ポリシーコントロール

[アーティクル]
01/30/2024

Azure Private 5G Core では、トラフィックを柔軟に処理できます。パケットコアインスタンスがトラフィックにサービス品質 (QoS) 特性を適用する方法をカスタマイズできます。また、特定のフローをブロックまたは制限することもできます。

5G サービス品質 (QoS) と QoS フロー

5G ネットワークにおいて、パケットコアインスタンスは、UE とデータネットワークの間でユーザープレーントラフィックを転送するために使用されるプロトコルデータユニット (PDU) セッションを確立するための主要なコンポーネントです。各 PDU セッション内には、1 つ以上の "サービスデータフロー (SDF)" があります。各 SDF は、特定サービスに使用される UE トラフィックの単一の IP フローまたは一連の集約された IP フローです。

各 SDF では、優先順位付けや帯域幅制限など、さまざまな QoS 特性のセットが必要になる場合があります。たとえば、産業オートメーションに使用されるトラフィックを転送する SDF は、インターネット閲覧に使用される SDF とは異なる方法で処理する必要があります。

正しい QoS 特性が適用されるようにするために、各 SDF は QoS フロー にバインドされます。各 QoS フローには、固有の QoS プロファイル があります。これにより、QoS フローにバインドされた SDF に適用する必要がある QoS 特性が識別されます。 QoS 要件が同じ複数の SDF を、同じ QoS フローにバインドできます。

"QoS プロファイル" には、2 つの主要コンポーネントがあります。

"5G QoS Identifier (5QI)"。 5QI 値は、QoS フローに使用する必要がある一連の QoS 特性に対応します。これらの特性には、保証された最大ビットレート、優先度レベルと、待機時間、ジッター、エラー率の制限が含まれます。 5QI はスカラー数値として指定されます。

基になるトランスポートネットワークでのパケットの優先順位付けを可能にするために、Azure Private 5G Core は、標準化された GBR 値と GBR 値以外の値に対して構成された 5QI 値に基づいて、送信パケットに対する差別化されたサービスコードポイント (DSCP) マーキングの構成を試みます。 5QI から DSCP 値へのマッピングの詳細については、「5QI から DSCP へのマッピング」を参照してください。

「3GPP TS 23.501」で、5QI 値と各 QoS 特性に関する詳細を確認できます。また、標準化された (または非動的) 5QI 値の定義も確認できます。

各 5QI 値に必要なパラメーターは、Next Generation Node B (gNB) では事前に構成されます。

Note

QoS フローの作成時に特定の QoS 特性が gNB に通知される動的割り当て 5QI を、Azure Private 5G Core はサポートしていません。

"Allocation and Retention Priority (ARP) 値"。 ARP 値では、QoS フローの重要度が定義されます。これにより、ネットワークにリソース制約がある場合に、特定の QoS フローを、その優先順位を他の QoS フローと比較することで、とどめるか優先するかが制御されます。また QoS プロファイルでは、QoS フローを別の QoS フローよりも優先させるか、または別の QoS フローを優先させるかを定義できます。

各固有 QoS フローには、固有の QoS フロー ID (QFI) が割り当てられます。これは、ネットワーク要素が SDF を QoS フローにマップするために使用されます。

4G QoS と EPS ベアラー

パケットコアインスタンスは、4G ネットワークで 5G サービス品質 (QoS) と QoS フローで説明されているものと非常によく似た役割を実行します。

4G ネットワークでは、パケットコアインスタンスは、ユーザープレーントラフィックを転送するためのパケットデータネットワーク (PDN) 接続を確立するのに役立ちます。 PDN 接続には、1 つ以上の SDF も含まれています。

SDF は、進化したパケットシステム(EPS)ベアラーにバインドされています。 EPS ベアラーには、2 つのコンポーネントで構成される QoS プロファイルも割り当てられます。

QoS クラス識別子 (QCI)。これは、5G ネットワークの 5QI に相当します。

QCI 値の詳細については、3GPP 23.203 を参照してください。標準化された各 QCI 値は、5QI 値にマップされます。
ARP 値。これは、EPS ベアラーの重要性を定義するために 5G ネットワークと同じように機能します。

各 EPS ベアラーには EPS ベアラー ID (EBI) が割り当てられ、この ID は、SDF を EPS ベアラーにマップするためにネットワーク要素によって使用されます。

Azure Private 5G Core ポリシーコントロールの構成

Azure Private 5G Core には、PDU セッションまたは PDN 接続を確立するときに、パケットコアインスタンスによって作成され、SDF にバインドされる QoS フローまたは EPS ベアラーを決定できる構成が用意されています。 2 つの主要なリソースの種類、つまり "サービス" と "SIM ポリシー" を構成できます。

サービス

"サービス" は、接続先や使用されるプロトコルなどの特定プロパティに一致する SDF に適用する一連の QoS 特性を表します。サービスを使用して、これらのプロパティに基づいて特定の SDF を制限またはブロックすることもできます。

