4G核心網的介紹-LTE和EPC的介紹課件

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2020/6/21,#,LTE,和,EPC,介紹,LTE和EPC介紹,1,大綱,1.EPS,概念,2.EPS,網絡架構,3.,EPS,網元功能,4.,網元之間的關聯(lián)關系,5.,其他,大綱 1.EPS概念,2,EPS,概念,LTE,：,Long Term Evolution,長期演進，是,3GPP,制定的高數(shù)據(jù)率、低延時、面向分組域優(yōu)化的新一代寬帶移動通信標準項目,3GPP,：,The 3rd Generation Partnership Project,，第三代合作伙伴計劃,3GPP,的目標是實現(xiàn)由,2G,網絡

2、到,3G,網絡的平滑過渡，保證未來技術的后向兼容性，支持輕松建網及系統(tǒng)間的漫游和兼容性。其職能：,3GPP,主要是制訂以,GSM,核心網為基礎，,UTRA(FDD,為,W-CDMA,技術，,TDD,為,TD-CDMA,技術,),為無線接口的第三代技術規(guī)范,EPS,幾個名詞,EPS概念LTE：Long Term Evolution長期,3,EPS,概念,E-UTRA,：,LTE,空中接口,E-UTRAN,：,LTE,接入網,=UE+eNB,EPC,：,Evolved Packet Core 4G,核心網，,3GPP,的演進分組核心網，由,MME+SGW+PGW,組成,EPS,：,Evolved

3、Packet System,，,3GPP,的演進分組系統(tǒng)，由,E-UTRAN+EPC,組成,SAE,：系統(tǒng)架構演進項目,EPS,幾個名詞,EPS概念E-UTRA：LTE空中接口EPS幾個名詞,4,EPS,概念,幾個名詞關系,EPS概念幾個名詞關系,5,EPS,概念,峰值速率：,下行峰值,100Mbps,，上行峰值,50Mbps,時延：,控制面,IDLE ACTIVE:100ms,用戶面 單向傳輸,:SGW,MME,（,Mobility Management Entity,）功能：,移動性管理、會話管理，用戶接入鑒權；,S-GW,（,Serving Gateway,）功能：,終結無線接入部分的接

4、口,，,E-NodeB,間切換的錨點，基于用戶和承載的計費，服務網關，功能類似于,SGSN,。,PDN-GW,（,PDN Gateway),功能：,終結面向,PDN,的,SGi,的接口,，,3GPP/,非,3GPP,的鉚點，基于業(yè)務的計費，連接外網的網關，功能類似,GGSN,。,SGSN,GPRS,UMTS,LTE,Non-3GPP,MME,HSS,PCRF,Serving GW,PDN,GW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S2a,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,User,plane,Co

5、ntrol,plane,BTS,Internet,CorporateInternet,Operator ServiceNetwork,支持多種制式共接入,EPS架構概述11真正實現(xiàn)控制和承載分離，用戶面 eNode,11,EPS,新,部署,新建,EPC,網絡,MME,、,SGW,、,PGW,、,HSS,、,PCRF,及無線,eNB,布點，與現(xiàn)網無對接,引入新號段，供,LTE,試點用戶使用，應該是,183,建議試點階段維護、計費與現(xiàn)網獨立,目前浙江獨立布網，只有宏站,eNodeB,MME,HSS,PCRF,S-GW,P-GW,S1-U,S6a,Gx,S5,S1-MME,S11,SGi,User,

6、plane,Control,plane,Internet,UE,通過,eNB,連接到,EPC,核心網，,信令面通過,S1-MME,接口與,MME,相連，進行用戶注冊、鑒權，在,HSS,判斷用戶合法性；,MME,通過,S11,接口發(fā)送默認承載的消息給,SGW,SGW,通過,APN,在,DNS,解析出所承載的,PGW,SGW,通過,S5,接口把消息發(fā)送給,PGW,P-GW,通過,Gx,接口與,PCRFi,連接，對用戶請求進行授權，策略分配、,QOS,的保證,用戶面通過,S1-U,接口與,SGW,相連，,PGW,通過,SGI,接口接入運營商網絡,UE,EPS新部署新建EPC網絡MME、SGW、PGW

