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LTE Identification III: EPS 베어러 식별자
LTE Identification III: EPS Bearer Identifier
By Netmanias (tech@netmanias.com)
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LTE Identification에 대한 세 번째 문서로 사용자 트래픽 전달과 관련된 Session ID들을 기술하였다. Session ID들로 EPS 베어러 ID, E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) ID, DRB(Data Radio Bearer) ID, LBI(Linked EPS Bearer Identity) 및 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)를 다루었다. 마지막으로 Session ID들의 특성을 정리하고 전체 LTE 식별자에 대한 설명과 포맷을 요약표로 정리하였다.

 

 

 

 

목차

1. 들어가는 글

2. Session 식별

3. LTE Identifier 요약

4. 마치는 글

 

 

1. 들어가는 글

 

앞서 LTE Identification I[1]과 LTE Identification II[2]에서 LTE Identification 중 UE ID, ME ID, 망 장비 식별자(NE ID), 단말 위치 식별자(Location ID) 및 PDN 식별자(PDN ID)를 살펴보았다. LTE Identification마지막 문서로 본 문서는 세션(Session) ID를 설명한다. 어플리케이션 엔터티를 포함하는 E2E 세션은 본 문서 범위 밖으로 본 문서에서는 EPS 세션만을 대상으로 한다. 표 1에서 본 문서에서 다루는 식별자들을 회색으로 표시하였고, EPS 관련 식별자들에 대한 개요를 그림 1에 나타내었다.

 

표 1. LTE Identification 분류[1]

 

그림 1. Session 식별자 개요

 

[1]과 [2]에서 살펴본 다른 LTE 식별자와 달리 세션 식별자는 UE 안에서 식별되는 식별자이다. UE가 PDN에 연결될 때 생성되는 PDN 연결은 다른 이름으로 EPS 세션이라고 한다. EPS 세션은 하나 이상의 EPS 베어러를 가지며 PCRF로부터 서비스 품질(QoS) 정책을 적용받아 EPS 베어러에 이를 적용한다. 하나의 PDN에 대하여 EPS 세션이 갖는 최소한의 기본 베어러를 default EPS 베어러라 한다. PCRF를 포함하는 세션 관리 및 동작은 다른 문서에서 다루고, 본 문서의 대상이 되는 세션 식별자로는 EPS 베어러 설정과 관련된 식별자들을 대상으로 한다.

 

EPS 베어러는 EPS 세션 중 UE 에서 P-GW까지의 트래픽 구간으로 그림 1에서와 같이 세 구간으로 구성되고 사용자 트래픽은 각 구간에서 구간별 베어러를 통하여 전달된다.

 

• [UE] - [eNB]: 데이터 무선 베어러(DRB: Data Radio Bearer)

   무선 구간인 LTE-Uu 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 DRB를 통하여 전송된다.

• [eNB] - [S-GW]: S1 베어러

   S1-U 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 GTP 터널을 통하여 전송된다.

• [S-GW] - [P-GW]: S5 베어러

   S5 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 GTP 터널을 통하여 전송된다.

 

EPS 베어러는 UE와 P-GW가 종단점이 되는 베어러로 <DRB - S1 베어러 - S5 베어러>로 구성되고, E-RAB은 UE와 S-GW가 종단점이 되는 베어러로 <DRB - S1 베어러>로 구성된다. 사용자가 LTE 네트워크에 초기 접속할 때 default EPS 베어러가 설정된 후에 추가로 EPS 베어러가 설정될 경우 이를 dedicated EPS 베어러라 부르고 dedicated EPS 베어러들은 LBI(Linked EPS Bearer Identity)에 의해 default EPS 베어러와 결합되어있다. 다음 장에서는 이들 식별자들을 상세히 정의한다.

 

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전광현 2012-06-13 14:10:50
안녕하세요 LTE를 공부하는 사람입니다. 다름이 아니오라 LTE를 이용하여 FTP 통신을 하는 도중, window 사이즈와 MTU 사이즈에 따른 속도 차이에 대하여 궁금증이 생겨 문의 드립니다. 단말을 통하여 FTP에서 자료를 업 / 다운 로드시 TCP / IP 헤더는 packet 에 쌓여 P-GW 이후에 인터넷 망과 연결되어 TCP / IP 헤더를 보고 판단할 것이라 생각되어 속도에 영향이 없을 것이라 판단되는데 실제 Window 및 MTU 사이즈 변경에 따라 속도 차이가 나는 이유는 무엇인가요?
넷매니아즈 2012-06-13 15:10:38
안녕하세요?

