GTP-U のサポート

機能の概要と変更履歴

要約データ

Table 1. 要約データ

該当製品または機能エリア

5G-UPF

該当プラットフォーム

VPC-SI

SMI

機能のデフォルト設定

有効：常時オン

このリリースでの関連する変更点

N/A

関連資料

該当なし

更新履歴

Table 2. マニュアルの変更履歴
改訂の詳細 リリース

このリリースでは、UDP チェックサムの最適化が追加されています。

2021.02.0

初版

2020.02.0

機能説明

Table 3. 機能の履歴
機能名

リリース情報

説明

S5u インターフェイスでのデュアルスタックのサポート

 2024.02.0

UPF は、S5u インターフェイスの SGW-U と PGW-U 間の IPv4 および IPv6 接続を処理するためにデュアルスタックをサポートしています。

[デフォルト設定（Default Setting）]：有効 – 常時オン

S1-U および N3 インターフェイスでのデュアル スタックのサポート

 2024.01

UPF は、N3 および S1-U インターフェイスで IPv4 および IPv6 接続を処理するためのデュアルスタックをサポートしています。

[デフォルト設定（Default Setting）]：有効 – 常時オン

3GPP では、5G および 4G NAS の両方をサポート可能な UE が E-UTRAN および 5G コアネットワークに接続するための規定を定めています。

EPS から 5GS へのハンドオーバー中にデータ（G-PDU および End Marker パケット）を転送するために、SMF は次のタスクを実行します。

  • E-RAB ごとに 1 つの PDR をプロビジョニングします（少なくとも 1 つのQoS フローのデータ転送をサポート）。

  • 各 PDR に 1 つの QER を作成して関連付け、QFI を含む GTP-U PDU Session Container 拡張ヘッダーを挿入するよう UPF に要求します。PDR には、E-RAB にマッピングされた QoS フローの 1 つの QFI 値に設定された QFI IE が含まれます。

5GS と EPS 間のハンドオーバー中のデータ転送は、次のようにサポートされます。「3GPP TS 38.300」を参照してください。

  • 5G から 4G へのハンドオーバーの場合、送信元 NG-RAN ノードは、同じ E-RAB にマッピングされた QoS フローの 1 つの QFI を含む 1 つまたは複数の end-marker を送信し、PDU セッショントンネル経由で end-marker パケットを UPF に送信します。UPF は QFI を削除し、SGW への適切な E-RABトンネルにマッピングします。

  • 4G から 5G へのハンドオーバーの場合、送信元の eNB は、EPS ベアラートンネルで受信したエンドマーカーを SGW に転送します。その後、SGW はそれらを UPF に転送します。UPF は、その E-RAB にマッピングされた QoS フローの中で 1 つの QFI を end-marker に追加します。次に、UPF はそれらの end-marker をPDU セッションごとのトンネル内のターゲット NG-RAN ノードに送信します。


Note

UPF は、S1-U、S5u、 および N3 GTP-U インターフェイスを介した IPv4 および IPv6 接続を処理するためのデュアルスタックをサポートします。

エラー表示と GTP-U パス障害

UPF 機能は、存在しない TEID が設定されている GTP-PDU を受信したときに、GTP-U ピアに関する Error Indication メッセージを送信者に通知します。この通知により、古いセッションやベアラーがなくなり、ネットワーク内の一貫性が維持されます。

SMF ノードと UPF ノード間の Error Indication と GTP-U Path Failure は、N4 インターフェイスでサポートされます。ネイバーノードの場合は、S1u/S5u インターフェイスでサポートされます。

本実装では、エラー表示と GTP-U パス障害についてローカルパージまたはシグナルピ アの動作バリエーションが考慮されています。

  • Error Indication を受信すると、UPF は TEID および GTPU ピア情報を SMF に伝達して、GTPU ピアの削除または変更を確認します。

  • 存在しない TEID が設定されている GTP-U パケットを受信すると、UPF は Error Indication を生成し、TEID および GTPU ピアエントリを使用して送信します。

  • セッションやベアラーの削除は、SMF または UPF での Path Failure 検出に基づいて判断されます。

  • GTP-U Path Failure は、UPF ノード間および UPF ノードと SMF ノード間で GTP-U echo メッセージを使用して検出されます。

機能の仕組み

コール フロー

MME と S-GW 経由の E-UTRAN での初期接続

E-UTRAN/EPS での初期接続は、3GPP TS 23.401、5.3.2.1 項で定義されている手順に従います。

次の図は、E-UTRAN/EPS での初期接続に関する 3GPP リファレンスから派生したコールフローを示しています。

Table 4. 5G コア経由の E-UTRAN での初期接続コールフロー
ステップ 説明

1

手順 9 では、SMF+PGW-C は UPF の選択を実行し、N4 Session Establishment 手順を実行します。このセッションは、SMF+PGW-C に接続されている 4G セッションため、各ベアラ-に対して、別の CN トンネルが作成され、QFI は、QER と PDR に送信されません。また相関 ID が存在する場合があります。

2

手順 18 では、SMF+PGW-C は、N4 Session Modification を実行して、UPF のデータパスで eNodeB TEID を更新します。

