IT201800002192U1 - SGW-LBO solution for the MEC platform - Google Patents

SGW-LBO solution for the MEC platform Download PDF

Info

Publication number
IT201800002192U1
IT201800002192U1 IT202018000002192U IT201800002192U IT201800002192U1 IT 201800002192 U1 IT201800002192 U1 IT 201800002192U1 IT 202018000002192 U IT202018000002192 U IT 202018000002192U IT 201800002192 U IT201800002192 U IT 201800002192U IT 201800002192 U1 IT201800002192 U1 IT 201800002192U1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
sgw
traffic
lte network
network according
billing
Prior art date
Application number
IT202018000002192U
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to IT202018000002192U priority Critical patent/IT201800002192U1/it
Priority to EP18800088.9A priority patent/EP3707879A1/en
Priority to PCT/EP2018/080366 priority patent/WO2019086719A1/en
Priority to US16/761,554 priority patent/US20210176327A1/en
Priority to EP19716792.7A priority patent/EP3769494A1/en
Priority to US16/981,879 priority patent/US20210014733A1/en
Priority to PCT/EP2019/057006 priority patent/WO2019180102A1/en
Publication of IT201800002192U1 publication Critical patent/IT201800002192U1/it

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/09—Management thereof
    • H04W28/0925—Management thereof using policies
    • H04W28/0942—Management thereof using policies based on measured or predicted load of entities- or links
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/2866—Architectures; Arrangements
    • H04L67/289—Intermediate processing functionally located close to the data consumer application, e.g. in same machine, in same home or in same sub-network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/14—Network architectures or network communication protocols for network security for detecting or protecting against malicious traffic
    • H04L63/1408—Network architectures or network communication protocols for network security for detecting or protecting against malicious traffic by monitoring network traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/14—Network architectures or network communication protocols for network security for detecting or protecting against malicious traffic
    • H04L63/1408—Network architectures or network communication protocols for network security for detecting or protecting against malicious traffic by monitoring network traffic
    • H04L63/1425—Traffic logging, e.g. anomaly detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/30—Network architectures or network communication protocols for network security for supporting lawful interception, monitoring or retaining of communications or communication related information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M15/00—Arrangements for metering, time-control or time indication ; Metering, charging or billing arrangements for voice wireline or wireless communications, e.g. VoIP
    • H04M15/64—On-line charging system [OCS]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/18—Processing of user or subscriber data, e.g. subscribed services, user preferences or user profiles; Transfer of user or subscriber data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/14—Charging, metering or billing arrangements for data wireline or wireless communications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/14—Charging, metering or billing arrangements for data wireline or wireless communications
    • H04L12/1403—Architecture for metering, charging or billing
    • H04L12/1407—Policy-and-charging control [PCC] architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/14—Charging, metering or billing arrangements for data wireline or wireless communications
    • H04L12/1432—Metric aspects
    • H04L12/1435—Metric aspects volume-based
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M15/00—Arrangements for metering, time-control or time indication ; Metering, charging or billing arrangements for voice wireline or wireless communications, e.g. VoIP
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M15/00—Arrangements for metering, time-control or time indication ; Metering, charging or billing arrangements for voice wireline or wireless communications, e.g. VoIP
    • H04M15/66—Policy and charging system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/24—Accounting or billing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Description

Soluzione SGW-LBO per la piattaforma MEC
Acronimi
API Interfaccia di programmazione di applicazione
CDR Registrazione di dati di fatturazione
CGW Gateway di fatturazione
eNB Nodo B evoluto
EPC Nucleo a pacchetto evoluto
FTP Protocollo di trasferimento di file
HSS Servizio di abbonati domestici
IMS Sottosistema Multimediale IP
LBO Break Out locale
LTE Evoluzione a lungo termine
MME Entità di gestione di mobilità
MNO Operatore di rete mobile
P-GW Gateway di rete dati a pacchetto
QoS Qualità del servizio
RAN Rete di accesso radio
SAE-GW Gateway di evoluzione di architettura di sistema. Il SAE-GW include sia S-GW sia P-GW
S-GW Gateway servente
Stato dell’arte tecnico
MEC è l'acronimo per Mobile (o Multi-access) Edge Computing, è un’espressione che si riferisce al concetto di portare le capacità di calcolo, applicazione e rete al margine della rete dove sono più vicine al dispositivo che consuma tali risorse. Per comprendere l’interesse in quest’area di funzionamento si deve guardare alle implementazioni tipiche delle reti mobili odierne. La Figura 1 mostra un’implementazione di rete semplificata.