이게 LTE와 관련된 이슈인지는 잘 모르겠습니다 (시험을 해 본 적이 없어서요).
잘 아시겠지만, TCP 성능(bps)은 아래와 같이 계산이 됩니다.

TCP Throughput (bps) = Window Size / RTT

즉, 액세스망의 타입(LTE, 3G, 유선)과 상관 없이 Sender와 Receiver간에 Window Size가 크고, RTT(이건 액세스 망이 얼마나 빠르냐에 따라 달라지겠죠)가 작을 수록 성능은 올라갑니다.

MTU의 경우... 제가 오히려 질문을 드려도 될런지요? ^^*
안드로이드 기반 LTE 단말의 MTU는 얼마인가요?

Sender에서 보내는 MTU 사이즈가 크고, 또한 이 이 패킷이 fragmentation되지 않고 Receiver까지 도달 할 수 있으면 이게 성능이 좋겠지만, 만약 Sender에서 보내는 패킷의 MTU를 망에서 받을 수 없다면 단말 혹은 망 어딘가에서 fragmentation이 발생하고, Receiver가 reassembly를 해야 겠는데요. 이 작업이 성능에 영향을 주는지는 잘 모르겠습니다.
지나가다.. 2013-01-14 22:01:26
* MTU size는 말씀하신 fragmentation 이슈에 의해 T-put에 영향을 많이 줍니다.
* 설명하신 내용에 첨언하자면, TCP Throughput (bps)이 액세스망의 타입 내지는 물리적으로 확보 될수 있는 bandwidth에 saturation된다는 포인트도 간과하면 안될 것 같습니다.(T-put의 curvie를 결정하기 때문에... )
guest 2013-03-06 23:00:55
안녕하세요. LTE를 공부하는 사람입니다.

좋은 자료 정말 감사드립니다. ^^*

EPS Bearer ID를 MME가 할당해서 구분하기 위해 사용한다고 나와 있는데요,
또한 attach 절차에서 보더라도 최초에는 IMSI값을 넘겨 주지만 추후에는 EPS bearer ID로만 구분하는 것으로 나오던데요..

그런데, ID가 4bits로 되어 있다면, 다른 UE들과의 차별성은 어떻게 주어 지게 되는 건가요 ?

질문이 정확히 전달이 되었는지 모르겠습니다.
Yoo 2013-03-07 00:50:08
EBI 값은 동일 UE 안에서 생기는 여러개의 Bearer들을 구분하기 위해 사용되는 값이며, 이 값이 UE 식별자는

아닙니다. Technical Document의 LTE Identification I/II/III 문서를 참고하시면 되겠네요.
kbj0608 2013-04-02 17:24:29
베어러와 세션의 차이가 무엇인가요?
넷매니아즈 2013-04-04 20:00:07
Session은 사용자 트래픽(a IP flow)을 말하고, bearer는 사용자 트래픽(IP flow)이 LTE 전달망 (UE와 P-GW 간)을 지나갈 때 사용하는 전송경로를 말합니다.
EPS 베어러는 LTE 전달망에서 session(들)을 실어나르는 파이프로 (IP 패킷을 실어나르는 파이프로),
사용자 트래픽을 바라볼 때, session은 누가 무슨 서비스를 사용하나를 바라보는 거고 bearer는 LTE 망에서 어떻게 전달되나를 바라보는 겁니다.

베어러는 사용자 트래픽을 "어디로 잘 전달해줄까?" 만 신경쓰지, "누가 어떤 서비스를 이용하지?"는 신경쓰지 않습니다.
그래서 사용자 트래픽이 베어러 상에서 전송될 때는 사용자 IP 주소가 안보이고 실어나르는 파이프인 채널(DRB)의 ID나 GTP 터널(S1 bearer, S5 bearer)의 IP 주소만 보입니다.
P-GW(or UE)에 도달하면 같은 베어러에 실려온 session들이 드디어 모습을 드러내고 session별로 처리됩니다.
(A, B, C가 서울역에서 부산역까지 KTX 타고 가는 경우, 철길은 전달망, KTX는 베어러, A, B, C는 session)


-------------------------------------------------------------------------
좀 더 자세한 내용은 QoS 기술문서(https://www.netmanias.com/bbs/view.php?id=techdocs&no=68) 와 Initial Attach 기술문서(https://www.netmanias.com/bbs/view.php?id=techdocs&no=74) 를 참고하시기 바랍니다.

