PDU-sessieanker (PSA) in 5G-systemen

In 5G (NR)-systemen is de PSA (PDU Session Anchor) de UPF (User Plane Function). Het fungeert als een gateway die verbinding maakt met het externe DN (Data Network) via de N6-interface van de PDU-sessie. Als het ankerpunt voor gebruikersdatasessies beheert de PSA de datastroom en brengt het verbindingen tot stand met diensten zoals internet.

I. Er zijn drie PSA-modi: SSC Mode 1, SSC Mode 2 en SSC Mode 3.

• SSC Mode 1: In deze modus onderhoudt het 5G-netwerk de UE-verbindingsdienst. Voor IPv4-, IPv6- of IPv4v6-klasse PDU-sessies wordt het IP-adres gereserveerd. In dit geval blijft de User Plane Function (UPF) die fungeert als de PDU-sessie-anchor ongewijzigd totdat de UE de PDU-sessie vrijgeeft.
• SSC Mode 2: In deze modus kan het 5G-netwerk de verbinding met de UE verbreken, d.w.z. de PDU-sessie vrijgeven. Als de PDU-sessie werd gebruikt om IP-pakketten te verzenden, wordt het toegewezen IP-adres ook vrijgegeven. Een toepassingsscenario voor deze modus is wanneer de anchor UPF load balancing vereist, waardoor het netwerk verbindingen kan verbreken. In dit geval kan de PDU-sessie worden overgedragen naar een andere anchor UPF door de bestaande PDU-sessie vrij te geven en vervolgens een nieuwe op te zetten. Het gebruikt een "verbreek + zet op"-framework, wat betekent dat de PDU-sessie wordt vrijgegeven van de eerste bedienende UPF en vervolgens een nieuwe PDU-sessie wordt opgezet op de nieuwe UPF.
• SSC Mode 3: In deze modus onderhoudt het 5G-netwerk de verbinding die aan de UE wordt geleverd, maar er kunnen enkele gevolgen optreden tijdens bepaalde processen. Als bijvoorbeeld de anchor UPF verandert, wordt het IP-adres dat aan de UE is toegewezen, bijgewerkt, maar het wijzigingsproces zorgt ervoor dat de verbinding wordt gehandhaafd; dat wil zeggen, er wordt een verbinding met de nieuwe anchor UPF tot stand gebracht voordat de verbinding met de oude anchor UPF wordt verbroken. 3GPP Release 15 ondersteunt Mode 3 alleen voor IP-gebaseerde PDU-sessies.

II. De belangrijkste toepassingen van het PDU-sessie-ankerpunt omvatten:

• Data Termination Point: De PSA is de UPF waar de PDU-sessie zijn verbinding met het externe datanetwerk beëindigt.
• Data Routing: Het routeert gebruikersdatapakketten tussen de user equipment (UE) en het externe DN.
• IP-adresallocatie: De PSA is geassocieerd met een IP-adrespool. Het IP-adres van de UE wordt uit deze pool toegewezen, hetzij door de UPF zelf, hetzij via een externe server (bijv. een DHCP-server). De Session Management Function (SMF) beheert deze adrespool.
• Data Path Control: De SMF bestuurt het datapad van de PDU-sessie, selecteert de PSA en beheert de beëindiging van de N6-interface.