3GPP 仕様は、LTEから 5G NR、またはその逆への UE のモビリティを実現するメカニズムを提供します。このモビリティは、AMF と MME 間の N26 インターフェイスの有無にかかわらず、2 つの異なるアーキテクチャで実現されます。

N26 インターフェイスを使用する 5G から EPS へのハンドオーバー

N26 インターフェイスを使用した 5G から EPS へのハンドオーバーは、3GPP TS 23.502、4.11.1.2.1 項で定義されています。次の図は、N26 インターフェイスの詳細なコールフローを示しています。

Table 5. N26 インターフェイスを使用する 5G から EPS へのハンドオーバーのコールフロー
ステップ 説明

1

手順 2b では、SMF+PGW-C は N4 Session Modification を UPF に送信して、各 EPS ベアラーの CN トンネルを確立します。PCC から受信した 5G QoS および PCC ルールへのベアラー マッピングは、SMF にすでに存在している必要があります。SMF には、Bearer ID Allocation 手順から取得したベアラー ID も必要です。SMF + PGW-C は、N4 セッションの新しい PDR を作成し、4G システムのリクエストに応じて各ベアラー割り当てられる TEID を取得します。

2

手順 10b では、SMF + PGW-C は、N4 Modification 要求を UPF に送信して追加の PDR と FAR を作成し、NG RAN からの間接トンネル経由でリダイレクトされた DL データを受信し、それらを eNodeB に転送します。子の場合、アップリンク PDR は、NG RAN から転送された DL データと一致するために QFI が設定されている必要があり、データをeNodeB に転送する必要があるため、関連付けられた QER は QFI を持ちません。また、FAR は、受信したデータを QFI に基づいて適切なトンネルを介して eNodeB にリダイレクトします。

3

手順 11 では、データ転送の QoS フローに示されている QoS フローの場合、NG-RAN は、PDU セッションごとのデータ転送の CN トンネル情報に基づいて、UPF を介したデータ転送を開始します。次に、UPF は、5GS 内のデータ転送トンネルから受信したデータを EPS 内のデータ転送トンネルにマッピングし、サービング GW 経由でターゲット eNodeB にデータを送信します。

4

手順 15 では、SMF は N4 Modification 要求を UPF に送信し、E-UTRAN への DL データパスをアクティブにします。この時点で、間接トンネルと直接 DL パスの両方が eNodeB に対してアクティブになります。

5

手順 21 では、SMF は N4 Modification 要求を UPF に送信し、間接転送トンネルを削除します。

N26 インターフェイスを使用した、または N26 インターフェイスを使用しない EPS から 5G および 5G から EPS へのハンドオーバーに関連するその他のコールフローは、3GPP 23.502、4.11.1.2.1 項および 4.11.2 項で定義されています。

UP での Error Indication の処理

UPF で Error Indication を受信すると、TEID および GTP-U ピアアドレスを含むリモート F-TEID が記載されている Error Indication Report と一緒に PFCP Session Report 要求が開始されます。

  • PGW-U の場合、Error Indication メッセージは、S5u 経由で送受信されます。

  • SAEGW-U の場合、エラー通知メッセージは S1u を介して送受信されます。

  • SGW-U の場合、エラー通知メッセージは S1u および S5u を介して送受信されます。

セッションまたはベアラーが存在しない TEID を使用してデータパケットを受信すると、UPF はピアに対して TEID および GTPU ピアアドレスを含む Error Indication を生成します。

UP での GTP-U パス障害のサポート

GTP-U Echo 要求は、UPF で設定された間隔に従って開始され、定期的に送信されます。GTP-U Echo 応答は、GTPU トンネル経由で SMF から受信した GTP-U Echo 要求に対して送信されます。

GTP-U Echo 要求に対する 応答を受信しない場合、UPF は設定された再送信タイムアウトと最大再試行回数に基づいて Echo 要求を再試行します。最大試行回数分の再試行を実行すると、UPF は、PFCP ノードを開始します。

レポート要求（ノード ID、ノードレポートタイプ、リモート GTP-U ピアを含むユーザープレーンパス障害レポート）。

UPF は、PFCP Node Report 応答と PFCP Session Deletion 要求を受信して、セッションを削除し、使用量レポートを含む削除リクエストへの応答を返します。

S5u/N3 インターフェイスでデュアル スタック サポートを有効にする

S5u/N3 インターフェイスでデュアルスタックを有効にするには、次の構成例を使用します。

context SAEGW
    interface pgw-gtpu loopback
      ip address 81.81.20.5 255.255.255.255
    exit

    gtpu-service pgw-gtpu
      no udp-checksum
      bind ipv4-address 81.81.21.x ipv6-address 2001:4888:81:81::21:5 bearer-type all
    exit
    
    user-plane-service user_plane_svc
      associate gtpu-service pgw-gtpu upf-ingress
      associate gtpu-service SxC cp-tunnel
      associate sx-service sx-svc
      associate fast-path service
      associate control-plane-group SAEGW
    exit

UDP チェックサムを無効にする

この機能は、GTP-U パケットの UDP ヘッダーの UDP チェックサムを無効にします。UDP チェックサムの値を 0 に設定します。

UDP チェックサムを無効にする

次の構成を使用して、GTP-U パケットの UDPヘッダーの UDP チェックサムを無効にします。
configure 
   context context_name 
      gtpu-service service_name 
         no udp-checksum  
         end