Přeskočit na obsah

System Architecture Evolution

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(rozdíl) ← Starší revize | zobrazit aktuální verzi (rozdíl) | Novější revize → (rozdíl)

System Architecture Evolution (SAE) je architektura jádra sítě pro bezdrátový komunikační standard LTE vyvinutý sdružením 3GPP.

SAE je dalším vývojovým stupněm jádra sítě GPRS s cílem dosáhnout vyšší propustnosti a nižší latence, umožnit použití různých rádiových přístupových sítí včetně E-UTRA (rádiové rozhraní LTE a LTE Advanced), a starších systémů 3GPP (například GERAN nebo UTRAN, což jsou rádiová rozhraní General Packet Radio Service (GPRS) a Universal Mobile Telecommunications System UMTS), ale také ne3GPP systémů (například Wi-Fi, WiMAX nebo CDMA2000) včetně mobility mezi různými sítěmi.

SAE Architektura

Architektura SAE je plochá, je postavena výhradně na IP a odděluje provoz pro řídicí rovinu a uživatelskou rovinu.

Hlavní komponentou architektury SAE je Evolved Packet Core (EPC), známé také jako SAE jádro. EPC funguje jako ekvivalent sítě GPRS (s využitím komponentů Mobility Management Entity, Obslužná brána a PDN brána).

Evolved Packet Core (EPC)

EPC uzly a rozhraní

Komponenty EPC jsou:[1][2]

MME (Mobility Management Entity)

MME je klíčový řídicí uzel pro přístupovou síť LTE. Je odpovědný za stránkování uživatelského zařízení (UE) nečinném režimu a tagging postup včetně opakování vysílání. Je zahrnovala v přenosový aktivační/deactivation zpracovat a je také odpovědný za výběr Obslužná Brána pro UE v počáteční připojení a v čase of intra-LTE předání spojení obsahujícím Jádro Síť (CN) uzel relokace. Je odpovědný za autentizaci uživatele (komunikací s IMS). Signalizace Non Access Stratum (NAS) končí v MME a je také odpovědný za generování a přidělování dočasných identit pro UE. Kontroluje autorizaci UE na tábor na poskytovatel služeb's Veřejný Land Mobile Síťový (PLMN) a vynucuje UE roamingová omezení. MME je ukončení bod v síť pro šifrování/integrity ochrana pro NAS signalizační a zpracovává správu bezpečnostních klíčů. MME také podporuje zákonný odposlech signalizačního provozu. MME také poskytuje řídicí rovina funkce pro mobility mezi LTE a 2G/3G přístupové sítě s S3 rozhraní ukončuje v MME z SGSN. MME také ukončí S6a rozhraní směrem k HSS pro roaming UEs.

SGW (Obslužná Brána)

Obslužná brána směruje a předává uživateli datové pakety, a působí také jako kotva mobility pro uživatelskou rovinu během předávání provozu z jednoho ENodeB na jiný a jako kotva pro mobilitu mezi LTE a jinými 3GPP technologiemi (ukončuje S4 rozhraní a přenáší provoz mezi systémy 2G/3G a síťovou branou paketových dat). Pro nečinný stav uživatelského zařízení, Obslužná Brána ukončí downlink data cesta/trajektorie/dráha a spouští stránkování, když downlink data dospěje pro uživatelské zařízení. Manages a ukládá UE kontextech, například parametry přenosové služby IP, síťové interní směrovací informace. To také provádí replikaci uživatelského provozu v případě zákonného odposlechu provozu.

PGW (Síťová brána paketových dat)

Síťová brána paketových dat (anglicky Packet Data Network Gateway, PGW, také PDN gateway) funguje jako vstupní a výstupní bod provozu a poskytuje konektivitu z uživatelského zařízení (UE) do externích sítí s paketovým přenosem dat (PDNs). Uživatelské zařízení může mít současnou konektivitu s více než jednou Síťovou branou paketových dat pro přístup k více datovým sítím s paketovým přenosem. PDN brána vynucuje pravidla, provádí filtrování paketů pro každého uživatele, zajišťuje účtování pro účely zpoplatnění, umožňuje zákonný odposlech provozu a monitorování paketů. Další klíčovou rolí Síťové brány paketových dat je, že funguje jako kotva pro mobilitu mezi 3GPP a ne3GPP technologiemi, jako je WiMAX a 3GPP2 (CDMA 1X a EvDO).

HSS (Domovský účastnický server)

IMS je centrální databáze která obsahuje informace o uživateli a jeho službách. Funkce HSS zahrnuje správu mobility, podporu vytváření volání a relací, uživatelskou autentizaci a přístupovou autorizaci. HSS je založený na domovském registru (HLR) a autentizačním centru (AuC) definovaném ještě před 4. vydáním.