사용자가 LTE 망에 접속할 때 IP 주소, bearer ID, TFT(Traffic Flow Template)를 할당받습니다.
- IP flow들은 이 IP 주소에 의해 구별되고, 베어러는 bearer ID에 의해 구별됩니다.
- 개별 IP flow는 IP packet filter (5-tuple)에 의해 구별되고, IP flow들은 서비스 별로 filtering되어 a SDF(service data flow)가 됩니다.
- SDF들이 LTE 전달망을 지나가게 되면, QoS 특성이 같은 SDF들은 aggregation되어 같은 bearer에 의해 전달됩니다.
- SDF들을 a bearer로 mapping 시킬 때는 TFT가 사용됩니다.


감사합니다.
navjot salaria 2013-04-24 20:32:23
please update the English version of all documents also.
넷매니아즈 2013-04-26 23:41:01
Simplified english vesions (ppt files) have been being uploaded, but it has suspended as we are trying to prepare for complete translations.
It will take time, but please wait some more..
Thank you.
진용식 2013-11-06 20:37:00
안녕하세요. 여러가지고 도움을 많이 받고 있습니다. 감사드립니다.
EBI가 UE별로 11개까지 할당 받을 수 있고, UE에서 Bearer를 구분하는 ID로 사용된다고 보았습니다.
질문은 다음과 같습니다.
1) APN별로 default Bearer가 할당 되는 걸로 알고 있습니다. 여기서 할당 받는 EBI는 UE를 기준으로 유니크한 값인가요 ?
즉, lte apn으로 session이 open될때 EBI=5로 할당 받고
ims apn으로 session 이 open될때 EBI=6으로 할당 받는다.
여기서 ims EBI는 5로 할당 받을 수 없는 지요 ?
2) dedicated Bearer의 EBI는 APN과는 상관 없이 UE에서의 11개에 종속 되는 건가요 ?
즉, lte apn EBI=5에서의 dedecated bearer EBI=6,
ims apn EBI=7에서의 dedecated bearer EBI=6 이렇게 할당 받을 수 있나요 ?

3GPPTS23.401 자료를 보면 UE에서의 PDN별로 11개를 가질수 있다고 본거 같은데 정확히 알고 싶어서 질문을 드립니다. ^^;;

감사합니다.
Yoo 2013-11-06 21:04:45
진용식님 질문글에 답변 드립니다.

1) EBI는 UE를 기준으로 다수의 Bearer를 구분하는 유니크한 값이 맞으며, 초기에 단말에서 요청하는 APN의
종류에 따라서 EBI 값을 순차적으로 할당합니다. 예를들면, 단말 전원 ON 후에 단말이 처음에 요청하는 Deafult
Bearer의 APN이 internet이면, internet APN을 EBI 5로 할당하고, 이후에 요청하는 APN이 ims이면, ims APN이
EBI 6으로 할당됩니다. 일반적으로 internet 보다 ims 가 중요하므로 단말은 전원ON 되면 제일 처음으로
ims APN 으로 Default Bearer 생성을 요청하며, 해당 베어러에 EBI 5를 할당하여 사용합니다.

2) 단말에서 생성할수 있는 베어러의 수는 Default Bearer와 Dedicated Bearer 별개로 동작하는게 아니라 두개
모두 합쳐서 11개 입니다. 즉 ims, internet 용으로 Default Bearer가 두개 생성되어 있다면 이론상 9개의 베어러가
더 생길수 있습니다. 물론 각 베어러별 EBI 값은 모두 다른값이 할당됩니다.
그런데 현재 실제로는 11개까지 모두 생성할수 있는 eNB가 없는걸로 알고 있습니다.
장비 벤더사에 따라 좀 틀린데 eNB 장비에서 성능이슈 때문에 UE별로 실제로 생성 가능한 베어러의 개수는
11개보다 훨씬 못미칩니다.
guest 2013-11-07 10:16:28
정말 빠른 답변 감사드립니다. ^^;

실제로 터널을 보면, GTP-C로 연결되는 Tunnel이 있고 GTP-U로 연결되는 Tunnel이 있는데요.
EBI는 GTP-U에만 할당이 되던데.. 이는 UE 의 bearer 때문인 것으로 생각 됩니다.
그렇다면 GTP-C는 특별히 제한이 없다고 봐도 될까요 ? 일반적으로는 default EPS Bearer가 생성시 제어를위한 tunnel로 사용될것으로 보입니다만..

GTP-C에서 modify/ bearer create등으로 dedicated bearer가 관리 될것으로 보이는데요, multiple APN 지원 망에서 여러개의 default EPS sessoin이 생성 되었을때 즉 여러개의 GTP-C 가 열렸을때 종속성이 있다고 봐야 하겠지요 ?

