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CUPS セッション作成と Junos マルチアクセス ユーザー プレーンによるデータ フロー

CUPSの導入により、エンドユーザーセッションの作成方法、セッション中のデータフロー、およびJunosマルチアクセスユーザープレーンによるセッションの終了方法を説明すると便利です。

CUPS セッション作成

メモ:

CUPSセッションを作成する前に、コントロールプレーン機能(SAEGW-C、SGW-C、PGW-C)は、ユーザープレーン機能(SAEGW-U、SGW-U、PGW-U)とSxの関連付けを作成する必要があります。制御プレーンは、Sx アソシエーションセットアップ要求メッセージを送信し、ユーザー プレーンは、関連付けを作成する Sx アソシエーションセットアップ応答メッセージで応答します。これが完了すると、コントロール プレーンはユーザー プレーン上に Sx セッションを作成できます。

エンド ユーザーがネットワークにアクセスする場合、CUPS セッションを作成する必要があります。 図 1 は、SAEGW-C と SAEGW-U の間に Sx アソシエーションが確立されると、このプロセスを示しています。

図 1:SAEGW-C および SAEGW-U CUPS Session Creation for SAEGW-C and SAEGW-U の CUPS セッション作成
  1. ユーザー機器(UE)は、eNodeB にアタッチ リクエストを送信し、メッセージをモビリティ管理エンティティ(MME)に転送します。要求には APN が含まれています。
  2. MMEはSAEGW-Cにセッション作成リクエストを送信します。
  3. SAEGW-Cは、以下のアクションを実行します。
    • 要求で受信した情報要素を検証します。

    • 加入者から要求された APN を検証します。

    • MX SAEGW-U のルーティング エンジン(RE)に Sxab セッション確立要求を送信します。

    メモ:

    Sxセッション確立とは、SAEGW-Uが特定のトラフィックに遭遇した場合の動作に関するSAEGW-U制御パラメータをメッセージするSAEGW-Cメッセージです。Sx セッション確立の最小制御パラメーターは、1 つのパケット検出ルール(PDR)と 1 つの転送アクション ルール(FAR)です。Sx セッション確立は、加入者に効果的にログを記録します。

  4. SAEGW-UのREは、以下のアクションを実行します。
    • セッションの IP アドレスを識別します。

    • セッションに使用する PFE を選択して固定します。

    • ベアラー GTP-U トンネルの ID を割り当てます。

    • セッションをアンカー PFE に追加します。

    • Sxabセッション確立応答をSAEGW-Cに返送します。

  5. SAEGW-Cはセッションレスポンスの作成をMMEに送信します。
  6. MME は UE にアタッチ 受け入れるメッセージを送信し、そのメッセージは Attach Complete メッセージで応答します。
  7. MMEは、変更ベアラー要求をSAEGW-Cに送信し、Sxabセッション修正要求をSAEGW-U上のREに送信します。RE は、eNodeB のセッション IP アドレスとトンネル ID を更新します。最後に、修正ベアラー応答が MME にルーティングされます。
    メモ:

    Sxセッション変更リクエストとは、以下の4つのルールのいずれかを変更するためのSAEGW-Cメッセージです。

    • パケット検出ルール(PDR):どのパケットがどの処理を受けるべきかを示す情報が含まれています(転送やその他のタイプのポリシー適用など)

    • 転送アクション ルール(FAR): パケットに転送、ドロップ、バッファリングが適用されるかどうかに関する情報が含まれています。

    • 使用状況レポート ルール(URR):ユーザー トラフィックに対して行う特定の測定と、その測定の報告方法を定義する情報が含まれています。

    • 品質ポリシー適用ルール(QER):トラフィックの QoS 適用に関連する情報が含まれています。

    Junos マルチアクセス ユーザー プレーンは、BAR(バッファリング アクション ルール)をサポートしていません。

  8. デフォルトのベアラはアクティブになり、加入者データトラフィックはeNodeBを介してUEをSAEGW-youとコアネットワーク間でやり取りできます。

CUPS セッション データ フロー

セッションが確立されると、SAEGW-Cはデータフローに直接関与しなくなります。データはUEからeNodeBを通ってSAEGW-you、そしてコアネットワークに直接行き来します。 図 2 を参照してください。