7、、HSS、e,12,EPS,熱點區(qū)域部署,S4 SGSN,GPRS,TD,LTE,MME,HSS,PCRF,S-GW,P-GW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,User,plane,Control,plane,Internet,S6a,熱點商用部署階段目標：,實現(xiàn)核心網,2G/TD/LTE,融合組網,驗證核心網統(tǒng)一計費，統(tǒng)一運維,部署方案：,部署,Diameter,信令網；引入新號段，用于發(fā)展,LTE,用戶,現(xiàn)網,SGSN,升級為,SGSN/MME,，,GGS

8、N,升級為,S-GW/P-GW,統(tǒng)一進行網管部署,與計費平臺對接,EPS熱點區(qū)域部署S4 SGSNGPRSTDLTEMMEHS,13,EPS,規(guī)模部署,MME POOL,GPRS,TD,LTE,HSS,PCRF,S-GW/P-GW POOL,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,Gx,Gb,Iu,S1-MME,S12,S11,SGi,S9,User,plane,Control,plane,Internet,S6a,規(guī)模部署階段目標：,全網,G/T/L,融合組網,用戶數(shù)據(jù)全面融合,部署方案：,SGSN/GGSN,全部升級為,MME,及,S-GW/P-GW,，多種制式

9、共接入，簡化網絡結構,2/3G,用戶逐漸向,4G,用戶遷移；,MME,及,S-GW/P-GW,組,POOL,，提升網絡安全并實現(xiàn)設備間的負載均衡,EPS規(guī)模部署MME POOLGPRSTDLTEHSSPCR,14,LTE,引入模式,模式一：小范圍引入，孤島式組網，進行技術試驗,此模式適用于當前階段，主要由于,LTE,網絡設備和終端推出時間較短，技術成熟度低，需要通過試驗來驗證產品、業(yè)務、組網、計費等個環(huán)節(jié)的成熟度?？蛇x擇少量城市進行小范圍的現(xiàn)場試驗，,EPC,核心網與,LTE,無線網自成系統(tǒng)，與現(xiàn)網不互聯(lián)。組網架構如圖：,15,由于支持語音業(yè)務的,LTE,手機終端推出進程慢于數(shù)據(jù)卡類業(yè)務終端，

10、因此該模式只為試驗用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務，只能在本地,LTE,實驗網內漫游，不提供至,2G/3G,網絡的漫游和切換,LTE引入模式模式一：小范圍引入，孤島式組網，進行技術試驗1,15,LTE,引入模式,模式二：全網引入并獨立組網，不與現(xiàn)有的,2G/3G,網絡互連，只提供數(shù)據(jù)業(yè)務,此模式適用于,LTE,及,EPC,網絡設備較成熟的階段，具備全網部署的條件，并可聯(lián)網實現(xiàn),LTE,用戶在網內的漫游，由于,LTE,手機終端成熟較晚，且,VOIP,業(yè)務的支持程度較弱，因此只為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務，考慮到該階段,LTE,網絡仍需進行相關實驗，驗證大范圍組網特性，避免對現(xiàn)網改造和影響，也是單獨組網，架構如圖：,16,

11、模式二要求,EPC,網絡除具備模式一的功能外，還要求不同省,SGW,間通過,S5,接口進行通信，全網,MME,與,HSS,間需全互聯(lián)，需確定,Diameter IP,信令網組網方式。,LTE引入模式模式二：全網引入并獨立組網，不與現(xiàn)有的2G/3,16,LTE,引入模式,模式三：全網引入，與現(xiàn)有的,2G/3G,網絡混合組網，只提供數(shù)據(jù)業(yè)務,此模式適用于,LTE,及,EPC,網絡設備已成熟的階段，具備商用條件，可與現(xiàn)網互聯(lián)、互操作，實現(xiàn),LTE,用戶在,LTE,網及現(xiàn)有,2G/3G,網中均可使用業(yè)務。該模式要求,LTE,用戶使用,LTE/2G/3G,多模終端，由于手機終端的成熟時間相對網絡設備較晚

