CN216291464U - 上行数据管控系统和设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种上行数据管控系统和设备，其中，所述上行数据管控系统包括用户面功能UPF网元、上行数据管控设备、应用功能AF网元和会话管理功能SMF网元；所述上行数据管控设备分别与所述UPF网元、AF网元和SMF网元连接；所述SMF网元部署于核心网中，所述上行数据管控设备、UPF网元以及AF网元均部署在接入网中。本申请提供的上行数据管控系统和设备实现了在对UE上传的上行数据进行管控时，避免对部署在核心网中的NEF网元和PCF网元的占用，解决了现有的终端访问管控系统占用5G核心网中的网元较多，增加核心网的资源占用，进而增大核心网的负荷的问题。

Description

上行数据管控系统和设备

技术领域

本申请涉及网络部署技术领域，尤其涉及一种上行数据管控系统和设备。

背景技术

在5G网络传输中，用户设备(User Equipment，简称：UE)访问服务器之前，终端访问管控系统会对用户设备发送的访问请求(即上行数据)进行管控。

现有的终端访问管控系统如图1所示，终端访问管控系统由部署在接入网中的用户面功能(User Plane Function，简称：UPF)网元、应用功能(Application Function，简称：AF)网元与部署在核心网中的网络公开功能(Network Exposure Function，简称：NEF)网元、策略控制功能(Policy Control Function，简称：PCF)网元、会话管理功能(SessionManagement Function，简称：SMF)网元组成。其中，UPF与AF有线连接，AF与NEE有线连接，NEE与PCF有线连接，PCF与SMF有线连接，SMF与UPF有线连接。现有的终端访问管控系统通过上述各个网元的分工配合，共同完成对用户设备发送的上行数据的管控。

现有的终端访问管控系统占用5G核心网中的网元较多，增加了核心网的资源占用，进而增大了核心网的负荷。

实用新型内容

本申请提供一种上行数据管控系统和设备，以解决现有的终端访问管控系统占用5G核心网中的网元较多，增加核心网的资源占用，进而增大核心网的负荷的问题。

第一方面，本申请提供一种上行数据管控系统，所述上行数据管控系统包括用户面功能UPF网元、上行数据管控设备、应用功能AF网元和会话管理功能SMF网元；

所述上行数据管控设备分别与所述UPF网元、AF网元和SMF网元连接；

所述SMF网元部署于核心网中，所述上行数据管控设备、UPF网元以及AF网元均部署在接入网中。

可选地，所述上行数据管控设备包括控制装置，所述控制装置上具有应用程序接口API。

可选地，所述控制装置包括处理模块、存储模块和通信模块，所述处理模块分别与所述通信模块、存储模块以及API连接。

可选地，所述通信模块包括无线通信接口或者有线通信接口。

可选地，所述控制装置还包括电源模块，所述电源模块与所述处理模块、存储模块、通信模块以及API均连接。

可选地，所述控制装置还包括显示装置，所述显示装置与所述处理模块连接。

第二方面，本申请提供一种上行数据管控设备，所述上行数据管控设备部署于接入网中，所述上行数据管控设备具有分别与部署于接入网中的户面功能UPF网元、应用功能AF网元以及部署于核心网中的会话管理功能SMF网元连接的接口。

可选地，所述上行数据管控设备包括控制装置；

所述控制装置包括处理模块、存储模块、通信模块、应用程序接口API以及电源模块，所述存储模块、通信模块、API分别与所述处理模块连接；

所述电源模块与所述处理模块、存储模块、通信模块以及API均连接。

可选地，所述通信模块包括无线通信接口或者有线通信接口。

可选地，所述上行数据管控设备还包括显示装置，所述显示装置与所述处理模块连接。

本申请提供的上行数据管控系统，通过部署在接入网中的UPF网元、上行数据管控设备、AF网元和部署在核心网中的SMF网元的相互配合，实现对UE上传的上行数据的放行/拦截的管控。同时，本申请提供的上行数据管控系统避免了对部署在核心网中的NEF网元和PCF网元的占用，解决了现有的终端访问管控系统占用5G核心网中的网元较多，增加核心网的资源占用，进而增大核心网的负荷的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为现有技术提供的系统架构图；