図 2:CUPS セッション データ フロー CUPS Session Data Flow
  1. UE は eNodeB にデータを送信します。このデータは GTP-U パケットとしてエンコードされ、そのパケットは S1-U インターフェイスを使用して、SAEGW-U 上のアンカー PFE に転送されます。
  2. SAEGW-UのアンカーPFEは、次のアクションを実行します。
    • GTP-U パケットのカプセル化を解除します。

    • PCC ルール ルックアップを実行して、QoS およびレポート アクションを適用します。

    • カプセル化解除された IPv4 パケットを SGi インターフェイスを介してコア ネットワークに転送します。

  3. SAEGW-UはコアネットワークからダウンリンクIPv4パケットを受信します。
  4. アンカー PFE は、以下のアクションを実行します。
    • PCC ルール ルックアップを実行して、ベアラー GTP-U トンネルを決定します。

    • QoS およびレポート アクションを適用します。

    • GTP-U で IPv4 パケットをカプセル化します。

    • GTP-U パケットを eNodeB に転送し、パケットをカプセル化解除してデータを UE に転送します。

  5. また、セッションの使用状況レポートを作成し、Sxabインターフェイスを介してSAEGW-Cにレポートを送信します。

課金および使用状況レポート

Junos マルチアクセス ユーザー プレーンは、3GPP TS 23.203、ポリシーおよび課金制御アーキテクチャに従って課金および使用状況レポートをサポートします。Junos マルチアクセス ユーザー プレーンは、次の使用状況レポートをサポートしています。

  • ボリュームしきい値のみ

  • ボリューム 割り当てのみ

  • ボリュームしきい値とボリューム 割り当て量

Junos マルチアクセス ユーザー プレーンでは、次のプロセスを使用して使用状況レポートを生成します。

  1. SAEGW-Uは、各ベアラーに対して評価グループを作成します(デフォルトまたは専用)。ルーティング グループは、セッション データ フロー(SDF)ごと、または多数の SDF で構成されるベアラー全体に対して作成できます。
  2. SAEGW-Cは、使用報告ルール(URR)IDをPDRに関連付け、Sxインターフェイスを介してURR IDを送信します。
  3. SAEGW-Uは、URR IDをレーティンググループに関連付けます。
  4. また、URR ID(ボリュームしきい値のみ、ボリューム割り当てのみ、ボリュームしきい値、割り当て量)に対して生成する必要があるレポートのタイプもメッセージします。
  5. ボリューム 割り当て量に達した場合のデフォルトのアクションは、セッション データ フローのすべてのトラフィックを破棄することです。
  6. 加入者セッションが終了すると、SAEGW-Uが生成し、最終的な使用状況レポートをSAEGW-Cに送信します。
    メモ:

    SAEGW-Uは、任意のURR IDの充電測定の一時停止をサポートしており、SAEGW-CはURRの測定情報IEの非アクティブな測定フラグを設定します。また、SAEGW-Uは、URRクエリでSAEGW-Cに即座にレポートを送信したり、SAEGW-Cからのリクエストを削除したりすることもできます。使用レポートを応答修正に送信します。

eNodeB間のハンドオーバーとSGWまたはSAEGW変更なし

Junos OS 20.4R1 以降、Junos マルチアクセス ユーザー プレーンは UE モビリティをサポートします。

図 3 は、UE が SGW や SAEGW の変更を必要とせずに 1 つの eNodeB から別の eNodeB に切り替えた場合のハンドオーバー プロセス全体を示しています(すなわち、両方の eNodeB が同じ SGW によって提供されます)。これはモビリティハンドオーバーの最もシンプルなバージョンです。

図 3:eNodeB Handover between eNodeBs 間のハンドオーバー

以下のステップでは、SGW と PGW の制御プレーン機能とユーザー プレーン機能の相互作用について説明します( 図 3 のステップ 15~17)。

Step 15: Target MME to Target SGW Modify Bearer Request

  1. SGW-C が Sx セッション修正要求を MX SGW-U に送信します。このメッセージには、新しい eNodeB に対応する F-TEIDu が含まれています。また、MX SGW-you に新しい eNodeB に向けて「終了マーカー」メッセージを送信するよう指示することもできます。
  2. 要求された場合、MX SGW-U は Sx セッション変更メッセージによって参照されるすべてのベアラーに対して、S1-U インターフェイス上の「エンド マーカー」メッセージを古い eNodeB に送信します。
  3. MX SGW-U は、ベアラーのダウンリンク ピア F-TEID を Sx セッション修正リクエストで受信した F-TEIDu に更新します。
  4. MX SGW-U が SGW-C に Sx セッション変更応答を送信