답변에 감사드립니다. ^^;;
재영 2013-11-07 11:14:39
guest 님의 요지를 정확히 이해 못했습니다만,
GTP-U 는 User plane protocol 이고, GTP-C 는 Control plane 입니다.
PDN Connection 당 GTP-C TEID 는 하나만 생성되며, tunnel, path, mobility, mbms management 역할을 수행합니다. (이는 해당 PDN connection 이 모두 release 되었을 때 삭제됩니다.)
GTP-U는 말씀하신대로 user data packet 을 나르거나 signaling 을 전송하는 역할도 합니다.
(bearer 와 관련있다고 말할 수 있겠네요.)
이지훈 2013-11-07 12:11:46
와~ 여기에 질문/답변하는 분들은 정말 내공이 대단하시군요!
재영님 마지막 글을 보면 GTP-U를 통해 signalling도 전송한다고 하셨는데요.
GTP-U: user data (사용자 패킷), GTP-C: signaling (control data)로 알고 있었는데요.
어떤 signaling 트래픽이 GTP-U를 통해 다니는건가요?
재영 2013-11-07 13:41:23
저도 이 분야에 입문한지 반년채 되지 않아 넷매니아즈를 통해 많이 배우고 있습니다.
넷매니아즈와 여기 계신분들께 너무 감사하죠,
아무튼 GTP 관련 스펙을 참고해 보시면 아시겠지만
GTP-U 를 통해 전송되는 Signaling 은 Path management(echo request/response)나 error indication, supported extension headers notification, end marker 가 있습니다. (path management 는 GTP-C 에도 있습니다.)
이지훈 2013-11-07 16:37:28
재영님, 친절한 설명 감사합니다. ^^*~
Netmanias 2014-05-08 12:03:14
E-RAB ID 할당자를 eNB에서 MME로 정정하여 문서를 수정하였습니다.

- 그림 3과 표 4: E-RAB ID 할당 주체: eNB -> MME
- 2.3절: eNB에 의해 할당되고 -> MME에 의해 할당되고

감사합니다.
김홍숙 2015-03-04 17:54:00

문서 계속 잘 보고 있습니다.  감사의 말씀을 드립니다.

오래만에 다시 보는데, 그림 3에서 S-GW가 할당하는 TEID 에서 다음 내용은

S5 TEID 할당(UL)

S1 TEID 할당(DL)

은 UL 과 DL이 바뀐듯 합니다. 아래와 같이

S5 TEID 할당(DL)

S1 TEID 할당(UL)

로 수정이 필요합니다.

 

근거: 2.6 절 설명중 아래 부분

그림 3은 S1 및 S5 GTP 터널에 TEID를 할당하는 주체를 보여준다. EPS 베어러 설정과정에서 S5 베어러 생성시 S-GW는 DL S5 TEID를 P-GW는 UL S5 TEID를 할당하고, S1 베어러 생성시 S-GW는 UL S1 TEID를 eNB는 DL S1 TEID를 할당한다

 

Thank you for visiting Netmanias! Please leave your comment if you have a question or suggestion.
Transcript
LTE identification III: EPS 베어러 식별자

목 차

I.????????들어가는 글
II.????????Session 식별
III.????????요약
IV.????????마치는 글

LTE Identification에 대한 세 번째 문서로 사용자 트래픽 전달과 관련된 Session ID들을 기술하였다. Session ID들로 EPS 베어러 ID, E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) ID, DRB(Data Radio Bearer) ID, LBI(Linked EPS Bearer Identity) 및 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)를 다루었다. 마지막으로 Session ID들의 특성을 정리하고 전체 LTE 식별자에 대한 설명과 포맷을 요약표로 정리하였다.

2011년 3월 29일
NMC Consulting Group (tech@netmanias.com)


I. 들어가는 글
앞서 LTE Identification I[1]과 LTE Identification II[2]에서 LTE Identification 중 UE ID, ME ID, 망 장비 식별자(NE ID), 단말 위치 식별자(Location ID) 및 PDN 식별자(PDN ID)를 살펴보았다. LTE Identification마지막 문서로 본 문서는 세션(Session) ID를 설명한다. 어플리케이션 엔터티를 포함하는 E2E 세션은 본 문서 범위 밖으로 본 문서에서는 EPS 세션만을 대상으로 한다. 표 1에서 본 문서에서 다루는 식별자들을 회색으로 표시하였고, EPS 관련 식별자들에 대한 개요를 그림 1에 나타내었다.