Per dispositivi che trasmettono a server applicativi in Internet, il traffico deve attraversare il grande nucleo di rete mobile, passare attraverso reti di transito e arrivare all’applicazione all’altra estremità. Lo stesso accade nella direzione opposta. Ciò è avvenuto per decenni, tuttavia, mentre le reti mobili diventano più complesse e i loro casi di utilizzi aumentano per includere casi nuovi che in passato erano raramente presi in considerazione, sorgono nuovi requisiti.
Una serie di studi e business case ha mostrato che il modello summenzionato è inefficiente e introduce ritardi non deterministici o inaccettabili per un determinato tipo di servizi.
Le soluzioni MEC attuali nell’industria soddisfano le capacità di cloud e di servizi IT al margine di rete mobile che ha esigenze particolari.
Nel cercare di avvicinare sempre più l’applicazione all’utente, l’industria MEC si è focalizzata sul consentire differenti scenari di casi di utilizzi a fini pilota invece di servire una necessità di applicazione generica (per esempio bassa latenza).
Nel corso degli anni sono emersi due differenti approcci al MEC. Un approccio distribuisce l’intero nucleo o almeno il SAE-GW (SGW PGW) al margine di rete e consente lo scarico di traffico per esempio in base all’APN configurato nel PGW. L’approccio di “rete privata” è molto utile nel contesto di un’azienda che necessiti di creare una rete dedicata. Tuttavia questo approccio è limitato dal fatto che l’intero traffico APN è localmente scaricato. In altri casi di utilizzi l’operatore può dover avere un controllo più granulare sul tipo di traffico che dev’essere scaricato. La Figura 2 illustra un tale approccio.
Un secondo approccio al MEC è “Bump in the Wire” (BIW) o “Bump in the Stack”, che introduce una nuova funzione che intercetta segnalazione e traffico di dati sull’interfaccia S1 e li indirizza alle applicazioni MEC locali. La Figura 3 illustra un approccio BIW semplificato.
Come si vede nella figura 3, la funzione BIW intercetta sia segnalazione sia traffico di dati e in base a politiche configurate decide di indirizzare una certa quantità di traffico verso l’applicazione al di fuori della rete di trasporto. Questo approccio ha diverse limitazioni come discusso di seguito.
L’approccio “bump in the wire” a MEC ha diverse limitazioni che ostacolano la sua capacità di conseguire un’adozione diffusa.
Le limitazioni sono:
IPsec e sicurezza: IPSec può essere utilizzato per proteggere l’interfaccia S1 tra gli eNB e la rete di trasporto. Tuttavia la soluzione BIS deve ispezionare i messaggi S1, ciò è un requisito elementare per il suo funzionamento. Pertanto ciò obbliga un operatore o a disattivare IPsec, o limitare la posizione dell’entità BIS in qualche punto dietro il gateway IPsec per intercettare i dati al sicuro. Se viene scelta la seconda opzione, essa limita il collocamento di un operatore della piattaforma MEC in pochi centri dati selezionati dietro il firewall, il che riduce la capacità di distribuire le piattaforme MEC. Tale riduzione nella distribuzione limita il beneficio desiderato di una piattaforma MEC che sia il più possibile vicina ai dispositivi finali. L’alternativa è consentire alla piattaforma MEC di “rompere” il tunnel IPsec il che è un approccio più rischioso dal punto di vista della sicurezza e richiede che l’MNO condivida informazioni molto specifiche e segrete come le chiavi di cifratura IPsec che devono essere utilizzate anche dalla piattaforma MEC.
Raggiungibilità di utente inattivo: Un’applicazione MEC che si basa su BIW nel migliore dei casi aggiungerà ritardi notevoli all’avvio della connessione con un dispositivo inattivo. Nel peggiore dei casi l’applicazione non può avviare una connessione verso un utente che va in modalità INATTIVA. Ciò è dovuto al fatto che un’applicazione che invia pacchetti IP sul Downlink, deve rilevare se l’utente sia in modalità Inattiva o meno e in caso affermativo inviare pacchetti all’ultimo indirizzo noto della UE, che dovranno essere instradati attraverso il PGW per innescare la procedura di paging.
L’applicazione non ha alcuna conoscenza dello stato della UE, del fatto se l’utente sia irraggiungibile perché il dispositivo è uscito dal dominio MEC o il dispositivo è semplicemente entrato in modalità INATTIVA. Questa è una limitazione piuttosto importante per un’applicazione che dev’essere reattiva e vicina all’utente.