ANDSF (Access Network Discovery and Selection Function) Přístup Síť Objev a Výběr Funkce)

ANDSF (funkce odhalování a výběru přístupových sítí) poskytuje uživateským zařízením informace o konektivitě na přístupové sítě 3GPP i ne3GPP (např. Wi-Fi). Účelem ANDSF je napomáhat UE objevovat přístupové sítě v sousedství a poskytovat pravidla pro prioritizaci a řízení spojení do těchto sítí.

ePDG (Evolved Paketových dat Data Brána)

Hlavní funkcí ePDG je zabezpečit přenos dat s UE zapojený do EPC přes nedůvěryhodný ne3GPP přístup, například VoWi-Fi. Pro tento účel funguje ePDG jako uzel ukončení IPsec tunelů navázaných s UE.

Protokoly pro Non Access Stratum (NAS)

Protokoly pro Non-Access Stratum (NAS) tvoří nejvyšší stratum řídicí roviny mezi uživatelským zařízením (UE) a MME.[3] NAS protokoly podpora mobility of UE a relace správa/řízení postupy na vytvořit a udržovat IP konektivita mezi UE a PDN GW. They definuje pravidla pro zobrazení mezi parametry během inter-systém mobility s 3G sítě nebo ne3GPP přístupové sítě. They také poskytuje NAS bezpečnost by integrity ochrana a šifrování of NAS signalizační zprávy. EPS (Evolved Paket Systém) poskytuje účastník s „připravené-to-používá“ IP konektivita a „vždy-na“ zkušenosti by linking mezi mobility správa/řízení a relace správa/řízení postupy během připojování UE.

Úplná NAS transakce se skládá z určité posloupnosti elementárních postupů s EPS Mobility Správa/řízení (EMM) a EPS Relace Správa/řízení (ESM) protokoly.

EMM (EPS Mobility Správa/řízení)

EPS (Evolved Paket Systém) Mobility Správa/řízení (EMM) protokol poskytuje postupy pro kontrola/kontrolovat of mobility, když uživatelské zařízení (UE) používá Evolved UMTS Pozemní Rádiový Přístup Síť (E-UTRAN). To také poskytuje kontrola/kontrolovat of bezpečnost pro NAS protokoly.

EMM zahrnuje různé/jiný/odlišný typy of postupy jako například:

  • EMM společné postupy — může vždy být zahájil zatímco NAS signalizační spojení existuje. Postupy patřící do toto typ jsou iniciovaná síť. They zahrnuje GUTI reallocation, autentizace, bezpečnost režim kontrola/kontrolovat, identifikace/ztotožnění a EMM informace.
  • společné postupy EMM — specifické pouze pro UE. V kterémkoli okamžiku může probíhat pouze jeden postup zahájený UE. Postupy patřící k tomuto typu jsou připojení a kombinovaný připojení, detach nebo kombinovaný detach, normální sledování plocha aktualizuje a kombinovaný sledování plocha aktualizuje (S1 režim pouze) a periodický sledování plocha aktualizuje (S1 režim pouze).
  • EMM spojení správa/řízení postupy — řídí spojení of UE s síť:
    • Služba požadavek: Iniciovaná UE a používán na vytvořit bezpečný spojitost s síť nebo na požadavek prostředek rezervace pro odesílání dat nebo oba.
    • Stránkování postup: Iniciovaná síť a používán na požadavek vytvoření of NAS signalizační spojení nebo na prompt UE na re-připojení, pokud nezbytný jako výsledek of síťová chyba.
    • Transport of NAS zprávy: Iniciovaná UE nebo síť a používán dopravit SMS zprávy.
    • Obecný transport of NAS zprávy: Iniciovaná UE nebo síť a používán dopravit protokol zprávy z jiný aplikace.

UE a síť provádět připojení postup, implicitní EPS kontext nosiče aktivační postup paralelně. Během EPS připojení postup síť activates implicitní EPS kontext nosiče. EPS relace správa/řízení zprávy pro implicitní EPS kontext nosiče aktivační jsou přenášené v informace prvek v EPS mobility správa/řízení zprávy. UE a síť úplná kombinovaný implicitní EPS kontext nosiče aktivační postup a připojení postup před vyhrazený EPS kontext nosiče aktivační postup je dokončen. Úspěch of připojení postup je závislý na úspěch of implicitní EPS kontext nosiče aktivační postup. Pokud připojení postup selže, pak ESM relace správa/řízení postupy také selže.

ESM (EPS Relace Správa/řízení)

EPS Relace Správa/řízení (ESM) protokol poskytuje postupy pro zpracovávání of EPS přenosový kontextech. Spolu s přenosový kontrola/kontrolovat poskytované Access Stratum, ono poskytuje kontrola/kontrolovat of uživatelská rovina bearers. Přenos of ESM zprávy je suspended během EMM postupy kromě pro připojení postup.