표 1. LTE Identification 분류[1]
구분????????LTE 식별자????????관련 문서
UE ID????????IMSI, GUTI, S-TMSI, IP 주소(PDN 주소), C-RNTI, UE S1AP ID, UE X2AP ID????????LTE Identification I
ME ID????????IMEI????????
NE ID????????GUMMEI, MMEI, Global eNB ID, eNB ID, ECGI, ECI, P-GW ID????????LTE Identification II
Location ID????????TAI, TAC????????
PDN ID????????APN????????
Session ID????????EPS Bearer ID, E-RAB ID, DRB ID, LBI, TEID????????LTE Identification III

그림 1. Session 식별자 개요

[1]과 [2]에서 살펴본 다른 LTE 식별자와 달리 세션 식별자는 UE 안에서 식별되는 식별자이다. UE가 PDN에 연결될 때 생성되는 PDN 연결은 다른 이름으로 EPS 세션이라고 한다. EPS 세션은 하나 이상의 EPS 베어러를 가지며 PCRF로부터 서비스 품질(QoS) 정책을 적용받아 EPS 베어러에 이를 적용한다. 하나의 PDN에 대하여 EPS 세션이 갖는 최소한의 기본 베어러를 default EPS 베어러라 한다. PCRF를 포함하는 세션 관리 및 동작은 다른 문서에서 다루고, 본 문서의 대상이 되는 세션 식별자로는 EPS 베어러 설정과 관련된 식별자들을 대상으로 한다.

EPS 베어러는 EPS 세션 중 UE 에서 P-GW까지의 트래픽 구간으로 그림 1에서와 같이 세 구간으로 구성되고 사용자 트래픽은 각 구간에서 구간별 베어러를 통하여 전달된다.

?
?????????[UE] - [eNB]: 데이터 무선 베어러(DRB: Data Radio Bearer)
무선 구간인 LTE-Uu 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 DRB를 통하여 전송된다.

?????????[eNB] - [S-GW]: S1 베어러
S1-U 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 GTP 터널을 통하여 전송된다.

?????????[S-GW] - [P-GW]: S5 베어러
S5 인터페이스 구간으로 사용자 IP 트래픽은 GTP 터널을 통하여 전송된다.

EPS 베어러는 UE와 P-GW가 종단점이 되는 베어러로 <DRB - S1 베어러 - S5 베어러>로 구성되고, E-RAB은 UE와 S-GW가 종단점이 되는 베어러로 <DRB - S1 베어러>로 구성된다. 사용자가 LTE 네트워크에 초기 접속할 때 default EPS 베어러가 설정된 후에 추가로 EPS 베어러가 설정될 경우 이를 dedicated EPS 베어러라 부르고 dedicated EPS 베어러들은 LBI(Linked EPS Bearer Identity)에 의해 default EPS 베어러와 결합되어있다. 다음 장에서는 이들 식별자들을 상세히 정의한다.

II. Session 식별
2.1 EPS 베어러
EPS 베어러 관련 식별자들을 기술하기에 앞서 EPS 베어러 구성 및 동작을 간단히 기술하도록 한다. 그림 2는 EPS 베어러 종류를 보여준다. EPS 베어러는 default EPS 베어러와 dedicated EPS 베어러 두 종류가 있으며 PDN 당 하나의 default EPS 베어러와 여러 개의 dedicated EPS 베어러를 가질 수 있다.

그림 2. EPS 베어러 종류

LTE 네트워크는 All-IP 망으로 사용자에게 always-on 연결을 제공한다. 즉, 사용자는 망에 최초로 접속할 때 IP 주소를 할당 받아 PDN에 접속하고 EPS 구간에 default EPS 베어러가 설정되어 망 접속을 종료할 때까지 IP 연결을 유지한다. 사용자가 전송할 트래픽이 없더라도 Default EPS 베어러는 항상 유지되어 사용자 트래픽이 발생하면 언제든 전송할 수 있도록 해준다.

