4. LTE 네트워크 상의 트래픽 흐름
 

그림 4는 LTE 네트워크 참조 모델의 사용자 평면에서 인터넷 트래픽 흐름을 나타낸다. (a)는 UE로부터 인터넷으로의 트래픽 흐름을 (b)는 인터넷에서 UE로의 트래픽 흐름을 나타낸다. IP 패킷은 S1-U 및 S5 인터페이스 상에서 각각 GTP 터널을 통하여 전송된다. 이들 GTP 터널은 UE가 LTE 망에 초기 접속시 제어 시그널링을 통해 EPS 베어러 별로 설정된다.

하나의 S1-U 및 S5 인터페이스 상에는 여러 EPS 베어러가 설정되므로 이들을 구별하기 위하여 각 GTP 터널 설정시 상향 및 하향으로 터널 종단점 식별자(TEID)가 할당된다. S1-U 인터페이스에서 GTP 터널이 설정될 때는 상향으로 S-GW에 종단점을 갖는 TEID(그림 4(a) UL S1-TEID)가 할당되고 하향으로 eNB에 종단점을 갖는 TEID(그림 4(b) DL S1-TEID)가 할당된다. 마찬가지로 S5 인터페이스에서 GTP 터널이 설정될 때는 상향으로 P-GW에 종단점을 갖는 TEID(그림 4(a) UL S5-TEID)와 하향으로 S-GW에 종단점을 갖는 TEID(그림 4(b) DL S5-TEID)가 할당된다.

그림 4. LTE 네트워크 상의 트래픽 흐름

사용자 IP 패킷이 S1-U와 S5 인터페이스 상에서 GTP 터널을 통해 전송될 때 eNB, S-GW 및 P-GW는 GTP 패킷 헤더에 GTP 터널 생성시 할당 받은 TEID를 삽입하여 전송한다. S-GW는 상향에서 S1-GTP 터널을 종단하고 사용자 IP 패킷을 S5-GTP 터널로 전송하기 위하여 UL S1-TEID와 UL S5-TEID 간 맵핑 정보를 갖고 있어야 한다. 마찬가지로 하향에서는 DL S5-TEID와 DL S1-TEID 간 맵핑 정보를 갖고 있어야 한다. 그림 4에서 각 엔터티가 상향 및 하향 인터넷 트래픽 흐름을 처리하는 과정을 다음과 같다.

a) 상향 트래픽 흐름 (UE에서 인터넷으로)

① UE는 발생한 IP 패킷을 LTE-Uu를 통하여 eNB로 전송한다.
② eNB는 S-GW IP 주소를 목적지 주소로 하고 eNB IP 주소를 소스 주소로 하고 UL S1-TEID를 TEID로 하여 S1 GTP 헤더를 구성한 후 수신한 사용자 IP 패킷에 추가하여 S1 GTP 터널을 통하여 S-GW로 전송한다.
③ S-GW는 S1 GTP 터널을 통하여 사용자 IP 패킷을 수신한 후 P-GW IP 주소를 목적지 주소로 하고 S-GW IP 주소를 소스 주소로 하고 UL S5-TEID를 TEID로 하여 S5 GTP 헤더를 구성한다. 이를 사용자 IP 패킷에 추가하여 S5 GTP 터널을 통하여 P-GW로 전송한다.
④ P-GW는 S5 GTP 헤더를 제거한 후 사용자 IP 패킷을 얻고 IP 라우팅을 통하여 인터넷으로 전송한다.

b) 하향 트래픽 흐름 (인터넷에서 UE로)

① P-GW는 인터넷으로부터 UE로 향하는 IP 패킷을 수신한다.
② P-GW는 S-GW IP 주소를 목적지 주소로 하고 P-GW IP 주소를 소스 주소로 하고 DL S5-TEID를 TEID로 하여 S5 GTP 헤더를 구성한 후 사용자 IP 패킷에 추가하여 S5 GTP 터널을 통하여 S-GW로 전송한다.
③ S-GW는 S5 GTP 터널을 통하여 IP 패킷을 수신한 후 eNB IP 주소를 목적지 주소로 하고 S-GW IP 주소를 소스 주소로 하고 DL S1-TEID를 TEID로 하여 S1 GTP 헤더를 구성한다. 이를 IP 패킷에 추가하여 S1 GTP 터널을 통하여 eNB로 전송한다.
④ eNB는 S1 GTP 헤더를 제거한 후 IP 패킷을 얻고 무선링크 상의 베어러인 데이터 무선 베어러(DRB)를 통하여 UE에게 전송한다(데이터 무선 베어러는 EPS 베어러 기술문서 참조).