Step 16: Target SGW to PGW Modify Bearer Request

メモ:

このステップは、どのベアラーに対する F-TEIDu 割り当てにも影響しません。しかし、UEの新しい場所に基づいて他の転送および充電パラメータを更新することがあります。

  1. PGW-C は、Sx セッション修正要求を MX PGW-U に送信します。

  2. MX PGW-U は対応するベアラーを更新し、Sx セッションモディフィケーション レスポンスを PGW-C に送信します。

SGW変更による引き渡し

CUPSモデルを考えると、SGW変更には2種類の手順があります。

  • Type 1:SGW変更時に、セッション作成メッセージのみMME/SGSNからSGW-Cに送信されます。

  • Type 2:セッションリクエストメッセージの作成後、変更ベアラーリクエストメッセージが、SGW変更時にMME/SGSNからSGW-Cに送信されます。

MX SGW-U の主な違いは、最初に新しい SGW-C がセッション リクエストの作成内で eNodeB と PGW F-TEIDu の両方で提供される点です。2 つ目の場合、eNodeB の F-TEIDu は、SGW-C と SGW-U 間の 1 つの Sx セッション修正リクエスト/応答交換に変換される「変更ベアラーリクエスト」で提供されます。タイプ 1 はタイプ 2 のサブセットと見なすことができるため、ここでは Type 2 ハンドオーバーのプロセスを示します。

図 3 は、UE が SGW の変更を必要とする 1 つの eNodeB から別の eNodeB に切り替えた場合のハンドオーバー プロセス全体を示しています。以下のステップでは、SGWとPGWの制御プレーンとユーザープレーン機能の相互作用について説明します( 図3のステップ4、4a、15-17、19)。

Step 4: Target MME to Target SGW Create Session Request

  1. 対象の SGW-C は、Sx セッション確立要求をターゲット MX SGW-U に送信します。PGW-U がターゲット SGW-U とは異なる物理ノードである場合、メッセージにはセッションのすべてのベアラーに対する PGW-U の F-TEIDu が含まれます。MX SGW-U は UP 機能割り当て済みのローカル F-TEIDu のみをサポートするため、ローカル F-TEIDu は含まれません。
  2. 対象の MX SGW-U が新しいセッションを作成し、Sx セッション確立要求で示されたすべてのベアラーにローカル F-TEIDu を割り当てます。メッセージに PGW-U の F-TEID が含まれている場合、それらを使用して、参照されるすべてのベアラーにアップリンク ピア F-TEIDu を設定します。
  3. ターゲットの MX SGW-U は、Sx セッション確立応答メッセージをターゲット SGW-C に送信します。

Step 15: Target MME to Target SGW Modify Bearer Request

  1. 対象のSGW-Cは、Sxセッション修正リクエストをターゲットMX SGW-Uに送信します。このメッセージには、新しい eNodeB に対応するすべてのベアラーに対する F-TEIDu が含まれています。

  2. ターゲットMX SGW-Uは、ベアラーのダウンリンクピアF-TEIDを、Sxセッションモディフィケーションリクエストで受信したF-TEIDuに更新します。

  3. MX SGW-U が SGW-C に Sx セッション変更応答を送信します。

Step 16: Target SGW to PGW Modify Bearer Request

  1. PGW-C は、Sx セッション修正要求を MX PGW-U に送信します。対象となるSGW-UのF-TEIDuを含む。MX PGW-you に「終了マーカー」メッセージを送信するよう指示することもできます。

  2. これを指示された場合、MX PGW-U は「終了マーカー」メッセージを古い SGW-U に送信します。

  3. MX PGW-U は、Sx モディフィケーション要求メッセージで受信したすべての F-TEIDu に対して、ダウンリンク ピア F-TEID を更新します。

  4. MX PGW-Uは、SxセッションモディフィケーションレスポンスをターゲットのSGW-Cに送信します。

Step 19: Source MME to Source SGW Delete Session Request

  1. ソース SGW-C は、ソース MX SGW-U に Sx セッション削除要求を送信します。

  2. ソースMX SGW-Uはすべてのベアラーとセッションを削除します。

  3. ソースMX SGW-Uは、ソースSGW-CにSxセッション削除応答を送信します。

リリース履歴テーブル
リリース
説明
20.4R1
Junos OS 20.4R1 以降、Junos マルチアクセス ユーザー プレーンは UE モビリティをサポートします。