사용자가 서비스를 이용함에 따라 default EPS 베어러만으로 QoS를 제공받기 불충분한 경우 추가로 EPS 베어러를 생성할 수 있다(LTE QoS 문서 참조). 추가로 생성되는 EPS 베어러를 dedicated EPS 베어러라 하고 사용자나 망은 필요에 따라 여러 개의 dedicated EPS 베어러를 생성할 수 있다. 사용자 트래픽이 없는 경우 dedicated EPS 베어러는 없어질 수 있지만 default EPS 베어러는 UE가 망 접속을 종료하지 않는 한 없어지지 않고 사용자를 망에 연결시켜 준다. 이 경우 default EPS 베어러를 구성하는 모든 구간의 베어러가 활성화되어 있는 것이 아니라 PDN과 직접 연결되어 있는 S5 베어러는 유지되고 무선망 자원과 연관이 있는 E-RAB 구간 즉 DRB와 S1 베어러는 해제된다. 새로운 트래픽이 발생하면 E-RAB이 재설정되어 사용자 트래픽을 전달한다.
사용자가 발생하는 또는 사용자로 향하는 IP 트래픽은 EPS 구간에서 QoS 특성에 따라 EPS 베어러를 통해 전달된다. 상향 IP 트래픽은 UE에서 하향 IP 트래픽은 P-GW에서 IP 트래픽 흐름이 EPS 베어러로 맵핑된다.

2.2 EPS 망에서 사용자 트래픽 전달 경로를 나타내는 ID: EPS 베어러 ID
EPS 베어러는 EPS 전달망에서 사용자 트래픽을 전달하기 위해 UE와 P-GW 간에 설정되는 가상 연결이고 4-bit EPS 베어러 ID에 의해 식별된다. 표 2는 EPS 베어러 ID 할당 범위를 나타낸다. UE당 설정 가능한 EPS 베어러 수는 최대 11개로 할당 가능한 EPS 베어러 ID 값은 5 ~ 15이다.

표 2. EPS 베어러 ID 할당 범위
EPS Bearer ID Value????????할당 여부
0????????No Assigned
1 ~ 4????????Reserved
5 ~ 15????????할당 가능한 값

그림 3은 EPS 베어러 관련 식별자들을 할당하는 주체를 나타낸다. EPS 베어러 ID는 default EPS 베어러와 dedicated EPS 베어러 모두 MME가 할당한다. 사용자가 LTE 망에 초기 접속시 MME는 HSS로부터 default EPS 베어러를 설정하기 위한 QoS 프로파일을 수신하여 이를 기반으로 default EPS 베어러를 설정한다. Default EPS 베어러 설정은 MME가 EPS 베어러 ID를 할당함으로써 시작된다.

그림 3. 베어러 ID 할당 주체

EPS 베어러 ID는 UE 와 P-GW가 종단점으로, 상향 사용자 트래픽은 UE에서 하향 사용자 트래픽은 P-GW에서 어느 베어러를 통해 전송될지 필터링되어 해당 EPS 베어러를 통해 전달된다(트래픽 flow filtering은 LTE QoS 문서 참조). 그림 2를 보면 하향 사용자 트래픽의 예가 나타나있다. 사용자 트래픽은 IP flow 1 ~ IP flow 5로 구성되고 PDN을 통해 P-GW로 전달되어 오면 P-GW는 트래픽 flow filtering을 통해 각 IP flow가 어느 EPS 베어러로 전달되어야 하는지 정하고 해당 EPS 베어러로 전달한다. 하향 EPS 베어러 트래픽은 S5 베어러, S1 베어러, DRB를 거쳐 UE에 도착한 후 IP flow 단위로 상위 계층으로 전달된다. 이를 위해 각 엔터티에서는 표 3과 같이 구간별 베어러 ID들을 맵핑시켜주어야 한다. 그림 4는 이를 도식화하여 나타내었다.

????????표 3.??EPS 베어러를 구성하는 베어러 ID 간 맵핑
노드????????상향????????하향
UE????????UL IP flows?????????????????DRB ID????????????????????????
eNB????????DRB ID?????????????????S1 베어러 ID
(UL S1 TEID)????????S1 Bearer ID
(DL S1 TEID)?????????
????????DRB ID
S-GW????????S1 Bearer ID
(UL S1 TEID)?????????
????????S5 베어러 ID
(UL S5 TEID)????????S5 Bearer ID
(DL S5 TEID)?????????
????????S1 Bearer ID
(DL S1 TEID)
P-GW????????????????????????????????DL IP flows
?????????????????S5 Bearer ID
(DL S5 TEID)

그림 4. 베어러 ID 간 맵핑

2.3 UE와 EPC 간에 EPS 베어러를 식별하기 위한 ID: E-RAB ID
그림 1, 그림 3 및 그림 4에서 볼 수 있듯이 E-RAB은 EPS 베어러 중 UE와 S-GW 간에 설정되는 베어러로 4-bit E-RAB ID에 의해 식별된다. E-RAB ID는 EPS 베어러 생성시에 eNB에 의해 할당되고 EPS 베어러 ID와 일대일로 맵핑된다. 일반적으로 EPS 베어러 ID와 같은 값을 할당한다. EPS 베어러 설정과정에서 MME가 eNB에게 E-RAB 설정을 요청하면 eNB는 S-GW와는 S1 베어러를 UE와는 DRB를 생성한다.