各サービスには、以下が含まれます。

1 つ以上の "データフローポリシー規則"。これにより、サービスを適用する先の SDF が識別されます。以下を使用して各規則を構成して、その規則を適用するタイミングおよびその規則の効果を決定できます。
- 1 つ以上の "データフローテンプレート"。これにより、一致対象に基づいて SDF を識別するパケットフィルターが提供されます。 SDF の方向、プロトコル、ターゲット IP アドレス、ターゲットポートを一致対象として使用できます。ターゲット IP アドレスとポートは、接続のデータネットワークの末端にあるコンポーネントを示します。
- トラフィックコントロール設定。これにより、パケットコアインスタンスで SDF に一致するトラフィックを許可するかブロックするかが決定されます。
- 優先順位の値。これにより、パケットコアインスタンスで、重要度によってデータフローポリシー規則にランクを付けることができます。
サービスに一致する SDF に適用される一連の QoS 特性 (必要に応じて)。パケットコアインスタンスは、これらの特性を使用して、一致する SDF にバインドする QoS フローまたは EPS ベアラーを作成します。 QoS 特性を構成しなかった場合は、親 SIM ポリシーの既定の特性が使用されます。
サービスで次の QoS 設定を指定できます。
- 一致するすべての SDF の (UE から送信される) アップリンクトラフィックの最大ビットレート (MBR)。
- 一致するすべての SDF の (UE に送信される) ダウンリンクトラフィックの MBR。
- ARP 優先度の値。
- 5QI の値。これは、4G ネットワークで使用される場合は、QCI 値にマップされます。
- プリエンプション機能の設定。この設定は、このサービス用に作成された QoS フローまたは EPS ベアラーが、ARP 優先度レベルが低い別の QoS フローまたは EPS ベアラーを優先させるかどうかを決定します。
- プリエンプション脆弱性の設定。この設定は、このサービス用に作成された QoS フローまたは EPS ベアラーを、ARP 優先度レベルの高い別の QoS フローまたは EPS ベアラーによって優先させるどうかを決定します。

SIM ポリシー

"SIM ポリシー" を使用すると、ポリシーと相互運用性設定の異なるセットを定義できます。これらのセットは、それぞれ 1 つまたは複数の SIM に割り当てることができます。 SIM を使用する UE がプライベートモバイルネットワークにアクセスする前に、SIM ポリシーをその SIM に割り当てる必要があります。

各 SIM ポリシーには以下が含まれます。

最上位レベルの設定: SIM ポリシーを使用してすべての SIM に適用されます。これらの設定には、デフォルトのネットワークスライス、ダウンロードとアップロード用の UE 集計最大ビットレート (UE-AMBR) と、RAT/Frequency Priority ID (RFSP ID) が含まれます。
"ネットワークスコープ"。これは、SIM ポリシーが適用されるネットワークスライスとデータネットワークを定義します。ネットワークスコープを使用して、次の設定を決定できます。
- このデータネットワーク上の SIM に提供されるサービス (「サービス」を参照)。
- PDU セッションの既定 QoS フロー (または 4G ネットワークの PDN 接続の場合は EPS ベアラー) を形成するために使用される一連の QoS 特性。

同じデータネットワーク上の SIM の個別グループに異なる QoS ポリシー設定を提供するために、複数の SIM ポリシーを作成できます。たとえば、異なるサービスセットと共に SIM ポリシーを作成したい場合があります。

SIM ポリシーは、ネットワークにアタッチまたは再アタッチするときに UE に対して有効になります。そのため、ポリシーの変更は、既存の UE セッションでは動的に実装されません。ただし、SIM ポリシーが UE の SIM から削除された場合、Azure Private 5G Core はネットワーク開始デタッチを実行し、ネットワークから UE を切断します。

ネットワークスライス

ネットワークスライシングを使用すると、共通の共有物理ネットワークを複数の仮想ネットワークスライスにセグメント化することで、同じ Azure Private 5G Core デプロイで複数の独立した論理ネットワークをホストできます。スライスは、さまざまなポリシー、QoS 特性、優先順位、ネットワーク接続を UE に適用できるようにすることで、Azure Private 5G Core の柔軟なトラフィック処理において重要な役割を果たします。

ネットワークスライスは SIM ポリシーと静的 IP アドレスに割り当てられ、さまざまな使用例をサポートするために、さまざまな帯域幅と待機時間の要件に合わせてカスタマイズできる分離されたエンドツーエンドネットワークを提供します。 5G 拡張モバイルブロードバンド、超高信頼性低遅延通信、大規模な IoT アプリケーションの処理など、個別のスライスを作成して構成できます。

物理的または管理的に異なるデバイスに対して、個別のスライスをプロビジョニングすることが必要な場合があります。たとえば、緊急通報の優先度を高くしたり、自律走行車の待機時間を短くしたりすることができます。