Intercettazione legittima di un utente selezionato utilizzando BIW se possibile solo aggiungendo complessità (per esempio nessuna funzione e interfaccia nuova di rete 3GPP standard) nella rete degli operatori. La mancanza di approccio standardizzato può porre problemi con le autorità nazionali
Fatturazione di traffico: Con BIW, è difficile produrre Registrazioni di dati di fatturazione (CDR) per il traffico indirizzato. Ciò è dovuto al fatto che la piattaforma MEC non possiede tra l’altro tutte le informazioni come IMSI, IMEI, indirizzo IP, APN, posizione di utente a livello di cella che sono necessarie per la produzione di CDR. La fatturazione può essere effettuata esclusivamente aggiungendo complessità (per esempio nuove interfacce e funzioni di rete 3GPP non standard) nella rete degli operatori.
Le proposte per affrontare tutte le questioni summenzionate richiedono l’aggiunta di nuovi box nella rete di trasporto di operatore il che a sua volta richiede la modifica di progettazione e politiche di rete esistenti, aggiungendo costi, complessità e impronta alla soluzione il che riduce l’economia di implementazioni di margine. L’architettura di un tale approccio non può essere facilmente aggiornata per supportare 5G il che influisce sulle relative utilità ed economia del ciclo di vita. Inoltre le soluzioni che utilizzano interfacce proprietarie determinano lock-in di fornitore limitando in tal modo la capacità di offrire soluzioni vantaggiose ed efficienti.
Sommario dell'invenzione
Anche se si è spesso parlato di mobile edge cloud, manca una soluzione ineccepibile per consentirlo nella rete mobile. Come visto in precedenza soluzioni quali BIW sono ostacolate da problemi di sicurezza, fatturazione, limitazioni di intercettazione legittima e mancanza di supporto per applicazioni “push”. D’altro canto indirizzare l’intero traffico APN localmente (con l’approccio SAE) può non essere appropriato per la maggior parte delle implementazioni.
Allo scopo di consentire a un operatore di indirizzare il traffico flessibilmente in base o a identificativi di utente o classificatori uplink che possono contenere filtri complessi è richiesta una funzione di indirizzamento di traffico intelligente nella rete di trasporto. Nella presente invenzione si propone di posizionare l’SGW in ciascuna piattaforma MEC.
Ciò consente una facile introduzione della piattaforma MEC nella rete operatore che possa inserire un’applicazione MEC osservando le fasi seguenti:
- Assicurare la raggiungibilità di rete S11, S5 e Bx (opzionale) sulla rete di trasporto mediante la piattaforma MEC
- Assicurare la raggiungibilità di rete S1-U sul lato RAN da parte della piattaforma MEC
- Aggiornare il DNS operatore affinché l’MME selezioni la piattaforma MEC per l’area di tracciamento dove si trovano gli eNB da servire L’applicazione MEC si connette alla piattaforma MEC attraverso API MEC ETSI. La piattaforma MEC raccoglie dati da vari componenti nella rete e li utilizza per rispondere alle richieste dell’applicazione MEC. L’SGW-LBO è il motore di instradamento della soluzione MEC e consente il breakout locale in base alle politiche per utente o per flusso di traffico fornite via API.
Breve descrizione dei disegni
L’invenzione sarà meglio dettagliata in riferimento ai disegni allegati in cui:
La Figura 1 mostra una tipica implementazione di operatore;
La Figura 2 mostra un nucleo distribuito come una soluzione MEC;
La Figura 3 mostra una panoramica dell’approccio “Bump in the Wire”;
La Figura 4 mostra un’architettura di soluzione MEC che utilizza l’approccio SGW-LBO;
La Figura 5 mostra l’approccio LI;
La Figura 6 mostra CP-UP suddivisi nella rete di trasporto;
La Figura 7 mostra la sequenza da PGW-C a SGW-C a SGW-U;
La Figura 8 mostra la sequenza MEC – SGW-C – SGW-U; e
La Figura 9 mostra l’adozione MEC ed evoluzione a 5G.
Forme di realizzazione dettagliate dell’invenzione
La Figura 4 mostra le interfacce 3GPP predefinite che devono essere supportate dalla piattaforma MEC che utilizza l’SGW con una speciale funzionalità di Break Out locale (LBO) che consente di indirizzare selettivamente il traffico di dati a un’applicazione locale.