Default EPS 베어러는 사용자에게 항상 망 연결을 제공하는데 사용자 트래픽이 없는 휴지 기간(idle state)에는 E-RAB은 해제되고 S5 베어러만 연결을 유지한다. 사용자 트래픽이 발생하면 E-RAB이 재설정되어 UE와 P-GW 간에 트래픽을 전달한다.

?
2.4 무선 구간에서 EPS 베어러를 식별하기 위한 ID: DRB ID
그림 1, 그림 3 및 그림 4에서 볼 수 있듯이 데이터 무선 베어러(DRB)는 UE와 eNB 간 무선 구간에서 설정되는 베어러로 4-bit DRB ID에 의해 식별된다. DRB ID는 EPS 베어러 생성시에 eNB에 의해 할당되고 EPS 베어러 ID와 일대일로 맵핑된다. EPS 베어러 설정과정에서 MME가 eNB에게 E-RAB 설정을 요청하면 eNB는 DRB ID를 할당하고 요청받은 QoS 요구사항에 맞추어 논리 채널 구성(logical channel configuration) 파라미터를 결정하여 UE와 통신할 DRB를 설정한다.

2.5 Default EPS 베어러와 Dedicated EPS 베어러 간 연결을 위한 ID: LBI
그림 2에서 살펴본 것처럼 EPS 세션은 여러 개의 EPS 베어러를 가질 수 있다. Default EPS 베어러는 EPS 세션이 생성될 때 같이 만들어지고(activation) EPS 세션이 종료될 때 삭제되는(deactivation) 반면 dedicated EPS 베어러는 EPS 세션 생성 후 어느 때든 생성 및 삭제가 가능하다. 이들은 동일 사용자에 속한 베어러들이므로 서로 동일 사용자에 속했음을 나타내는 식별자가 필요한데, 이를 LBI라고 하고 default EPS 베어러 ID가 LBI로 사용된다.
Default EPS 베어러가 생성될 때 MME는 베어러 ID를 할당하고 이를 LBI로 할당한다. 추후 dedicated EPS 베어러들이 생성될 때 MME는 베어러 ID와 함께 LBI를 할당하여 default EPS 베어러가 누구인지 알려준다.

2.6 GTP 터널을 식별하기 위한 ID: 터널 종단점 식별자 (TEID)
S1 베어러와 S5 베어러는 EPS 베어러 중 <eNB - S-GW>와 <S-GW - P-GW> 간에 설정되는 베어러로 GTP 터널로 구성된다. GTP 터널은 상향 및 하향 터널 종단점 식별자(TEID: Tunnel Endpoint Identifier)에 의해 식별되고 TEID 값은 32-bit integer로 표현된다. 그림 3은 S1 및 S5 GTP 터널에 TEID를 할당하는 주체를 보여준다. EPS 베어러 설정과정에서 S5 베어러 생성시 S-GW는 DL S5 TEID를 P-GW는 UL S5 TEID를 할당하고, S1 베어러 생성시 S-GW는 UL S1 TEID를 eNB는 DL S1 TEID를 할당한다(GTP 터널을 통한 사용자 트래픽 흐름 동작은 [3]을 참조).

III. 요약
표 1에 분류한 LTE 식별자들 중 EPS 베어러 식별과 관련된 식별자들을 살펴보았다. 표 4에 이들 식별자의 특성을 식별 범위, 할당 주체 및 속성으로 분류하여 정리하였다. 표 5에서는 LTE Identification I/II/III 문서에서 기술된 모든 LTE 식별자들의 용도와 포맷을 정리하였다.

표 4. LTE 식별: EPS 베어러
구분????????LTE 식별자????????식별 범위????????할당 주체????????속성(고정/임시)
Session ID????????EPS Bearer ID????????UE????????MME????????임시값
????????E-RAB ID????????UE????????eNB????????임시값
????????DRB ID????????UE????????eNB????????임시값
????????LBI????????UE????????MME????????임시값
????????TEID????????S5 TEID: S-GW, P-GW
S1 TEID: eNB, S-GW????????S5 TEID: S-GW, P-GW
S1 TEID: eNB, S-GW????????임시값

