2. 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 경우dedicated 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

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

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 MME에 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).