UPF : User Plane Function
Réseau
UPF : User Plane Function, fonction du cœur de réseau 5G qui achemine les données des utilisateurs entre la radio et les réseaux extérieurs. « La seule fonction du cœur 5G qui transporte vraiment quelque chose, les autres se contentant d'en parler », par analogie avec le manutentionnaire d'un entrepôt où travaillent surtout des gestionnaires.
Rôle : Définie par le 3GPP dans l'architecture du système 5G (TS 23.501), l'UPF transfère les paquets, applique les règles de qualité de service, compte les volumes pour la facturation et sert de point d'ancrage quand le terminal change d'antenne.
Interfaces : Elle reçoit le trafic du gNodeB encapsulé dans GTP-U (GPRS Tunnelling Protocol, User plane) sur l'interface N3, le remet au réseau de données (Internet ou réseau d'entreprise) sur N6, et reçoit ses consignes de la SMF par le protocole PFCP (Packet Forwarding Control Protocol) sur N4.
En périphérie : Plusieurs UPF peuvent être chaînées, et l'une d'elles installée près du site ou de l'antenne permet une sortie locale du trafic : c'est sur elle que reposent le MEC et les réseaux 5G privés, qui gardent les données de l'usine dans l'usine.
Séparation des plans : La séparation entre plan de contrôle (AMF, SMF) et plan de données (UPF) permet de dimensionner et de placer chacun indépendamment ; elle oblige aussi à protéger deux catégories d'interfaces au lieu d'une.
Ce qui arrive si on s'en passe
Une UPF dont les interfaces N3 et N4 circulent sans protection sur un réseau de transport partagé permet d'injecter ou d'observer des paquets GTP-U, ou d'envoyer de fausses règles PFCP qui redirigent ou coupent les sessions des abonnés ; IPsec et un cloisonnement strict du réseau de transport sont la parade habituelle. Une UPF de périphérie installée chez un client sans durcissement met une fonction du cœur de l'opérateur dans un local que l'opérateur ne surveille pas. Enfin, une seule UPF pour tout le trafic d'un site en fait le point de défaillance unique de toute la 5G privée.
Explication de la marmotte
Dans un réseau mobile 5G, l'UPF est la partie qui transporte réellement les données : les pages web, les vidéos, les messages. Quand un téléphone demande une page, la demande passe par l'antenne, puis par l'UPF, qui l'envoie vers Internet et rapporte la réponse. D'autres logiciels décident des règles, mais c'est l'UPF qui fait passer les paquets. On peut même l'installer tout près d'une usine pour que ses données n'aient pas à faire un long voyage.
Où ce terme est utilisé
- Accès hertziens, mobiles, satellites et small cells (2 occurrences)
- Edge, MEC, Fog, Cloud-RAN et infrastructures distribuées (2 occurrences)