图2为现有技术提供的系统架构在5G网络中的部署图；

图3为本申请实施例提供的上行数据管控系统架构图；

图4为本申请实施例提供的上行数据管控系统在5G网络中的部署图；

图5为本申请实施例提供的上行数据管控设备结构图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在5G网络传输中，当用户设备需要访问AF网元之前，5G网络中的终端访问管控系统会对用户设备上传的上行数据进行管控规则匹配，若匹配成功，则放行上行数据，反之，则对上行数据进行拦截。下面结合图1和图2对现有的通信系统架构进行说明。图1为现有技术提供的系统架构图，图2为现有技术提供的系统架构在5G网络中的部署图。

如图2所示，5G网络传输系统包括：部署在接入网中的UE 11、基站12、UPF网元13、AF网元14，以及部署在核心网中的网络仓储功能(Network Repository Function，简称：NRF)网元21、认证服务器功能(Authentication Server Function，简称：AUSF)网元22、接入和移动性管理功能(Access and Mobility Management Function，简称：AMF)网元23、统一数据管理功能(The Unified Data Management，简称：UDM)网元24、SMF网元25、PCF网元26、NEF网元27。其中，用户设备UE 11可以是用户手机终端或其他用于通信的终端，AF网元14可以是服务器，如企业服务器，本申请实施例不作具体限定。如图1和图2所示，用于对UE11通过基站12上传的上行数据进行管控的终端访问管控系统，由UPF网元13、AF网元14、SMF网元25、PCF网元26以及NEF网元27组成。具体地，UPF网元13和AF网元14均部署在接入网中，而SMF网元25、PCF网元26以及NEF网元27均部署在核心网中。其中，UPF网元13与AF网元14连接，AF网元14与NEE网元27连接，NEE网元27与PCF网元13连接，PCF网元13与SMF网元25连接，SMF网元25与UPF网元13连接，进而形成了一个涵盖接入网和核心网的UPF网元→AF网元→NEE网元→PCF网元→SMF网元→UPF网元的闭环的系统链路。

现有的终端访问管控系统通过UPF网元13、AF网元14、SMF网元25、PCF网元26、NEF网元27在闭环的系统链路中分工配合，共同完成对终端发送的上行数据的管控。具体地，通过上述UPF网元13---AF网元14---NEE网元27---PCF网元13---SMF网元25---UPF网元13形成的一个闭环的数据传输链路，实现管控规则从AF网元14到UPF网元13的传输，便于UPF网元13对UE 11上传的上行数据进行管控规则匹配，进而实现对上行数据的管控。现有的终端访问管控系统中的各网元在上行数据管控系统链路中的具体分工以及数据传输路径如下：

具体地，当UE 11要访问AF网元14时，UE 11通过基站12向UPF网元13发送上行数据。UPF网元13将上行数据暂时留存，同时UE 11的号卡通过UPF网元13发送到AF网元14。具体地，UE 11的号卡例如用户手机终端的国际移动用户识别码(International MobileSubscriber Identity，简称：IMSI)。随后，号卡对应的匹配请求和AF网元14中的终端访问管控规则通过AF网元14被发送到部署在核心网中的NEF网元27。具体地，终端访问管控规则例如终端号卡允许访问服务器列表(IP/URL/Host列表)。随后，NEF网元27调用PCF网元26并向PCF网元26写入终端访问管控规则。接着，号卡和管控规则通过PCF网元26被推送到SMF网元25，SMF网元25再发送管控规则和终端IP地址到UPF网元13。最后，在UPF网元13中，终端IP地址和上行数据的目的地址(即终端访问的IP/URL/Host列表)被与管控规则进行匹配，UPF网元13按如下匹配结果进行上行数据管控：