L’SGW-LBO si connette esternamente attraverso le interfacce seguenti:
● S1-U: Interfaccia basata su GTPv1-U utilizzata per connettere l’SGW agli eNB;
● S5: Interfaccia basata su GTPv2-C e GTPv1-U utilizzata per connettere l’SGW al PGW nel sito centrale;
● S11: Interfaccia GTPv2-C utilizzata per connettere l’SGW all’MME nel sito centrale;
● SGi-LBO: interfaccia utilizzata per ricevere e trasmettere dati a/da una rete esterna incluso rete privata locale LAN (Intranet), Internet o una rete di servizi;
● Bx: interfaccia utilizzata per recuperare le CDR. Questa interfaccia consente ai sistemi di fatturazione di ottenere le CDR per la fatturazione offline.
Altre interfacce (non rappresentate) includono:
● Interfaccia di controllo di credito (Gy) basato su Diameter per la fatturazione online;
● Le interfacce X1, X2, e X3 o H1, H2 e H3 a fini LI;
Gestione di configurazione per fornire regole LBO in base a parametri quali IMSI, APN e 5 tuple, tra gli altri possibili identificativi di traffico.
Il PGW è responsabile della comunicazione con il sistema di fatturazione online (OCS). Esso controlla regolarmente se un utente abbia o meno credito sufficiente per proseguire con il servizio corrente. Gli utenti postpaid possono avere limiti di utilizzo che, quando superati, possono determinare la strozzatura della connessione corrente o interromperla completamente. D’altro canto anche i clienti di servizi prepagati dovrebbero essere attivati se esaurissero il proprio credito.
Indirizzare il traffico “fuori” dalla rete prima che arrivi al PGW bypasserebbe questa funzione e quindi influirebbe negativamente sul funzionamento di rete.
Il PGW comunica con OCS utilizzando l’interfaccia Gy come definito nella specifica 3GPP. L’interfaccia Gy utilizza il protocollo Diameter come contenitore per i propri messaggi.
In una forma di realizzazione di questa invenzione il PGW è configurato con le funzioni SGW-LBO all’interno della rete. Il PGW è a conoscenza di quali clienti siano connessi a quale SGW-LBO. L’SGW-LBO è configurato per il breakout di determinati flussi di traffico e per inviare una copia di questi flussi al PGW. I flussi di traffico sono contrassegnati per essere scartati al PGW una volta contati. Ciò consente al PGW di tenere traccia dell’utilizzo di dati dell’utente conseguendo al contempo il breakout locale. In una forma di realizzazione di questa invenzione il traffico è contrassegnato utilizzando un nuovo flag nel pacchetto GTP-U. In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione il traffico è contrassegnato utilizzando un id di tunnel GTP riservato che può essere utilizzato esclusivamente per il traffico di breakout locale. In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione il traffico è contrassegnato utilizzando l’intestazione IP. Ciò può essere conseguito utilizzando il campo QoS in un’intestazione IPv4 o IPv6 (campo Tipo di servizio) o utilizzando il campo etichetta di flusso in un’intestazione IPv6.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione l’SGW-LBO genera registrazioni contenenti l’utilizzo di traffico per il breakout locale sulla base del cliente individuale. Le registrazioni di traffico generate sarebbero utilizzate dal PGW, aggiunte all’utilizzo di traffico non di breakout per ottenere informazioni accurate sull’utilizzo di dati dell’utente. Le registrazioni generate dall’SGW possono utilizzare lo stesso formato delle Registrazioni di dati di fatturazione (CDR) correntemente generate dall’SGW ma destinate al PGW. Le CDR possono essere trasmesse attraverso FTP, interfaccia Ga (utilizzando GTP’). Alternativamente all’interno delle reti LTE, GTP-C può essere esteso per convogliare queste informazioni. Il protocollo GTP-C è già in uso tra l’SGW e PGW in un’architettura LTE.
In ancora un’altra forma di realizzazione di questa invenzione l’SGW-LBO implementa l’interfaccia di controllo di credito basato su Diameter simile all’interfaccia Gy consentendole di comunicare con l’OCS e consente all’OCS di concedere unità di traffico e tempo anche all’SGW-LBO per il traffico che è deviato. Ciò consentirà all’OCS di ottenere conoscenza accurata sull’utilizzo di dati dell’utente e fornire risposte corrette riguardanti qualsiasi possibile sovrautilizzo dei dati. La politica di fatturazione dinamica può essere associata a differenti utenti in base al gruppo di classificazione che un’entità come la PCRF può inviare all’SGW-LBO attraverso l’interfaccia di funzione di regole e politica simile all’interfaccia Gx.
