4Gと5G NSAサブスクライバ間のPRAベースの差動充電について

はじめに

このドキュメントでは、Presence Reporting Area(PRA)ベースのDifferential National Security Agency(NSA)オンライン課金ソリューションについて説明します。

前提条件

要件

次の項目に関する知識があることが推奨されます。

• PRA
• モビリティマネージメントエンティティ(MME)
• Cisco Serving Gateway(SGW)/Cisco Packet Data Network Gateway(PGW)
• ポリシー/課金ルール機能(PCRF)

さらに―

• 「S1-U IPアドレス」を「PRA ID」にマッピングするPRA機能拡張をサポートするMME
• PGWはPCRFへのPRAトリガーをサポートします
• PCRFは、ゲートウェイからIn area(0)またはOut of area(1)としてpresence-reporting-area-statusを受信すると、新しいpccルールベースをインストールします

使用するコンポーネント

このドキュメントの情報は、StarOS:21.28.mxに基づくものです。

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな（デフォルト）設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。

背景説明

この機能は、前払い加入者に対する5G NSAの設定（オンライン課金）において、4Gと5Gの顧客の間で課金を区別するという要件をサポートするためのものです。

PRAは、ポリシー制御や課金の理由でそのエリア内のUEのプレゼンスを報告するために、3GPPパケットドメイン内で定義されたエリアです。
NSA差分変更では、4Gと5Gで加入者のプレゼンスを報告するためにPRA機能が使用されます。

PRA IDソリューションの概要

MMEとの間の期待：

• MMEは、4Gから5Gカバレッジ(gNB)への、またはその逆のUEの移動を検出し、このイベントをPRAレポートにマッピングするロジックを構築することが期待されます。
• PRA IDは、差動充電のためにPCRFで設定されているものと同じである必要があります。
• DCNR UEにのみ適用されます。

PCRFはPRAイベントトリガーに登録します

• PGWがPRAアクションを保存し、SGWに転送

4Gから5Gへの移行が発生したとき（S1トンネルスイッチ）:

• MMEは、gNBトランスポートアドレスに基づいて、PRA IDステータスをOPRA（5Gカバレッジ外）/IPRA（5Gカバレッジ内）としてマークします
• MMEはPRA情報をSGWに通信し、SGWはPGWに転送します

PGWがSGWからPRA情報を受信し、PCRFに転送

• PCRFはPRA情報に基づいてルールベースを変更
• ユーザプレーンはルールベースの変更について通知される

高度なセットアップアーキテクチャ

略語

考えられる影響と考慮事項

• 5G NSA導入のみのOption3xモードに提案されるソリューション。
• UEの移動は4Gから5Gおよび5Gから4Gに追跡されるため、この追跡はSGW/PGWに通知されるため、CCR-Uの数が多くなることが予想されます。
• 提案されたソリューションはカスタマイズであり、グローバルに実装されていない
• VIネットワークで実行する必要があるエンドツーエンドのフィールドテスト
• 追加のシグナリング（シグナリングなし）によるCUPS UP/レガシーSPGWのパフォーマンスへの影響
  • スループットの影響（SPGWへの追加シグナリング+ CUPSソリューションでのSxの変更）
  • 4G/5G間でUEを頻繁に切り替えると、PRAのシグナリングが増える
  • ルールベースの変更による低速パス/高速パスフロースイッチ
• Cisco PCRFはPRA機能をサポート
• 差動充電を有効にすると、Gxインターフェイスで追加のシグナリングが発生し、PCRFのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

フロー

X2-HO - PRA差動充電

X2 HO with SGW Relocation - PRA差動充電(4g5g)

S1 HO(No SGW Relocation)- PRA差動充電

GnGp（GGSNからPGW）HO - PRA差動充電（UEは5gに移行）

手順

MMEエンド設定の変更

• pra-profileを設定し、mme-serviceにpra-profileを関連付けます。
• 最大50のIPv4サブネットと50のIPv6サブネットをpra-profileに追加できます。
  現在のところ、pra-profileだけがサポートされています。
• どの時点でも、mme-serviceからのpra-profileの関連付けまたはディスポジションによってmme-serviceが再起動されることはありません。

config
  lte-policy
    pra-profile dcnr-5g-radio 5G-PRA
     gnb-s1u ipv6-prefix 2401:4900:4:84a4::/64
     gnb-s1u ipv6-prefix 2401:4900:2b::/48
     gnb-s1u ipv6-prefix 2401:4900:4:8601::2:540d
    exit
end
config
 context s1mme
  mme-service mme
   associate pra-profile dcnr-5g-radio 5G-PRA
end

GW設定の変更

• ims-auth-serviceの下でendcode-supported-feature cno-uliを設定します。
• cno-uliは、プレゼンスレポートエリア情報レポート機能を有効にします。
• 個別のRGを設定します。RGは5Gの使用状況を報告するために使用されます。 

configure 
   context context_name 
      ims-auth-service service_name 
         policy-control 
            diameter encode-supported-features cno-uli 
            { default | no } diameter encode-supported-features 
            end

config
active-charging service ECS
 group-of-ruledefs NPR1_5G
 group-of-ruledefs-application gx-alias
 add-ruledef priority 2 ruledef RG_5G_default_IP_ANY_PrePaid
 add-ruledef priority 40 ruledef tethering_ip_ttl_RG
exit

ruledef RG_5G_default_IP_ANY_PrePaid
 ip any-match = TRUE
exit

rulebase 
 action priority 702 static-and-dynamic ruledef RG_5G_default_IP_ANY_PrePaid charging-action 5G_IP_ANY_with_Gy_PrePaid
exit
end

注：

• diameter encode-supported-features：サポートされる機能のAVPのエンコードおよび送信を有効または無効にします。

• cno-uli：プレゼンスレポートエリア情報レポート機能を有効にします。

• no：以前に設定されたサポート対象機能を削除します。

• default：このコマンドのデフォルト設定を適用します。

検証

WiresharkキャプチャMME

UEが5Gに移行すると、Inside Presence ReportingがTrueと表示されます（デフォルト）。

UEが4Gに移行すると、Inside Presence ReportingがFalseと表示されます。

Wiresharkキャプチャゲートウェイ

UEが5Gエリア使用量に移行したタイミングはRG:623で報告され、4G使用量に移行したタイミングはRG:403で報告されます。

DRAは、GWから5GのUEではIn area (0)として、4GのUEではOut of area (1)としてpresence-reporting-area-statusを受信し、

CCR-I

MMEがプレゼンスレポートエリアをtrueに報告すると、ゲートウェイはPresence Reporting Area Information : Supportedを使用してCCR-IをPCRFに送信します。

CCA-I

CCR-U

ゲートウェイ – DRA - PCRF

ここでは、DRAがInエリア(0)またはOut ofエリア(1)としてGWからpresence-reporting-area-statusを受信するたびに、GANおよびEUTRANとしてそれぞれPCRFに向けてratタイプを送信していることがわかります。このRATタイプに基づき、PCRFはルールベースを変更し、4Gと5GのQOSを変更しています。