4G와 5G NSA 가입자 간의 PRA 기반 차등 충전 이해

소개

이 문서에서는 PRA(Presence Reporting Area) 기반 NSA(Differential National Security Agency) 온라인 충전 솔루션에 대해 설명합니다.

사전 요구 사항

요구 사항

다음 주제에 대한 지식을 보유하고 있으면 유용합니다.

• PRA
• MME(Mobility Management Entity)
• Cisco SGW(Serving Gateway)/Cisco PGW(Packet Data Network Gateway)
• 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF)

또한

• "S1-U IP Address"를 "PRA ID"에 매핑하기 위한 PRA 기능 향상을 지원하는 MME
• PGW는 PCRF를 향한 PRA 트리거를 지원합니다.
• PCRF는 GW로부터 In area (0) 또는 Out of area (1)와 같은 프레즌스-보고-영역-상태를 수신하면 새로운 pcc 규칙 베이스를 설치합니다

사용되는 구성 요소

이 문서의 정보는 StarOS를 기반으로 합니다. 21.28.mx.

이 문서의 정보는 특정 랩 환경의 디바이스를 토대로 작성되었습니다. 이 문서에 사용된 모든 디바이스는 초기화된(기본) 컨피그레이션으로 시작되었습니다. 현재 네트워크가 작동 중인 경우 모든 명령의 잠재적인 영향을 미리 숙지하시기 바랍니다.

배경 정보

이 기능은 선불 가입자(온라인 충전)에 대한 5G NSA 설정에서 4G와 5G 고객 간 충전 차별화 요구 사항을 지원하는 것이다.

PRA는 정책 제어 및/또는 충전 이유로 그 영역 내에서 UE 프레즌스를 보고하기 위해 3GPP 패킷 도메인 내에 정의된 영역이다.
NSA 차등 변경의 경우, PRA 기능은 4G 및 5G에서 가입자 존재를 보고하는 데 사용됩니다.

PRA ID 솔루션 개요

MME로부터의/MME에 대한 기대:

• MME는 4G에서 5G 커버리지(gNB)로의 UE 이동을 탐지하고 그 역도 탐지하여 이 이벤트를 PRA 보고와 매핑하기 위한 로직을 구축할 것으로 예상된다.
• PRA ID는 차등 충전을 위해 PCRF에 구성된 것과 동일해야 한다.
• DCNR UE에만 적용됩니다.

PCRF는 PRA 이벤트 트리거에 가입합니다.

• PGW는 PRA 작업을 저장하고 SGW로 전달합니다.

4G에서 5G로 전환되는 경우(S1 터널 스위치):

• gNB 전송 주소에 따라 MME는 PRA ID 상태를 OPRA(5G 커버리지 외부)/IPRA(5G 커버리지 내부)로 표시합니다
• MME는 PGW에 PRA 정보를 전달하고 SGW는 PGW에 전달합니다

PGW는 SGW로부터 PRA 정보를 수신하여 PCRF로 전달한다

• PCRF는 PRA 정보를 기반으로 규칙을 변경합니다.
• 사용자-플레인이 규칙 기반 변경에 대해 전달됨

높은 수준의 설정 아키텍처

약어

가능한 영향 및 고려 사항

• 5G NSA 구축의 Option3x 모드에만 제안된 솔루션.
• UE Movement는 4G에서 5G로, 5G에서 4G로 추적되므로 이 추적은 SGW/PGW에 알려주므로 많은 수의 CCR-U가 예상됩니다.
• 제안된 솔루션은 맞춤형으로 구성하며 전역적으로 구현되지 않았습니다.
• VI 네트워크에서 엔드 투 엔드 현장 테스트 필요
• 추가 시그널링으로 인한 CUPS UP/레거시 SPGW 성능 영향:
  • 처리량 영향(SPGW에 대한 추가 신호 처리 + CUPS 솔루션에서 Sx 수정 증가)
  • 4G/5G 간에 UE를 자주 토글하면 PRA에 대한 시그널링이 증가합니다.
  • Rulebase 변경으로 인한 Slowpath/Fastpath 흐름 스위치
• Cisco PCRF는 PRA 기능을 지원
• 차동 충전을 활성화하면 Gx 인터페이스에 추가 시그널링이 발생하며, 이는 PCRF 성능에 영향을 미칠 수 있다.

플로우

X2-HO - PRA 차등 충전

X2 HO with SGW Relocation - PRA Differential Charging(4g5g)

S1 HO(SGW 재배치 없음) - PRA 차등 충전

GnGp(GGSN to PGW) HO - PRA Differential Charging(5g로 전환하는 UE)

절차

MME End Configuration(MME 종료 컨피그레이션) 변경

• mme-service에서 pra-profile을 구성하고 pra-profile을 연결합니다.
• 최대 50개의 IPv4 서브넷 및 50개의 IPv6 서브넷을 pra-profile에 추가할 수 있습니다.
  현재로서는 pra-profile만 지원됩니다.
• 어떤 시점에서 mme-service에서 pra-profile의 연결 또는 제거는 mme-service에 재시작을 주지 않는다.

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 구성 변경

• ims-auth-service에서 endcode-supported-feature cno-uli를 구성합니다.
• cno-uli는 프레즌스 보고 영역 정보 보고 기능을 활성화합니다.
• 별도의 RG를 구성합니다. RG는 5G 사용량을 보고하는 데 사용됩니다. 

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

참고:

• diameter encode-supported-features : Supported-Features AVP의 인코딩 및 전송을 활성화하거나 비활성화합니다.

• cno-uli : 프레즌스 보고 영역 정보 보고 기능을 활성화합니다.

• no : 이전에 구성한 지원 기능을 제거합니다.

• default: 이 명령에 대한 기본 설정을 적용합니다.

확인

Wireshark 캡처 MME

UE가 로 이동하면5G, Inside Presence Reporting로 표시됩니다True.

UE가 (으)로4G, Inside Presence Reporting표시되는 경우False.

와이어샤크 캡처 GW

UE가 RG를 통해 보고된 5G Area Usage로 이동하는 경우를 확인할 수 있습니다. RG에 보고된 4G 사용의 경우 623: 403 .

DRA는 GW로부터 5G에 있는 UE일 때 In area (0), 또는 4G에 있는 UE일 때 Out area (1)과 같이 프레즌스-보고-영역-상태를 수신한다.

CCR-I

MME가 프레즌스 보고 영역을 true로 보고하면 GW는 다음CCR-I으로PCRF전송합니다. Presence Reporting Area Information : Supported.

CCA-I

CCR-U

GW - DRA - PCRF

여기서, DRA가 GW로부터 In area (0) 또는 Out of area (1)과 같은 프레즌스-보고-area-status를 수신할 때마다, DRA가 PCRF를 향해 각각 GAN 및 EUTRAN으로서 rat 타입을 전송하는 것을 볼 수 있다. 이러한 rat 타입 PCRF를 기반으로 4G 및 5G에 대한 QOS 변경 및 규칙 베이스를 변경하고 있다.