L’intercettazione legittima (LI) consente a un’agenzia autorizzata (tipicamente un’agenzia governativa) di accedere ai dati di uno o più utenti. In una tipica architettura 3GPP ciò viene fatto utilizzando i punti di contatto dove è connesso l’utente. ETSI ha definito le interfacce H1, H2 e H3 che devono essere supportate dall’agenzia di LI. L’agenzia di LI può comunicare direttamente con la rete di trasporto o più probabilmente attraverso un servizio di mediazione. Nel secondo caso le tre interfacce summenzionate sono traslate a interfacce che sono utilizzate tra il servizio di mediazione e la rete di trasporto o utilizzate così come sono. La Figura 5 mostra l’approccio a LI.
Le interfacce H1, H2 e H3 consentono a un’agenzia LI di effettuare le richieste seguenti rispettivamente.
1. Avviare una richiesta di utilizzare una connessione di utente fornendo un identificativo unico di utente o dispositivo.
2. Richiedere che tutto il traffico di segnalazione correlato a un dato utente o dispositivo sia inviato all’agenzia di LI
3. Ricevere il traffico dell’utente dato.
Le interfacce X1, X2 e X3 sono mostrate in precedenza come interfacce esemplificative corrispondenti alle interfacce H1, H2 e H3 specificate negli standard ETSI.
Il dispositivo SGW-LBO supporterebbe le interfacce summenzionate per il traffico di breakout locale. Per fare ciò deve avere accesso agli identificativi di utente scambiati sull’interfaccia H1 e applicarli al traffico ricevuto. Tali informazioni sono disponibili correntemente all’SGW-LBO dato che ha accesso alla segnalazione di controllo contenente le informazioni di utente e dispositivo. La segnalazione può essere intercettata e gli identificativi possono essere memorizzati localmente all’interno dell’SGW-LBO per rispondere agli impatti di LI. Nuovi sviluppi negli standard 3GPP come la separazione del piano utente e di controllo hanno condotto a sfide relative alla disponibilità di tali informazioni. Le innovazioni per la risoluzione di queste sfide sono presentate di seguito.
I nuovi sviluppi in 3GPP enfatizzano la necessità di un’Architettura basata sui servizi (SBA) in cui le funzioni di rete siano distintamente divise in servizi che comunicano l’uno con l’altro utilizzando protocolli standard. Questi sviluppi si sono verificati negli standard 4G e si prevede che proseguano negli standard 5G. Ciò include una netta separazione tra piano di controllo (CP) e piano utente (UP). Il CP è responsabile della comunicazione di informazioni sulle sessioni in corso o sugli abbonati di rete mobile. Ciò include tutto dall’allocazione di indirizzo al recupero di politiche, applicazione QoS e fatturazione. L’UP è interessato esclusivamente dall’inoltro del traffico utente. La Figura 6 illustra i CP-UP suddivisi nella rete di trasporto.
La Figura 6 presenta l’architettura suddivisa CP-UP in cui i piani di controllo rappresentano la PDN (o PGW) e SGW comunicano con l’UP utilizzando l’Sxb e l’Sxa, rispettivamente. Le due entità CP devono anche comunicare utilizzando l’interfaccia S5/S8 esistente. Tale comunicazione è necessaria per condividere informazioni sull’identificativo di tunnel GTP che è utilizzato dall’SGW UP per inoltrare pacchetti al PGW.
Questa architettura pur fornendo una serie di benefici presenta una sfida all’approccio LBO presentato in precedenza. Affinché l’SGW-LBO indirizzi il traffico “fuori” dalla rete di trasporto dev’essere a conoscenza delle decisioni di politica che possono essere mappate al traffico in arrivo sull’uplink. Ciò richiede la conoscenza dell’identità di cliente finale e la conoscenza dei classificatori di traffico. Esso richiede anche la conoscenza dell’APN cliente. Tali informazioni non sono condivise nell’architettura suddivisa CP-UP.