EPS Přenosový: Každý EPS kontext nosiče reprezentuje EPS přenosový mezi UE a PDN. EPS přenosový kontextech může zůstává aktivované i kdyby rádiový a S1 bearers tvořící odpovídajícím EPS bearers mezi UE a MME jsou dočasně uvolněn/vydán. EPS kontext nosiče lze buď implicitní kontext nosiče nebo vyhrazený kontext nosiče. Implicitní EPS kontext nosiče je aktivované, když UE vyžaduje spojitost s PDN. První implicitní EPS kontext nosiče, je aktivované během EPS připojení postup. Navíc, síť může activate jeden anebo několik vyhrazený EPS přenosový kontextech paralelně.

Obecně lze ESM postupy provádět pouze tehdy, pokud je EMM kontext navázán mezi UE a MME a bezpečná vyměna NAS zpráv byla iniciována MME použitím EMM postupů. Jakmile je UE úspěšně připojené, může požadovat od MME vytvoření spojení na přídavné PDNs. Pro každé přídavné spojení MME activuje zvláštní implicitní EPS kontext nosiče. Implicitní EPS kontext nosiče zůstává aktivovaný v celé živostnost of spojitost s PDN.

Typy ESM postupů: ESM zahrnuje různé typy postupů jako například:

  • EPS přenosový kontextech postupy — iniciovaná síť a se používají pro manipulace of EPS přenosový kontextech, včetně Implicitní EPS kontext nosiče aktivační, Vyhrazený EPS kontext nosiče aktivační, EPS kontext nosiče modifikace, EPS kontext nosiče deactivation.
  • Transakce příbuzný postupy — iniciovaná UE na požadavek pro prostředky, tj. nový PDN spojení nebo vyhrazený přenosový prostředky nebo na vydání tyto prostředky. They zahrnuje PDN konektivita postup, PDN disconnect postup, Přenosový prostředek přidělování postup, Přenosový prostředek modifikace postup.

MME udržuje EMM kontext a EPS kontext nosiče informace pro UEs v ECM-NEČINNÝ, ECM PROPOJENÝ/SOUVISLÝ a EMM-DEREGISTERED stavy/říká.

Protokolový zásobník EPC

Protokoly MME (Mobility Management Entity)

Protokolový zásobník MME sestává z:

  1. zásobníku S1-MME pro podporu S1-MME rozhraní s eNodeB
  2. zásobníku S11 pro podporu S11 rozhraní s obslužnou bránou

MME podporuje S1 rozhraní s eNodeB. Integrovaný S1 MME rozhraní zásobník sestává z IP, SCTP, S1AP.

  • SCTP (Stream Control Transmission Protocol) je společný transportní protokol která používá služby of Internet Protokol (IP) poskytovat spolehlivý datagram doručení služba do úprava/adaptační moduly, jako například S1AP. SCTP poskytuje spolehlivý a seřazený doručení na vrchní části existující IP rámec. Hlavní vlastnosti poskytované SCTP jsou:
    • asociace vytvoření: Spojení je spojení, které je nastaví mezi dvěma koncové body pro přenos dat, mnohem jako TCP spojení. SCTP spojení může mít několik adres na obou koncích.
    • Spolehlivý Data Doručení: Doručí/přináší seřazený data v proud (Elimination of blokování čela fronty): SCTP zajišťuje seřazený doručení dat s několika jednosměrnými proudy, bez blokování bloků dat v opačném směru.
  • S1AP (S1 Aplikace Část) je signalizační služba mezi E-UTRAN a Evolved Packet Core (EPC) která fulfills S1 Rozhraní funkce jako například SAE Přenosový správa/řízení funkce, Počáteční kontext přenos funkce, Mobility funkce pro UE, Stránkování, Reset funkčnost, NAS signalizační transport funkce, Oznamování chyb, UE kontext vydání funkce, Status přenos.

MME podporuje S11 rozhraní s Obslužná Brána. Integrovaný S11 zásobník rozhraní sestává z IP, UDP, eGTP-C.

Protokoly obslužné brány (SGW)

SGW sestává z

  1. zásobník S11 řídicí roviny pro podporu S11 rozhraní s MME
  2. zásobníky S5/S8 řídicí a datové roviny pro podporu S5/S8 rozhraní s PGW
  3. S1 data rovina zásobník pro podporu rozhraní S1 uživatelské roviny s eNodeB
  4. S4 data rovina zásobník pro podporu rozhraní S4 uživatelské roviny mezi RNC z UMTS a SGW z eNodeB
  5. Sxa: od 3GPP Rel.14, Sx rozhraní a související/příslušnými PFCP protokol byl přidala do SGW, umožňující řízení separace uživatelské roviny mezi SGW-C a SGW-U.

