SGWおよびPGWでのECM-IDLEモードと過充電保護

はじめに

このドキュメントでは、サービングゲートウェイ(SGW)およびパケットデータネットワークゲートウェイ(PGW)の過充電保護機能について説明します。 このライセンス機能は、ユーザ機器(UE)がアイドルモードの間にドロップされたパケットに対して加入者が過剰課金されるのを回避するのに役立ちます。

問題

EPS Connection Management(ECM)-IDLE Mode Downlink(DL)データ転送時のバッファオーバーフローやページングの遅延によって、サブスクライバがオーバーチャージされる可能性があります。SGWとPGWの課金記録に不一致がある可能性があります。このドキュメントでは、このような過充電を防ぐ方法について説明します。

解決方法

アイドルモードDLデータフロー

UEとネットワーク間の接続を通知するNon-Access Stratum（NAS；非アクセスストラタム）がない場合、UEはECM-IDLEモードになります。通常、Evolved Packet Core(EPC)UEは、さまざまなENodeBおよびMobility Management Entity(MME)開始シナリオにより、ECM-IDLE状態に移行します。最も一般的には、UE非アクティビティタイマーが時間切れになった場合です。

ECM-IDLEモードの時点では、UEのインターネットから受信するDLデータが存在する可能性があります。これらのパケットは、最初にPGWにヒットします。PGWはこれらのパケットを、バイトの適切なアカウンティングの後にSGWに転送します。SGWはデータを受信すると、着信パケットをバッファに入れます。UEがアイドルモードであることが確認されると、MMEへのダウンリンクデータ通知(DDN)手順が開始され、MMEはUEのページングを開始します。

このシナリオで、ページング遅延が原因でDLパケットがUEに転送されない場合、DDNの障害によりSGWバッファがオーバーフローする可能性があります。この場合、UEがオーバーチャージされる可能性があります。 Overcharging Protection機能は、このようなシナリオに対応し、お客様への過充電から保護します。これは3GPP TS 29.274に従います。

SGWおよびPGWの過充電保護サポート

• PGWは、UEの状態と、UEがアイドルモードか接続モードかを認識しません。UEがアイドルモードであっても、PGWはデータを課金する。
• この機能の目的は、UEがアイドルモードになった際のPGWでの過充電を防止することです。
• バッファオーバーフロー、ページングの遅延、またはDDN障害が原因で、アイドルモードUEのDLデータがSGWでドロップされるシナリオがあります。この機能がない場合、PGWはこれらのバイトのデータに対して課金します。
• この特定の機能は、UEの過充電を防ぎます。SGWは、SGWでドロップされたパケットに基づいて、またはDDN障害に基づいて課金を停止または再開するようにPGWに通知します。
• トリガーしきい値が緩和されると、SGWは「PPOFF」指示をPGWに送信します。その後、PGWは通常レートでパケットを送信します。

機能の詳細

この機能は、SGWで設定されたパケットドロップ制限またはDDN障害しきい値によってトリガーされる可能性があります。このドキュメントは、リリース21.X以前を考慮して作成されています。

ドキュメンテーション

詳細については、『P-GWアドミニストレーションガイド， StarOS Release 21.1』を参照してください。

オペレータは、この機能に対してSGWで次のしきい値を指定できます。

• ドロップされたパケット数またはバイト数
• DDN障害通知

この機能がPGWで有効になっている場合、次のメッセージでSGWへの課金のPDNゲートウェイの一時停止をサポートすることを示します。

• デフォルトベアラ作成用のCreate Session Response
• SGWの変更を伴うTAU/RAU/ハンドオーバのMBR応答

この機能は、3GPP TS 29.274 section 8.12に従って、これらの情報要素(IE)を使用します。

Indication IEでは、「PPOFF(PDN Pause Off Indication)」フラグが提案されています。

Indication IEでは、「PPON(PDN Pause On Indication)/PPEI(PDN Pause Enabled Indication)」フラグが提案されています。

Indication IEでは、「PDN Pause Support Indication (PPSI)」フラグが提案されています。

SGWはピアPGWの過充電保護機能のサポートを維持します。ピアPGWが過充電保護をサポートし、SGWで設定されたしきい値を満たしている場合、ピアPGWは「PPON」指示を含むModify Bearer RequestをPGWに送信します。このような指示を受信すると、PGWはSGWにDLデータをレート制限します。

SGWによるサポートの表示

PGWは、次のコマンドを介してピアSGW機能を認識します。

• 初回接続時のCreate Session RequestメッセージのIndication IEのPPSIフラグ。
• SGW変更によるTAU/RAU/Handover中のModify Bearer RequestのIndication IEのPPSIフラグ。

PGWによるサポート指示

PGWは、次を通じてSGWに機能を通知します。

• 最初のアタッチ時に、Create Session ResponseメッセージのIndication IEでPPSIおよびPPEIフラグを使用します。
• TAU/RAU/ハンドオーバ時のModify Bearer ResponseのIndication IE内のPPSIおよびPPEIフラグ

SGWからの課金インジケータの一時停止と再開

UEが過充電保護モードに移行します。

UEが過充電保護モードから移行します。

PGWでの過充電保護の設定

PGWサービス内：

# config

(config)# context <>

(config-ctx)# pgw-service <>

(config-pgw-service)# egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

APN設定の場合：

#config

(config)#context <>

(config-ctx)#apn <>

(config-apn)#egtp overcharge-protection

  drop-all             - Configures overcharge protection to drop all packets received

  transmit-all         - Configures overcharge protection to send all packets received

  <cr>                 - newline

APN設定は、PGWサービスよりも優先されます。以前の設定では、PGWが「充電の一時停止」サポートをSGWに送信するようにトリガーします。

SGWでの過充電保護の設定

#config

(config)#apn-profile <>

(apn-profile-xxx)#overcharge-protection

  abnormal-s1-release  - triggers overcharging protection on abnormal s1 release

  ddn-failure          - triggers overcharging protection on ddn failure

  drop-limit           - configure packet/bytes drop count to trigger pause charging

• abnormal-s1-release（今後使用するため）:abnormal-s1-releaseで過充電保護が有効な場合、SGWはMBRを送信し、MMEから無線リンク信号の異常な解放が発生するとPGWで充電を一時停止します。
• ddn-failure:ddn-failureメッセージに対して過充電保護が有効になっている場合、MBRはPGWに送信され、MME/S4-SGSNからのDDN障害の受信時に課金を一時停止します。
• drop-limit - drop_limit_value { packets | bytes } PDN接続で指定された数のパケット/バイトがドロップされた場合、MBRを送信してPGWでの課金を一時停止します。

        drop_limit_valueは、1から99999の整数です

        packets：パケットのドロップ制限を設定する

        bytes：ドロップ制限をバイト単位で設定します。

これらの条件のいずれかが満たされると、SGWはModify Bearer Requestで「PPON」をトリガーします。

過充電保護のトラブルシューティング

show コマンド

#show apn-profile full name <> |  grep -i overcharging

Overcharging protection for packet drop count              : Not Configured

Overcharging protection for byte drop count                : 20

Overcharging protection for s1 abnormal release            : Not Configured

Overcharging protection for DDN failure                    : PAUSE-CHARGING

#show sgw-service statistics name <>

次のshowコマンドの出力は、PGWの過充電保護の統計情報を示しています。

• show subscribers pgw-only full all（すべてのサブスクライバを表示）
• show subscribers <summary>|<full>
• show pgw-service statistics all（すべてのPGWサービス統計を表示）
• show apn statistics all（すべてのAPN統計を表示）