In una forma di realizzazione di questa invenzione la mappatura dell’identità utente, il corrispondente indirizzo IP allocato e un APN sono trasferiti dall’entità PGW-C all’SGW-C e da SGW-C all’SGW-U allo scopo di garantire che il piano d’inoltro sia a conoscenza dell’identità utente associata all’indirizzo IP allocato. Ciò consente all’SGW-U di applicare le politiche di inoltro richieste dall’operatore. In questo approccio l’operatore interagisce direttamente con l’SGW-U sapendo di avere tutte le informazioni richieste. Condividere tali informazioni richiede inneschi nel piano di controllo per fornire le informazioni a:
1. Allocazione di indirizzo
2. Assegnazione di portante (predefinita o dedicata).
In una forma di realizzazione di questa invenzione le informazioni possono essere memorizzate dal PGW-C e comunicate all’SGW-C una volta eseguita l’intera sequenza di assegnazione di indirizzo e portante.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione le informazioni sono trasferite in tempo reali e memorizzate gradualmente nell’SGW-U fino al completamento dell'esecuzione della sequenza di assegnazione di indirizzo e portante.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione le informazioni sulla mappatura dell’identificativo di tunnel GTP (TEID) all’identità di utente, APN e indirizzo allocati sono memorizzate nel SGW-C come fornite dal PGW-C. Le richieste dell’operatore per l’indirizzamento di traffico sono inviate all’SGW-C che controlla il dominio in cui si trova l’utente. L’SGW-C, avendo tutte le informazioni necessarie, invierebbe la richiesta di indirizzamento di traffico per l’SGW-C. La richiesta includerebbe solo il GTP TEID e la regola di inoltro richiesta.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione il motore di politica dinamica è il PCRF e la politica è trasferita all’SGW-LBO utilizzando un'interfaccia di regole e politiche simile alla Gx o Gxx. Ciò consente di utilizzare funzioni e interfacce di rete esistenti per applicare dinamicamente le regole di indirizzamento.
Le reti 5G sono attualmente in via di standardizzazione da parte di 3GPP. I principi della separazione di CP-UP descritti in precedenza sono utilizzati in standard 3GPP per reti 5G. Le funzioni CP sono aggregate in due componenti chiave, le funzioni di gestione dell’autenticazione e delle sessioni (AMF e SMF, rispettivamente). In tale architettura la comunicazione descritta in precedenza tra CP e UP per supportare l’indirizzamento del traffico locale “fuori” dalla rete di trasporto può essere conseguita condividendo le informazioni direttamente tra l’SMF e la funzione di piano utente (UPF) mostrata nella figura 9 seguente.
In una forma di realizzazione di questa invenzione, l’identità di utente, gli indirizzi allocati e le regole di inoltro sono tutti trasferiti dall’SMF all’UPF una volta completato correttamente il processo di autenticazione e stabilimento della portante. Quindi la richiesta dell’operatore può essere inviata direttamente all’UPF, dove tutte le informazioni sono disponibili per l’applicazione delle regole di inoltro.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione l’SMF memorizza l’identità utente, gli indirizzi allocati per tutti gli utenti nel proprio dominio localmente. Le richieste dell’operatore possono essere inviate all’SMF per un dato utente, questa richiesta è quindi traslata alle identità rilevanti all’interno del contesto dell’UPF e inviata insieme alle regole di inoltro richieste all’UPF. Le informazioni rilevanti per l’UPF possono includere identificativo di tunnel, indirizzo IP utente o entrambi. Questo approccio limita la diffusione dell’identità di utente all’interno della rete consentendo al contempo lo svolgersi del breakout locale.
In un’altra forma di realizzazione di questa invenzione le informazioni possono essere “estratte” dal motore di politica “su richiesta”. Ossia un’entità nella sequenza summenzionata può richiedere una politica di inoltro in base a una specifica informazione di sessione. Per esempio l’SGW-C o SGW-U (SMF o UPF in LTE o 5G, rispettivamente) può fornire informazioni di sessione a un motore di politica e richiedere le regole di inoltro per quella sessione. Le informazioni di sessione possono includere descrittori di traffico (indirizzi e porte sorgente e di destinazione), l’identificativo utente, il fatto se il traffico sia criptato con IPsec o meno, il contenuto di campo (Diffserv) etichetta di flusso (IPv6) o tipo di servizio (ToS), tra altre informazioni potenziali note sull’utente o contenute nel pacchetto IP.
Gli impatti di intercettazione legittima e fatturazione summenzionati e le loro soluzioni si applicherebbero anche direttamente a reti 5G in cui l’UPF stia essenzialmente eseguendo funzioni simili a quelle dell’entità SGW-U in reti LTE. Pertanto le stesse invenzioni si applicherebbero all’interno del contesto 5G.