표 5. LTE 식별 정리: 전체
Category????????Identifier????????Description????????Format
UE ID????????PLMN ID????????Unique identification of PLMN????????MCC + MNC(최대 6 digits)
????????IMSI?????????????????Unique identification of mobile (LTE) subscriber
?????????Network (MME) gets the PLMN of the subscriber????????PLMN ID + MSIN = MCC + MNC + MSIN (최대 15 digits)
????????GUTI????????To identify a UE between the UE and the MME on behalf of IMSI for security reason????????GUMMEI + M-TMSI (최대 80 bits)
????????S-TMSI????????To locally identify a UE in short within a MME group????????MMEC + M-TMSI (40 bits)
????????IP Address(PDN Address)????????To identify an UE uniquely when the UE uses IP services????????Network ID + Host ID (32 bits)
????????C-RNTI????????To identify a UE uniquely in a cell (on PDCCH (Physical Downlink Control Channel))????????0x0001 ~ 0xFFF3 (16 bits)
????????eNB UE S1AP ID????????To uniquely identify UE on S1- MME Interface in eNB????????32-bit Integer (0 .. 232 - 1)
????????MME UE S1AP ID????????To uniquely identify UE on S1- MME Interface in MME????????32-bit Integer (0 .. 232 - 1)
????????Old eNB UE X2AP ID????????To uniquely identify UE on X2 Interface in source eNB????????32-bit Integer (0 .. 232 - 1)
????????New eNB UE X2AP ID????????To uniquely identify UE on X2 Interface in target eNB????????32-bit Integer (0 .. 232 - 1)
ME ID????????IMEI????????To identify a ME (Mobile Equipment) uniquely?????????????????IMEI: TAC + SNR + CD (15 digits)
?????????IMEI/SV = TAC + SNR + SVN (16 digits)
NE ID????????GUMMEI?????????????????To identify a MME uniquely in global
?????????GUTI contains GUMMEI????????PLMN ID+ MMEI (최대 48 bits)
????????MMEI????????To identify a MME uniquely within a PLMN????????MMEGI + MMEC (24 bits)
????????Global eNB ID????????To identify an eNB uniquely in global????????PLMN I D+ eNB ID(최대 44 bits)
????????eNB ID????????To identify an eNB uniquely within a PLMN????????20 bits
????????ECGI?????????????????To identify a Cell uniquely in global
?????????EPC can know UE location based of ECGI????????PLMN I D+ ECI (최대 52 bits)
????????ECI????????To identify a Cell uniquely within a PLMN????????eNB ID + Cell ID (28 Bits)
????????P-GW ID?????????????????To identify a specific PDN GW (P-GW)
?????????HSS assigns P-GW for PDN (IP network) connection of each UE????????IP address (4 bytes) or FQDN (variable length)
Location ID????????TAI????????To indicate eNB to which Tracking Area the eNB belongs (per Cell) uniquely in global????????PLMN ID + TAC (최대 32 bits)
????????TAC????????To indicate eNB to which Tracking Area the eNB belongs (per Cell) uniquely within a PLMN????????16 bits
????????TAI List????????UE can move into the cells included in TAL list without location update (TA update)????????{TAI1, TAI2, …} (variable length)
PDN ID????????APN?????????????????To identify an PDN (IP network), that mobile data user wants to communicate with
?????????PDN Identity (APN) is used to determine the P-GW and point of interconnection with a PDN????????APN.NI + APN.OI (variable length)
Session ID????????EPS Bearer ID????????To identify an EPS bearer (Default or Dedicated) per an UE????????4 bits
????????E-RAB ID????????To identify an E-RAB per an UE????????4 bits
????????DRB ID????????To identify a DRB per an UE????????4 bits
????????LBI????????To identify the default bearer associated with a dedicated??EPS bearer????????4 bits
????????TEID????????To identify the end point of a GTP tunnel when the tunnel is established????????32 bits

IV. 마치는 글
LTE Identification 편에서는 총 세번에 걸쳐 표 1에서 기술한 LTE 식별자들을 살펴보았다. 식별자가 어떻게쓰이는지에 대한 이해를 돕기 위하여 LTE 네트워크 구조[3]를 기반으로 관련 기능들을 같이 간단히 기술하였다. 이제까지 기술한 LTE 네트워크 구조와 LTE Identification 문서를 기반으로 앞으로 본격적으로 LTE 기술을 주제별로 진행해 나가도록 한다.

참고문헌
[1]????????넷매니아즈 기술문서, “LTE Identification I”, January 2011, https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5156
[2]????????넷매니아즈 기술문서, “LTE Identification II”, February 2011, https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5161
[3]????????넷매니아즈 기술문서, “LTE 네트워크 구조”, September 2010, https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5138
[4]????????NMC 컨설팅 내부 리포트, “E2E LTE Network Design”, August 2010.
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