若，匹配结果为匹配成功，则上行数据被UPF网元13放行到AF网元14进行后续操作；

若，匹配结果为匹配不成功，则上行数据被UPF网元13直接拦截。

由上述可知，现有的终端管控系统不但包含了两个部署在接入网中的UPF网元和AF网元，还包含了三个部署在5G核心网中的NEF网元、PCF网元和SMF网元。现有的终端管控系统在对上行数据进行管控时，占用了较多的核心网网元资源。现有的终端管控系统由于对核心网的资源占用较多，进而增大了核心网的负荷。核心网负荷的增大，将导致无法满足海量的企业客户对专网终端进行便捷高效地的访问管控的需求。

为解决上述问题，本申请提出了一种上行数据管控系统，在不占用过多部署在核心网中的网元的基础上，实现对用户设备如专网终端的上行数据的管控。下面结合图3和图4对本申请提供的上行数据管控系统进行说明。

图3为本申请实施例提供的上行数据管控系统架构图，图4为本申请实施例提供的上行数据管控系统在5G网络中的部署图。如图3所示，上行数据管控系统包括用户面功能UPF网元13、上行数据管控设备15、应用功能AF网元14和会话管理功能SMF网元25。进一步地，上行数据管控设备15分别与UPF网元13、AF网元14和SMF网元25连接。进一步地，SMF网元25部署于核心网中，而上行数据管控设备15、UPF网元13以及AF网元14均部署在接入网中。将上行数据管控设备15、UPF网元13以及AF网元14全都部署在接入网中，一方面可以降低时延，另一方面可以降低成本。

进一步地，本申请实施例提供的上行数据管控系统在5G网络中的部署如图4所示。5G网络传输系统不但包括了UE 11、基站12、UPF网元13、AF网元14、NRF网元21、AUSF网元22、AMF网元23、UDM网元24、SMF网元25、PCF网元26、NEF网元27，还包括了上行数据管控设备15。具体地，上行数据管控设备15和UE 11、基站12、UPF网元13、AF网元14一起部署在接入网中，而NRF网元21、AUSF网元22、AMF网元23、UDM网元24、SMF网元25、PCF网元26、NEF网元27等网元仍然部署在核心网中。进一步地，接入网中的其中三个网元即UPF网元13、上行数据管控设备15、AF网元14和核心网中的其中一个网元即SMF网元25共同组成了本申请实施例提供的5G网络中的上行数据管控系统，以实现对接入网中的UE 11通过基站12上传的上行数据进行便捷高效地管控。

具体地，本申请实施例提供的上行数据管控系统在对UE上传的上行数据进行管控时，上行数据管控系统各网元在系统中的分工以及数据在系统中传输的具体路径为：当UE11想访问AF网元14时，UE 11通过基站12发送上行数据到UPF网元13。接着，UPF网元13将上行数据发送到上行数据管控设备15。随后，上行数据管控设备15将UE 11的号卡发送到SMF网元25并从SMF网元25获取UE 11号卡对应的终端IP地址，从AF网元14获取终端号卡允许访问的服务器列表(IP/URL/Host列表)，从UPF网元13获取UE 11的上行数据。然后，上行数据管控设备15将终端IP地址和上行数据的目的地址(即终端访问的IP/URL/Host列表)与终端号卡允许访问的服务器列表进行匹配，获得匹配结果。最后，上行数据管控设备15按照匹配结果确定对上行数据进行放行或者拦截。具体地，若匹配结果为匹配成功，则上行数据管控设备15放行UE 11上传的上行数据到AF网元14，进行后续操作。若匹配结果为匹配不成功，则上行数据管控设备15直接对UE 11上传的上行数据进行拦截。

本申请实施例提供的上行数据管控系统，包括了三个部署于接入网中的UPF网元、上行数据管控设备、AF网元和一个部署在核心网中的SMF网元。上行数据管控系统通过上述UPF网元、上行数据管控设备、AF网元和SMF网元的相互配合，实现对UE上传的上行数据的放行/拦截的管控。同时，上行数据管控系统避免了对部署在核心网中的NEF网元和PCF网元的占用，节约了核心网网元资源，减小了核心网的负荷。此外，上行数据管控系统，避免了终端访问管控系统中需要依次将相关数据(如管控规则)从AF网元→NEF网元→PCF网元→SMF网元→UPF网元进行依次传输的耗时。因此，本申请实施例提供的上行数据管控系统极大降低了上行数据管控系统执行上行数据的放行或拦截管控时的时延。综上所述，上行数据管控系统满足了海量的企业客户对专网终端进行便捷高效地的访问管控的需求。