TRADUZIONE DELLE DICITURE RIPORTATE SULLE TAVOLE
Tavola 1/9
Figura 1
Application = Applicazione
Core site = Sito centrale
Tavola 2/9
Figura 2
Edge site = Sito di margine
Core site = Sito centrale
Core site application = Applicazione di sito centrale Tavola 3/9
Figura 3
Local application = Applicazione locale
Core site = Sito centrale
Core site application = Applicazione di sito centrale Tavola 4/9
Figura 4
MEC Routing platform = Piattaforma di instradamento MEC MEC platform = Piattaforma MEC
MEC Applications = Applicazioni MEC
Additional MEC API = MEC API aggiuntiva
Core site = Sito centrale
Billing system = Sistema di fatturazione
Tavola 5/9
Figura 5
Edge site = Sito di margine
Core site = Sito centrale
Lawful intercept agency = Agenzia di intercettazione legittima Mediation device = Dispositivo di mediazione
Tavola 6/9
Figura 6
Serving Gateway-C = Gateway-C servente
Serving Gateway-U = Gateway-U servente
Tavola 7/9
Figura 7
User ID = ID utente
Policy request = Richiesta di politica Policy engine = Motore di politica Tavola 8/9
Figura 8
Policy engine = Motore di politica Policy request = Richiesta di politica User ID = ID utente
Tavola 9/9
Figura 9
Core Site = Sito centrale
Edge Site = Sito di margine
Edge app = App di margine
SW Upgrade = Aggiornamento SW

Claims (10)

  1. Rivendicazioni 1. Rete LTE che include una funzione SGW di breakout locale che è in grado di gestire fatturazione, intercettazione lecita e funziona all’interno di un’architettura suddivisa di piano di controllo – piano utente.
  2. 2. Rete LTE secondo la rivendicazione 1, che supporta la fatturazione online.
  3. 3. Rete LTE secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fatturazione è eseguita sulla base dell’invio di copie del traffico al PGW.
  4. 4. Rete LTE secondo la rivendicazione 3, in cui il traffico è contrassegnato in base alla riserva di un id di tunnel GTP.
  5. 5. Rete LTE secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il traffico è contrassegnato in base a un campo nell’intestazione IP.
  6. 6. Rete LTE secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 – 5, in cui l’SGW genera registrazioni di fatturazione per traffico di breakout e comunica ciò al PGW, che aggiunge ciò al traffico non di breakout.
  7. 7. Rete LTE secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 – 6, che include un GTP-C che è esteso a comunicare i dati di fatturazione tra l’SGW e PGW
  8. 8. Rete LTE secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 – 6, in cui l’SGW è esteso per il supporto dell’interfaccia Gy per comunicare direttamente con la funzione di fatturazione online.
  9. 9. Rete LTE secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 – 9, in cui l’SGW implementa un’interfaccia di fatturazione online (Gy).
  10. 10. Rete LTE secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che include un’architettura suddivisa CP – UP che supporta lo scambio di politiche. La Figura 1
IT202018000002192U 2017-11-06 2018-03-20 SGW-LBO solution for the MEC platform IT201800002192U1 (it)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT202018000002192U IT201800002192U1 (it) 2018-03-20 2018-03-20 SGW-LBO solution for the MEC platform
EP18800088.9A EP3707879A1 (en) 2017-11-06 2018-11-06 Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform
PCT/EP2018/080366 WO2019086719A1 (en) 2017-11-06 2018-11-06 Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform
US16/761,554 US20210176327A1 (en) 2017-11-06 2018-11-06 Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform
EP19716792.7A EP3769494A1 (en) 2018-03-20 2019-03-20 Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform
US16/981,879 US20210014733A1 (en) 2018-03-20 2019-03-20 A method for charging offload traffic
PCT/EP2019/057006 WO2019180102A1 (en) 2018-03-20 2019-03-20 Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT202018000002192U IT201800002192U1 (it) 2018-03-20 2018-03-20 SGW-LBO solution for the MEC platform

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201800002192U1 true IT201800002192U1 (it) 2019-09-20

Family

ID=67988284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT202018000002192U IT201800002192U1 (it) 2017-11-06 2018-03-20 SGW-LBO solution for the MEC platform

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210014733A1 (it)