12、，所以只提供數(shù)據(jù)業(yè)務，組網架構如圖：,17,LTE引入模式模式三：全網引入，與現(xiàn)有的2G/3G網絡混合組,17,大綱,18,1.EPS,概念,2.EPS,網絡架構,3.,EPS,網元功能,4.,網元之間的關聯(lián)關系,5.,其他,大綱18 1.EPS概念,18,EPS,網元功能,MME,E-UTRAN,MME,是核心網唯一控制平面的設備，主要功能有：,移動性管理,接入控制,會話管理,網元,SGW/PGW,選擇,存儲用戶信息,業(yè)務連續(xù)性,E-UTRAN,的實體,eNode,：,無線資源管理,無線承載控制、無線許可控制，上行和下行資源動態(tài)分配,/,調度,頭壓縮及用戶面加密,UE,附著時的,MME,選擇

13、,根據(jù)用戶,QoS,簽約信息，進行上行和下行的承載級別的速率調整，對承載級別的準入控制。,EPC,網元實體功能：,移動性管理：,附著,/,去附著、跟蹤區(qū)更新、,切換和尋呼,接入控制：,MME,通過鑒權功能實現(xiàn)網絡和,用戶之間的相互鑒權和密鑰,協(xié)商，確保用戶請求的業(yè)務,在當前網絡可用。,會話管理：,對建立會話所必須的承載的管,理，默認承載和專用承載。,網元選擇：,PGW,和,SGW,的選擇。,信息存儲：,MME,要保存用戶的狀態(tài)，,MM,上下文和,EPS,承載上下文信,息。包括，用戶標識、跟蹤,區(qū)信息、鑒權信息、安全算,法、網元地址、,QOS,參數(shù)。,業(yè)務連續(xù)性：,MME,還能支持,EPS,與,

14、2G/3G,建的業(yè)務互通。,EPS網元功能MMEE-UTRANMME是核心網唯一控制平面,19,EPS,網元功能,Serving Gateway,PDN Gateway,SGW,位于用戶面，對每個接入,LTE,的,UE,，一次只能有一個,SGW,為之服務，功能有：,會話管理,:,SGW,能對承載進行建立、修改和釋放，能存儲,EPS,承載上下文,路由選擇和數(shù)據(jù)轉發(fā),:,eNodeB,間切換時，,SGW,做為本地錨定點在路徑轉發(fā)后，像源,eNodeB,發(fā)送結束標記，從新排序功能。,3.QoS,控制：,支持,EPS,主要承載的主要,QoS,參數(shù),.,4.,計費,5.,存儲信息,PGW,位于用戶面，是

15、面向,PDN,終結與,SGi,接口網關，功能有：,IP,地址分配：,用戶,UE,的,IP,地址是由,PGW,來分配的，靜態(tài)和動態(tài)。,會話管理：,支持,EPS,承載管理功能，建立、修改、釋放，能根據(jù),APN,進行域名解析并尋址到外網。,PCRF,選擇,路由選擇數(shù)據(jù)轉發(fā),QoS,控制,計費,策略和計費執(zhí)行,EPC,網元實體功能：,EPS網元功能Serving GatewayPDN Gate,20,EPS,網元功能,PCRF,HSS,Policy and Charging Function,策略計費控制功能，功能有：,策略控制決策。,對用戶請求的業(yè)務授權、策略分配。,基于流計費控制功能,反饋網絡堵塞

16、的情況,獲取計費系統(tǒng)信息，反饋話費使用情況等。,Home Subscriber Servers,是存儲用戶簽約信息數(shù)據(jù)庫，與,2G/3G,中的,HLR,類似功能有：,用戶標識、編號和路由信息,用戶安全信息，用于鑒權和授權的網絡接入控制信息,用戶位置信息,HSS,用于鑒權、完整性保護和加密的用戶安全信息,HSS,負責與不同域和子系統(tǒng)的呼叫控制和會話掛你藍實體進行聯(lián)系。,EPC,網元實體功能：,EPS網元功能PCRFHSSPolicy and Charg,21,大綱,22,1.EPS,概念,2.EPS,網絡架構,3.,EPS,網元功能,4.,網元之間的關聯(lián)關系,5.,其他,大綱22 1.EPS概念,22,網絡主要接口,S1-MME,eNB,和,MME,之間的接口，,S1-AP/SCTP/IP,S1-U,eNB,和,S-GW,之間的接口，,GTPv1-U.,S3,MME,和,R8 SGSN,之間的接口（或者,R8 SGSN,之間的接口），,GTPv2-C.,S4,R8 SGSN,和,S-GW,之間的接口，控制面,GTPv2-C,，用戶面,GTPv1-U.,S5,Serving GW,和,PD