Punkt zakotwiczenia sesji PDU (PSA) w systemach 5G

W systemach 5G (NR) PSA (PDU Session Anchor) jest UPF (User Plane Function). Działa jako brama łącząca się z zewnętrzną DN (Data Network) przez interfejs N6 sesji PDU. Jako punkt zakotwiczenia dla sesji danych użytkownika, PSA zarządza przepływem danych i ustanawia połączenia z usługami takimi jak Internet.

I. Istnieją trzy tryby PSA: Tryb SSC 1, Tryb SSC 2 i Tryb SSC 3.

• Tryb SSC 1: W tym trybie sieć 5G utrzymuje usługę połączenia UE. Dla sesji PDU klasy IPv4, IPv6 lub IPv4v6, adres IP jest zarezerwowany. W tym przypadku funkcja User Plane Function (UPF) działająca jako kotwica sesji PDU pozostaje niezmieniona, dopóki UE nie zwolni sesji PDU.
• Tryb SSC 2: W tym trybie sieć 5G może zwolnić połączenie z UE, tj. zwolnić sesję PDU. Jeśli sesja PDU była używana do przesyłania pakietów IP, przydzielony adres IP również zostanie zwolniony. Jednym ze scenariuszy zastosowania tego trybu jest sytuacja, gdy kotwica UPF wymaga równoważenia obciążenia, co pozwala sieci na zwalnianie połączeń. W takim przypadku sesja PDU może zostać przeniesiona do innej kotwicy UPF poprzez zwolnienie istniejącej sesji PDU, a następnie ustanowienie nowej. Wykorzystuje ona strukturę "rozłącz + ustanów", co oznacza, że sesja PDU jest zwalniana z pierwszego serwującego UPF, a następnie nowa sesja PDU jest ustanawiana na nowym UPF.
• Tryb SSC 3: W tym trybie sieć 5G utrzymuje połączenie zapewnione UE, ale pewne skutki mogą wystąpić podczas niektórych procesów. Na przykład, jeśli kotwica UPF się zmieni, adres IP przypisany do UE zostanie zaktualizowany, ale proces zmiany zapewnia utrzymanie połączenia; to znaczy, połączenie z nową kotwicą UPF jest ustanawiane przed zwolnieniem połączenia ze starą kotwicą UPF. 3GPP Release 15 obsługuje tylko tryb 3 dla sesji PDU opartych na IP.

II. Główne zastosowania punktu zakotwiczenia sesji PDU obejmują:

• Punkt zakończenia danych: PSA jest UPF, gdzie sesja PDU kończy swoje połączenie z zewnętrzną siecią danych.
• Routing danych: Kieruje pakiety danych użytkownika między urządzeniem użytkownika (UE) a zewnętrznym DN.
• Alokacja adresów IP: PSA jest powiązany z pulą adresów IP. Adres IP UE jest przydzielany z tej puli, albo przez sam UPF, albo przez zewnętrzny serwer (np. serwer DHCP). Funkcja zarządzania sesją (SMF) zarządza tą pulą adresów.
• Kontrola ścieżki danych: SMF kontroluje ścieżkę danych sesji PDU, wybiera PSA i zarządza zakończeniem interfejsu N6.