为了对本申请提供的上行数据管控系统进行更详细的说明，下面结合图5对上行数据管控系统进行进一步说明。图5是在图3和图4所示实施例的基础上，对上行数据管控设备的详细说明。图5为本申请实施例提供的上行数据管控设备结构图。

如图5所示，上行数据管控设备15包括控制装置151，控制装置151上具有应用程序接口(Application Programming Interface，简称API)1511。具体地，API 1511用于写入管控规则。

进一步地，控制装置151包括处理模块1512、存储模块1514和通信模块1513。其中，处理模块1512分别与通信模块1513、存储模块1514以及API 1511连接。

进一步地，通信模块1513包括通信接口。可选地，通信接口可以是无线通信接口或者有线通信接口。通信接口用于与其他设备进行信息交互。可选地，通信接口可以是兼容不同通信规则的一个有线通信接口或无线通信接口，也可以是与各个网元或其他设备通信而分别设置的多个有线通信接口或无线通信接口。

示例性地，如图4和图5所示，通过通信接口，通信模块1513可以与UPF网元13、SMF网元25和AF网元14进行数据通信。具体地，通信模块1513具有与UPF网元13通信的通信接口，具有与SMF网元25通信的通信接口，具有与AF网元14通信的通信接口，具有与企业自有平台通信的通信接口。进一步地，通信模块1513的通信接口可以是兼容了与UPF网元13、SMF网元25、AF网元14和企业自有平台通信的所有通信规则的一个通信接口。通信模块1513的通信接口也可以是至少两个通信接口，其中一个通信接口兼容了上行数据管控设备15与UPF网元13、SMF网元25、AF网元14和企业自有平台通信的通信规则中的至少两个通信规则。通信模块1513的通信接口还可以是分别包含上行数据管控设备15与UPF网元13、SMF网元25、AF网元14和企业自有平台通信的通信规则的五个通信接口。上行数据管控设备15通过通信模块1513上的各个通信接口，分别与UPF网元13、SMF网元25、AF网元14和企业自有平台进行数据通信。

进一步地，控制装置151还包括电源模块1515和显示装置1516。具体地，电源模块1515与处理模块1512、存储模块1514、通信模块1513、显示装置1516以及API 1511均连接，显示装置1516与处理模块1512连接。具体地，电源模块1515具备电能存储功能，确保5G网络传输系统中供电线路故障时，对上行数据管控设备15中的各个模块和显示装置1516进行供电，确保上行数据管控设备15的正常工作。

进一步地，上行数据管控设备15的API 1511可以与用户自有平台进行连接。以确保用户自有平台调用上行数据管控设备15中的API 1511，写入管控规则如终端号卡允许访问服务器列表，实现对管控规则的自定义或对管控规则进行查询、删除、修改等管控规则的管理。可选地，用户还可以通过显示装置1516对上行数据管控设备15中存储的管控规则进行自定义或进行查询、删除、修改等管控规则的管理。可选地，用户自有平台如企业客户自有平台。

下面结合图3、图4和图5对上行数据管控系统在对UE上传的上行数据进行管控时，上行数据管控设备中各部件在系统中的分工以及数据在部件中传输的具体路径进行说明。

具体地，当UE 11想访问AF网元14时，UE 11通过基站12发送上行数据到UPF网元13。通过通信接口，通信模块1513分别从UPF网元13中获取UE 11通过基站12上传的上行数据，从SMF网元25中获取UE11号卡对应的终端IP地址，从AF网元14中获取管控规则，管控规则如终端号卡允许访问的服务器列表(IP/URL/Host列表)。通信模块1513将获取的上行数据、终端IP地址、终端号卡允许访问的服务器列表(IP/URL/Host列表)发送到处理模块1512。

