CN115119191A - 一种基于5g ulcl分流的漫游场景下访问多数据中心的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法及系统,属于网络通信技术领域。方法包括:5G专网设置有总部UPF和园区UPF,用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H‑SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;所述H‑SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。本方法满足了用户在漫游场景下同时访问多个数据网络的需求,极大提升了用户体验,在当前终端不支持多DNN的情况下,满足了专网的特殊要求。
Description
技术领域
本发明属于网络通信技术领域,尤其涉及一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法及系统。
背景技术
在核心网业务中,按照5G策略,5G用户开机建立的PDU会话将优先选择中心UPF(user plane function,用户面功能),当用户需访问MEC(mobile edge computing,移动边缘计算)应用时才选择/插入边缘UPF,让稀缺的边缘资源按需提供给用户,同时避免边缘UPF由于大量用户挤占造成性能瓶颈。因此,5G网络需要配合MEC做好用户数据的本地分流。具体而言,基于ULCL(uplink classifier,上行分类器)分流的方案,用户在MEC区域外建立PDU会话时,会话锚定在中心UPF,用户移动过程中进入MEC区域,SMF(session managementfunction,会话管理功能)新增边缘UPF锚点并插入ULCL,5G用户使用MEC业务时,数据流将通过ULCL分流至边缘UPF到达MEC平台。对同一终端,可通过网络侧实现部分应用数据分流至本地边缘UPF,部分应用数据集中路由至总部UPF。
但此ULCL分流方案若用户移动出MEC区域后,则不能继续访问边缘MEC应用,只能访问总部数据中心的应用。部分行业用户的需求为漫游在多个区域都可以同时访问边缘及总部数据中心,因此需基于ULCL技术设计新的分流技术解决此需求。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法及系统,通过将总部UPF合设为锚点UPF和ULCL UPF,满足了用户在漫游场景下同时访问多个数据网络的需求,极大提升了用户体验,在当前终端不支持多DNN的情况下,满足了专网的特殊要求。
根据本发明的一个方面,本发明提供了一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法,所述方法包括:
5G专网设置有总部UPF和园区UPF,用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;
用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;
所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
优选地,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
在UE发起PDU会话请求,AMF为UE分配SMF后,SMF通过Npcf_SMPolicyControl_Create消息与PCF建立SM策略关联,并完成策略下发。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
SMF基于DNN、切片标识和DNAI,为UE选择总部UPF,并下发业务策略,建立UE-基站-主锚点UPF之间的PDU会话。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
根据本发明的另一个方面,本发明还提供了一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的系统,所述系统包括设置在5G专网中的总部UPF和园区UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;其中,
用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;
用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF;
所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
优选地,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中;
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话;
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
有益效果:本发明通过将总部UPF合设为锚点UPF和ULCL UPF,解决了用户在漫游场景下同时访问多个数据网络的需求,在当前终端不支持多DNN的情况下,满足了专网的特殊要求,极大的提升了便捷,丰富了5G核心网基于ULCL技术的分流方案。
通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述,本发明的特征及优点将会变得清楚。
附图说明
图1是基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法流程图;
图2是专网用户漫游在运营商网络下访问专网总部网络应用的网络架构示意图;
图3是专网用户漫游在运营商网络下同时访问总部及边缘网络的网络架构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法流程图。如图1所示,本发明提供了一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法,所述方法包括:
S1:5G专网设置有总部UPF和园区UPF,用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络。
优选地,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
具体地,参见图2,其示出了专网用户漫游在运营商网络下访问专网总部网络应用的网络架构示意图。
专网用户通过运营商接入网接入,支持全国漫游场景,在运营商网络按照漫游回归属地处理。专网5G SA网络包括UDM、AUSF、PCF、SMF、UPF、NRF、NSSF等网元,均向专网NRF进行服务注册,由专网NRF统一提供NF发现和服务发现。专网NRF与运营商骨干级NRF对接,由骨干级NRF提供跨域网元间服务发现消息的转发。
此业务流程如下:
1、用户从运营商网络接入携带:PLMN,TA,号段,切片,Seveic group,DNN;
2、AMF选择H-SMF(home network SMF,归属网络的会话管理功能),发现UE位置超过原来SMF的位置范围,根据TA位置插入I-SMF(intermediate SMF,中间会话管理功能);
3、I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF(intermediate UPF,中间用户面功能);
4、I-UPF通过N9连接用户总部UPF。
5、终端通过用户总部UPF,访问总部网络。
S2:用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
具体地,参见图3,其示出了专网用户漫游在运营商网络下同时访问总部及边缘网络的网络架构示意图。
用户设备要访问客户大区内部某个子园区的业务时,H-SMF选择总部UPF作为主锚点UPF和ULCL UPF,园区的UPF作为辅锚点。
