Die User Plane in LTE (Long-Term Evolution) ist für die Übertragung des Benutzerdatenverkehrs zwischen dem User Equipment (UE) und dem Evolved Packet Core (EPC)-Netzwerk verantwortlich. Das zur Übertragung von User-Plane-Daten in LTE verwendete Protokoll ist GTP-U (GPRS Tunneling Protocol – User Plane).
GTP-U (GPRS Tunneling Protocol – Benutzerebene):
Definition:
- GTP-U ist ein Tunnelprotokoll, das auf der Benutzerebene arbeitet und für den Transport von Benutzerdaten zwischen dem LTE-Funkzugangsnetzwerk (eNodeB) und dem Serving Gateway (SGW) innerhalb des Evolved Packet Core verwendet wird.
Schlüsseleigenschaften:
- 1. Tunnelmechanismus:
- GTP-U baut einen Tunnel zwischen dem eNodeB und dem SGW auf, sodass Benutzerdatenpakete gekapselt und über das LTE-Netzwerk transportiert werden können.
- 2. Header-Struktur:
- Der GTP-U-Header enthält Informationen wie die TEID (Tunnel Endpoint Identifier), die eine Schlüsselkennung für den Tunnel darstellt, sowie andere Steuerinformationen, die für die ordnungsgemäße Paketweiterleitung erforderlich sind.
- 3. UDP als Transportprotokoll:
- GTP-U nutzt UDP (User Datagram Protocol) als Transportprotokoll zur Übertragung gekapselter Benutzerdatenpakete. Die Verwendung von UDP bietet eine leichte und verbindungslose Kommunikationsmethode.
- 4. Mehrere Träger:
- GTP-U unterstützt die Einrichtung mehrerer Träger für verschiedene Verkehrstypen und ermöglicht so den gleichzeitigen Transport verschiedener Dienste wie Sprache, Video und Daten.
- 5. QoS-Behandlung:
- GTP-U erleichtert die Implementierung von Quality of Service (QoS)-Richtlinien, indem es QoS-bezogene Informationen im Header trägt. Dadurch wird sichergestellt, dass Benutzerdaten gemäß den angegebenen Servicequalitätsparametern behandelt werden.
Tunneleinrichtung:
- Wenn ein UE eine Verbindung mit dem LTE-Netzwerk herstellt, werden GTP-U-Tunnel dynamisch zwischen dem eNodeB und dem SGW eingerichtet. Jedem UE ist eine eindeutige TEID zugeordnet, was die ordnungsgemäße Weiterleitung von Benutzerdaten ermöglicht.
Übergaben und Datenweiterleitung:
- Bei Übergaben zwischen eNodeBs oder zwischen verschiedenen LTE-Zellen stellt GTP-U die Kontinuität des Benutzerdatenflusses sicher, indem es die Daten durch den entsprechenden Tunnel umleitet.
Transportoptimierung:
- GTP-U trägt zum effizienten Transport von Benutzerdaten bei, indem es Pakete kapselt und einen optimierten Mechanismus für deren Weiterleitung durch das LTE-Netzwerk bereitstellt. Diese Optimierung ist entscheidend für das Erreichen hoher Datenraten und geringer Latenz.
Interaktion mit anderen Protokollen:
- GTP-U arbeitet in Verbindung mit anderen Protokollen wie IP (Internet Protocol), UDP und dem Radio Link Control (RLC)-Protokoll, um die zuverlässige und effiziente Bereitstellung von Benutzerebenendaten sicherzustellen.
Abschluss:
GTP-U spielt als Benutzerebenenprotokoll in LTE eine entscheidende Rolle beim Aufbau von Tunneln, der Kapselung von Benutzerdatenpaketen und der Gewährleistung des effizienten Datentransports zwischen dem Benutzergerät und dem Evolved Packet Core. Die Verwendung von UDP, die Unterstützung mehrerer Träger und die Integration mit QoS-Mechanismen tragen zur Gesamtleistung und Zuverlässigkeit von LTE-Netzwerken bei der Verarbeitung verschiedener Arten von Benutzerverkehr bei.