EP (1) EP3769494A1 (it)
IT (1) IT201800002192U1 (it)
WO (1) WO2019180102A1 (it)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113507733B (zh) * 2021-06-18 2023-10-24 新华三技术有限公司 一种基于mec的用户切换方法、服务器和存储介质

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110971432B (zh) * 2018-09-29 2021-05-18 华为技术有限公司 一种数据传输方法以及相关装置
US11210142B2 (en) * 2018-12-28 2021-12-28 Intel Corporation Technologies for multi-tenant automatic local breakout switching and data plane dynamic load balancing
US11258635B2 (en) 2018-12-28 2022-02-22 Alibaba Group Holding Limited Overlay network routing using a programmable switch
US11818576B2 (en) * 2019-10-03 2023-11-14 Verizon Patent And Licensing Inc. Systems and methods for low latency cloud computing for mobile applications
CN112738743A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 中国移动通信有限公司研究院 业务服务、实时计费方法、装置、边缘服务器及计费系统
US10951575B1 (en) 2019-11-13 2021-03-16 Sprint Communications Company L.P. Domain name system (DNS) translations for co-located Gateway User Planes in wireless communication networks
US11146528B2 (en) * 2019-11-13 2021-10-12 Sprint Communications Company L.P. Wireless communication service delivery over co-located gateway user planes
JP7306480B2 (ja) * 2019-12-03 2023-07-11 日本電信電話株式会社 制御装置、制御方法、及びプログラム
US11071051B1 (en) * 2020-03-12 2021-07-20 Verizon Patent And Licensing, Inc. Systems and methods for SCEF-assisted MEC traffic breakout
US11340956B2 (en) 2020-09-11 2022-05-24 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for dynamic prediction and optimization of edge server scheduling
CN112491957B (zh) * 2020-10-27 2021-10-08 西安交通大学 一种边缘网络环境下的分布式计算卸载方法及系统
CN114630342B (zh) * 2020-12-10 2023-08-08 中盈优创资讯科技有限公司 一种通过upf探测mec状态的方法及装置
WO2022203553A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Using user equipment to gather local break out network resource usage information for communication sessions
US11950128B2 (en) 2021-09-30 2024-04-02 Cisco Technology, Inc. Edge offloading in a mobile network having a converged core architecture
US11962564B2 (en) * 2022-02-15 2024-04-16 VMware LLC Anycast address for network address translation at edge

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016130058A1 (en) * 2015-02-11 2016-08-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A node and method for processing copied uplink or downlink local service cloud traffic
US20170163727A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 University Of Surrey A network element system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113507733B (zh) * 2021-06-18 2023-10-24 新华三技术有限公司 一种基于mec的用户切换方法、服务器和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019180102A1 (en) 2019-09-26
US20210014733A1 (en) 2021-01-14
EP3769494A1 (en) 2021-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201800002192U1 (it) SGW-LBO solution for the MEC platform
US20210176327A1 (en) Policy-driven local offload of selected user data traffic at a mobile edge computing platform
CN108886825B (zh) 分布式软件定义无线分组核心系统
US10110433B2 (en) System and method for exchanging information in a mobile wireless network environment
EP2932745B1 (en) Method and system for hub breakout roaming
US8750825B2 (en) Methods, systems, and computer readable media for inter-carrier roaming cost containment
US9973989B2 (en) Co-location of application service platform with access node and local gateway
CN108737157B (zh) 网关系统、设备和通信方法
CN102905390B (zh) 会话关联方法、装置和系统
CN101494538B (zh) 一种数据传输控制方法及通讯系统以及加密控制网元
EP2521385B1 (en) Policy and charging control method, gateway and mobile terminal thereof
CN103220650B (zh) 一种WiFi终端访问不同业务域的方法和装置
EP2625827B1 (en) Uplink traffic separation in an edge node of a communication network
CN107105457A (zh) 一种实现接入点带宽限制的方法和装置
CN101442428A (zh) 一种端到端QoS的申请方法、系统和设备
TWI659660B (zh) 用於在異質無線通訊系統中的重新路由封包之收費
CN101374100B (zh) 一种WiMAX业务数据流报文的分类方法、装置及系统
CA2751197A1 (en) A multiple access system
US9877258B2 (en) Method and device for transferring data traffic
KR20200073983A (ko) 유무선 통합 네트워크 패킷 중개 장치 및 그 패킷 타임 스탬프 부여 방법
CN101771605B (zh) 基于轻量级双栈的业务流管理方法、装置及系统
KR101769344B1 (ko) 다중 경로 환경에서의 서비스 플로우 별 mp-gw 포트 매핑 방법 및 시스템
KR102315347B1 (ko) HSS(Home Subscriber Server) 및 HSS의 제어 방법
KR102216546B1 (ko) 어플리케이션별 사설망 서비스 제공 방법 및 이를 구현한 통신망 시스템, 그리고 단말에서의 트래픽 전송 방법
KR101568222B1 (ko) 패킷 데이터 서비스 제공 방법 및 그 장치