SCTP and Diameter Parameters for High Availability in LTE Roaming

• Main Author: Xiong, Xuelin
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Radio Systems Laboratory (RS Lab) 2015
• Subjects: SCTP; Diameter; IPX; LTE Roaming; Seagull; RTD; RTO; Retransmission; DEA; LTE roaming; omsändning
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-163254

Today mobile network operators utilize IP Packet exchange (IPX) carriers to interconnect their networks with other operators. Mobile network operators are free to choose one IPX carrier for their data traffic and another for their control traffic. This thesis examines the case of control traffic, specifically Stream Control Transmission Protocol (SCTP) carrying Diameter protocol traffic arising from users roaming from their home Long Term Evolution (LTE) network to another operator’s LTE network. The thesis project aims to identify a set of SCTP parameter configurations that can provide improved application/service level availability between two Diameter nodes in different network connectivity environments, specifically for IPX carriers who are Diameter service providers. These service providers provide Diameter connectivity for their customers who are mobile network operators. These mobile network operators in turn provide LTE roaming services to their customers. Unfortunately, applying the ‘One size fits all’ configuration recommendations given in the SCTP documentation is unsuitable for different network environments. In addition, the amount of Diameter signaling traffic is growing at a very rapid rate. Therefore, it is valuable to identify suitable parameter selection criteria for Diameter service providers to ensure 100% Diameter connectivity reliability for their customers. In this thesis project, author investigated how tuning SCTP parameter values affect Diameter message transmission in terms of Round Trip Delay and identified its determining parameters for packet loss recovery performance. Both IPX carriers and mobile network operators may use these values as reference when attempting to ensure high availability of Diameter transmissions under reliable, semi reliable, and unreliable network transport conditions. === Mobilnätsoperatörer använder sig av IP Packet exchange (IPX) tjänstetillhandahållare för att koppla ihop sina nät med andra operatörers nät. Mobilnätsoperatörer kan fritt välja en IPX tjänstetillhandahållare för sin datatrafik och en annan för sin kontrolltrafik. Denna uppsats undersöker fallet för kontrolltrafik, specifikt Stream Control Transmission Protocol (SCTP) kommunikationsprotokoll för Diameter protocol-trafik vid användares roaming från sitt Long Term Evolution (LTE)-hemmanät till en annan operatörs LTE-nät. Examensarbetet avser etablera en uppsättning av SCTP-parameterkonfigurationer som ger förbättrad applikations-/tjänstetillgänglighetsnivå mellan två Diameter-noder i olika nätmiljöer, särskilt för IPX tjänstetillhandahållare som är Diameter tjänstetillhandahållare.  Dessa tjänstetillhandahållare erbjuder Diameter-konnektivitet till sina kunder, som är mobilnätsoperatörer. Dessa mobilnätsoperatörer tillhandahåller i sin tur LTE-roamingtjänster till sina kunder. Tyvärr är det olämpligt att tillämpa de enhetliga konfigurationsrekommendationer, som ges i SCTP- och Diameter-protokollens dokumentation, i olika nätmiljöer. Samtidigt ökar Diameter-signaleringstrafiken mycket snabbt. Därför är det värdefullt att identifiera lämpliga parameterkriterier för Diameter-tjänstetillhandahållare att säkerställa 100% tillförlitlig Diameter-tillgänglighet för sina kunder. I detta examensarbete har författaren undersökt hur trimning av SCTP-parametervärden påverkar Diameter-meddelandeöverföring vad avser överföringstiden tur- och retur, och identifierat de avgörande parametrarna för återställande av paketförluster. Både IPX tjänstetillhandahållare och mobilnätsoperatörer kan använda dessa värden som referens för att åstadkomma hög tillgänglighet för Diameter-överföring vid tillförlitliga, halvtillförlitliga och otillförlitliga nättransportförutsättningar.