用户下行数据链路将从边缘UPF经过ULCL(总部UPF)然后发送到RAN;SMF再将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,以保证RAN能将上行数据正确发送到指定的合设ULCL(总部UPF)。
上述方案通过将总部UPF合设为锚点UPF和ULCL UPF解决了用户在漫游场景下同时访问多个数据网络的需求,在当前终端不支持多DNN的情况下,通过设计新的网络漫游分流方案满足了专网的特殊要求。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
在UE发起PDU会话请求,AMF为UE分配SMF后,SMF通过Npcf_SMPolicyControl_Create消息与PCF建立SM策略关联,并完成策略下发。
SMF基于DNN、切片标识和DNAI,为UE选择总部UPF,并下发业务策略,建立UE-基站-主锚点UPF之间的PDU会话。
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中。
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话。
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
具体地,某行业用户建设自用5G专网,专网总部建设云资源池,部署总部应用,并在某地市园区部署园区应用数据,通过运营商无线接入网接入,采用回归属地方式进行业务处理,支持运营商网络下全国漫游。在用户漫游情况下要求即可访问总部应用又可以访问园区应用,具体分流流程如下:
1.策略下发:在UE发起PDU会话请求,AMF为UE分配SMF后,SMF通过Npcf_SMPolicyControl_Create消息与PCF建立SM策略关联,并完成策略下发。
2.初始PDU会话建立:SMF基于DNN、切片、DNAI等因素,为UE选择总部UPF(即主锚点UPF),之后SMF会下发业务策略,并最终建立UE-基站-主锚点UPF之间的PDU会话。这一步建立的是分流前的常规PDU会话。
3.触发分流:在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,用户激活分流的触发条件,便会触发分流。SMF选择UPF ULCL(总部)和辅锚点UPF(园区),将这两个UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中。
4.会话修改:SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话。
5.分流生效:分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,ULCL UPF会基于PDR对这些报文进行匹配,并后续转发给主锚点UPF/辅锚点UPF。主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR继续将报文转发给总部/园区DN,最终完成用户各项业务。
本实施例通过优化专网业务分流方案,即可以实现园区或者企业“数据不外流”的场景,又可实现用户漫游在园区外的场景下可同时访问总部及园区数据中心的需求。对使用网络的用户而言,极大的提升了便捷,用户漫游状态下仍然可以通过总部UPF将业务分流回园区进行办公等业务数据处理,丰富了5G核心网基于ULCL技术的分流方案。
实施例2
根据本发明的另一个方面,本发明还提供了一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的系统,所述系统包括设置在5G专网中的总部UPF和园区UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;其中,
用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;
用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF;
所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
优选地,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
优选地,所述基于5G ULCL分流包括:
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中;
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话;
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
本实施例2的具体实施过程可以参考实施例1中的各个步骤的实施过程,在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的方法,其特征在于,所述方法包括:
5G专网设置有总部UPF和园区UPF,用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;
用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;
所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
在UE发起PDU会话请求,AMF为UE分配SMF后,SMF通过Npcf_SMPolicyControl_Create消息与PCF建立SM策略关联,并完成策略下发。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
SMF基于DNN、切片标识和DNAI,为UE选择总部UPF,并下发业务策略,建立UE-基站-主锚点UPF之间的PDU会话。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
8.一种基于5G ULCL分流的漫游场景下访问多数据中心的系统,其特征在于,所述系统包括设置在5G专网中的总部UPF和园区UPF,所述总部UPF合设有ULCL UPF;其中,
用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络;
用户设备访问园区的业务时,归属网络的会话管理功能H-SMF将所述总部UPF作为主锚点UPF,所述园区UPF作为辅锚点UPF;
所述H-SMF将总部UPF与ULCL合设的N3隧道信息更新至RAN,用户下行数据链路从边缘UPF经过总部UPF发送到RAN。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述用户设备UE通过总部UPF,访问总部网络包括:
用户设备向网络发送接入请求,其中携带公共陆地移动网络标识、跟踪区标识、号段、切片标识、服务组标识和数据网络名称;
接入和管理功能AMF选择所述H-SMF,根据TA位置插入I-SMF;I-SMF根据位置选择I-UPF,插入I-UPF;I-UPF通过N9连接总部UPF。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述基于5G ULCL分流包括:
在用户会话过程中,SMF实时检测用户的状态,当用户激活分流的触发条件时触发分流,SMF选择主锚点UPF和辅锚点UPF,为所述主锚点UPF和所述辅锚点UPF分别建立PFCP会话,插入到当前用户会话中;
SMF将原有的UE-基站-主锚点UPF之间的常规PDU会话,更新为UE-基站-ULCL UPF-主锚点UPF/辅锚点UPF之间的分流PDU会话;
分流功能开启后,用户的数据报文到达ULCL UPF,所述ULCL UPF基于PDR对所述数据报文进行匹配,并转发给主锚点UPF/辅锚点UPF;所述主锚点UPF/辅锚点UPF基于PDR将报文转发给总部/园区DN,完成用户各项业务。
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