGW-Ufungiert der MX-Router als PGW-U für alle Sitzungen und verbindet sich über eine einzige Sxb-Schnittstelle mit einem Drittanbieter-PGW-C und mit Juniper oder Drittanbieter-SGW-Us über mehrere S5/8-U-Schnittstellen.

• Combined SGW/PGW-U (SAEGW-U)fungiert der MX-Router je nach UE-Standort als SGW-U für einige Sitzungen, als PGW-U für eine andere Reihe von Sitzungen und als SAEGW-U für die restlichen Sitzungen. In diesem Modus verbindet sich die SAEGW-U über eine einzige Sxab-Schnittstelle mit einer SAEGW-C und mit anderen SGW-Us- und PGW-Us-Schnittstellen von Juniper oder Drittanbietern über mehrere S5/8-U-Schnittstellen.

• UPFfungiert der MX-Router als UPF für alle Sitzungen und verbindet sich über eine einzige N4-Schnittstelle mit einer SMF von Drittanbietern und mit anderen Juniper- oder Drittanbieter-UPFs über mehrere N9-Schnittstellen.

Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt Elemente von 3GPP TS 29.244 Version 15, einschließlich Unterstützung für die folgenden Funktionen:

• PDI Optimization Support— Packet Detection Information (PDI)-Optimierung ist eine optionale Funktion, die es der Control Plane-Funktion (CPF) ermöglicht, die Signalübertragung an die UPF zu optimieren, indem sie die Informationen, die mehreren Packet Detection Rules (PDRs) gemeinsam sind, als Datenverkehrsendpunkt mit einer Traffic Endpoint ID (TEID) kombinieren und dann im Messaging auf diesen Datenverkehrsendpunkt verweisen. Die Datenverkehrsend-ID ist innerhalb einer PFCP-Sitzung eindeutig.

• GTP Path Management—GTP-Pfadverwaltung bietet Herzschlag- und Fehleranzeigen über GTP-U-Schnittstellen. Ein GTP-U-Peer kann eine Echo-Anfrage für einen Pfad zu einem GTP-U-Peer senden, um herauszufinden, ob er am Leben ist. Junos Multi-Access-Benutzerebenengeräte unterstützen die Reaktion auf Echo-Anfragen.

• User ID Support– Die Benutzer-ID ist ein Informationselement (IE), das in einer Anfrage zur PfCP-Sitzungseinrichtung angezeigt werden kann. Dieser IE ist nützlich für die Fehlerbehebung von Problemen in der UPF, die sich auf einen Abonnenten auswirken. Der IE ist in der Ausgabe für den show services mobile-edge sessions extensive Befehl sichtbar. Die Benutzer-ID ist eine optionale, nichtkritische IE, die eine beliebige Länge von bis zu 16 Ziffern oder 8 Zeichen haben kann.

• Transport Level Marking—Für EPC führen die SGW und PGW die Transportebenenmarkierung pro EPS-Trägerbasis durch. Bei der Markierung auf Transportebene wird Datenverkehr mit einem DSCP-Wert markiert, der auf der lokal konfigurierten Zuordnung aus dem QCI und optional der ARP-Ebene basiert. Der CPF kann die Markierung der Transportebene ändern, indem er die Transportlevel-Markierung IE in der zugehörigen Weiterleitungsaktionsregel (FAR) ändert.

  Hinweis:

  Die Benutzerebene mit mehreren Zugriffen von Juniper unterstützt die Markierung des Transportlevels pro Träger nur für Downlink-Daten.

  Transport Level Marking—Bei 5GC (5G-Core) erfolgt die Markierung der Transportebene auf Basis des QoS-Datenstroms. Die Transportlevelmarkierung ist der Prozess der Markierung des Datenverkehrs an der UPF mit einem DSCP-Wert basierend auf der Zuordnung aus dem 5QI, der Prioritätsebene (wenn explizit signalisiert) und optional der ARP-Prioritätsebene, die am SMF konfiguriert wurde.

• DDOS Support— DDOS-Unterstützung wird für PFCP- und GTP-Pfadverwaltung bereitgestellt. Informationen zur Konfiguration von DDOS für diese Protokolle finden Sie unter Protokolle (DDoS).

• QoS control/enforcement at the bearer level—Für die QoS-Kontrolle/-Durchsetzung auf Der Trägerebene muss der CPF die erforderlichen PRDs erstellen, um den Servicedatenfluss, den Träger oder die Sitzung darzustellen. Der CPF muss auch QERs für die QoS-Durchsetzung der Aggregierten SDFs mit demselben Träger erstellen.

  Junos Multi-Access-Benutzerebene unterstützt die QoS-Durchsetzung entweder auf SDF-Ebene (Service Data Flow) oder auf der Bearer-Ebene. Wenn der MX-Router als UPF mehr als einen QER für einen Träger erhält, setzt er QoS auf SDF-Ebene durch. Wenn der MX-Router als UPF einen QER für einen Träger erhält, setzt er QoS auf Trägerebene durch.

Tabelle 1 beschreibt die Hardware- und Softwareanforderungen für die Junos Multi-Access-Benutzerebenenlösung.

Tabelle 1: Unterstützung der Junos Multi Access-Benutzerebenenplattform

Junos OS-Version	Unterstützte Plattformen	Linecards zur Unterstützung von Anker-PFE-Schnittstellen	Linecards zur Unterstützung von Signal-, Eingangs- und Ausgangsschnittstellen	Unterstützte Routing-Engines
Ab Junos OS Version 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
Ab Junos OS Version 20.2R1	MX204 MX10003	MX10003-LC2103	MX10003-LC2103
Ab Junos OS Version 22.3R1	MX10004	MX10004-LC2101 MX10004-LC480	MX10004-LC2101 MX10004-LC480
Hinweis: Eine MPC7 Linecard enthält bis zu zwei PFE-Schnittstellen an Anker. Hinweis: MX204-Router unterstützen keine GRES- oder APFE-Redundanz.