随后，处理模块1512将上行数据储存到存储模块1514。处理模块1512将从通信模块1513获取的终端IP地址和目的地址(终端访问的IP/URL/Host)与终端号卡允许访问的服务器列表(IP/URL/Host列表)进行匹配，获得匹配结果。

然后，处理模块1512根据匹配结果对上行数据进行如下放行或者拦截的管控操作。具体地，若匹配结果为匹配成功，则处理模块1512从存储模块1514中调取UE11号卡对应的上行数据，通过通信接口发送到AF网元14；若匹配结果为匹配不成功，则处理模块1512对存储模块1514中UE11号卡对应的上行数据直接进行丢弃处理，实现对上行数据的拦截，如处理模块1512可删除存储模块1514中UE11号卡对应的上行数据。

本申请实施例提供的上行数据管控系统包括了部署于接入网中的上行数据管控设备。上行数据管控设备包括控制装置，控制装置包括API、处理模块、通信模块、存储模块、电源模块以及显示装置。通过API、处理模块、通信模块、存储模块、电源模块以及显示装置的相互配合，实现了上行数据管控设备与其他设备之间的信息交互、对管控规则的自定义和管理。确保了上行数据管控系统执行上行数据管控的灵活性和可扩展性。

本申请实施例还提供一种上行数据管控设备。该上行数据管控设备包括控制装置。控制装置包括处理模块、存储模块、通信模块、应用程序接口API以及电源模块，其中，存储模块、通信模块、API分别与处理模块连接。电源模块与处理模块、存储模块、通信模块以及API均连接。

进一步地，通信模块包括无线通信接口或者有线通信接口。

进一步地，上行数据管控设备还包括显示装置，显示装置与处理模块连接。

本申请实施例提供的上行数据管控设备具体实现方式和效果与上述图5所示实施例中的上行数据管控设备的具体实现方式原理和效果类似，本实施例此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种上行数据管控系统，其特征在于，所述上行数据管控系统包括用户面功能UPF网元、上行数据管控设备、应用功能AF网元和会话管理功能SMF网元；

所述上行数据管控设备分别与所述UPF网元、AF网元和SMF网元连接；

所述SMF网元部署于核心网中，所述上行数据管控设备、UPF网元以及AF网元均部署在接入网中。

2.根据权利要求1所述的上行数据管控系统，其特征在于，所述上行数据管控设备包括控制装置，所述控制装置上具有应用程序接口API。

3.根据权利要求2所述的上行数据管控系统，其特征在于，所述控制装置包括处理模块、存储模块和通信模块，所述处理模块分别与所述通信模块、存储模块以及API连接。

4.根据权利要求3所述的上行数据管控系统，其特征在于，所述通信模块包括无线通信接口或者有线通信接口。

5.根据权利要求3所述的上行数据管控系统，其特征在于，所述控制装置还包括电源模块，所述电源模块与所述处理模块、存储模块、通信模块以及API均连接。

6.根据权利要求3-5任一项所述的上行数据管控系统，其特征在于，所述控制装置还包括显示装置，所述显示装置与所述处理模块连接。

7.一种上行数据管控设备，其特征在于，所述上行数据管控设备部署于接入网中，所述上行数据管控设备具有分别与部署于接入网中的户面功能UPF网元、应用功能AF网元以及部署于核心网中的会话管理功能SMF网元连接的接口。

8.根据权利要求7所述的上行数据管控设备，其特征在于，所述上行数据管控设备包括控制装置；

所述控制装置包括处理模块、存储模块、通信模块、应用程序接口API以及电源模块，所述存储模块、通信模块、API分别与所述处理模块连接；

所述电源模块与所述处理模块、存储模块、通信模块以及API均连接。

9.根据权利要求8所述的上行数据管控设备，其特征在于，所述通信模块包括无线通信接口或者有线通信接口。

10.根据权利要求8或9所述的上行数据管控设备，其特征在于，所述上行数据管控设备还包括显示装置，所述显示装置与所述处理模块连接。

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