SGW podporuje S11 rozhraní s MME a S5/S8 rozhraní s PGW. Integrovaný řídicí rovina zásobník pro tyto rozhraní sestává z IP, UDP, eGTP-C.

SGW podporuje S1-U rozhraní s eNodeB a S5/S8 data rovina rozhraní s PGW. Integrovaný data rovina zásobník pro tyto rozhraní sestává z IP, UDP, eGTP-U.

Hlavní rozhraní, které P-GW sdílí s jinými uzly EPC

Protokoly Síťové brány paketových dat (PGW)

Hlavní rozhraní podporovaná P-GW jsou:

  1. S5/S8: toto rozhraní je definované mezi S-GW a P-GW. Je pojmenované S5, když S-GW a P-GW jsou umístěné v stejný síť (neroaming scenario) a S8, když S-GW je umístěné v navštívená síť a P-GW v domovské síti (roaming). eGTP-C a GTP-U protokoly se používají v S5/S8 rozhraní.
  2. Gz: toto rozhraní se používá by P-GW ke komunikaci s Offline Zpoplatnění Systém (OFCS), především posílat Účtování Data Záznamy (CDRs) of post-paid uživatelé přes File Transfer Protocol.
  3. Gy: toto rozhraní se používá by P-GW ke komunikaci s Spřažený systém zpoplatnění (OCS). p-GW informs zpoplatnění systém kolem/asi předpaid uživatelé datové pole v reálný čas. Diameter protokol se používá v Gy rozhraní.
  4. Gx: toto rozhraní se používá by P-GW ke komunikaci s Policy a Účtování Rules Funkce (PCRF), aby zpracovávat Strategie a Zpoplatnění Pravidla (PCC) pravidla. Tato pravidla obsahují zpoplatnění příbuzných informace i Quality of Service (QoS) parametrů, které budou používány v přenosový vytvoření. Diameter protokol se používá v Gx rozhraní.
  5. SGi: toto rozhraní je definovaný mezi P-GW a externí sítě, například Internet přístup, firemní přístup, atd.
  6. Sxb: od 3GPP Rel.14, Sx rozhraní a související/příslušnými PFCP protokol byl přidala do PGW, dovolující pro Kontrola/kontrolovat Uživatel Rovina Separace mezi PGW-C a PGW-U.

Podpora hlasových služeb a SMS

EPC je jádro sítě, které podporuje pouze přepojování paketů. Pro telefonní hovory a SMS se tradičně používá přepojování okruhů, které v nové síti není.

Podpora hlasových služeb v EPC

3GPP definovalo dva řešení pro hlas:

  • IMS: Řešení pro IMS Voice over Internet Protocol byl definovalo v 7. vydání.
  • Obvod-Přepnutý záloha (CSFB):, aby make nebo přijímat volání, UE změny/mění jeho rádiový přístupová technologie z LTE na technologii 2G/3G, která podporuje služby s přepojováním okruhů. Toto rys vyžaduje 2G/3G pokrytí. Vyžaduje nové rozhraní (nazývané SGs) mezi MME a MSC. Tento rys byl vyvinut v 8. vydání.

Podpora pro SMS služby v EPC

3GPP definovalo tři řešení pro SMS:

  • IMS: Řešení pro SMS přes IP bylo definovalo v 7. vydání.
  • SMS přes SGs: toto řešení vyžaduje SGs rozhraní způsobený/zaveden během práce na CSFB. SMS jsou doručovaný v Non Access Stratum přes LTE. Neexistuje žádné inter-systém změna pro odesílající nebo přijímací SMS. Toto rys byl definovalo v 8. vydání.
  • SMS přes SGd: toto řešení vyžaduje SGd Průměr rozhraní v MME a doručí/přináší SMS v Non Access Stratum přes LTE, bez vyžadující plně signalizační žádný starší MSC doing CSFB, ani režie spojovaná s IMS signalizační a související/příslušnými EPC přenosový správa/řízení.

CSFB a SMS přes SGs jsou vnímány jako dočasné řešení, dlouhodobý je IMS.[4]

Použití více přístupových sítí

UE se mohou připojovat k EPC pomocí několika přístupových technologií. K těmto přístupových technologiích patří:

  • 3GPP přístupy: tyto přístupové technologie jsou definované 3GPP. Patří k nim General Packet Radio Service, Universal Mobile Telecommunications System, Enhanced Data Rates for GSM Evolution, HSPA, LTE a LTE Advanced.
  • ne3GPP přístupy: tyto přístupové technologie nejsou definované 3GPP. Patří k nim technologie jako CDMA2000, Wi-Fi nebo pevné sítě. 3GPP určuje dvě třídy of ne3GPP přístupové technologie s různé/jiný/odlišný bezpečnost mechanismy:
    • důvěryhodný přístupy, že síť operátor uvažujme důvěryhodný z bezpečnost stand bod (například: CDMA2000 síť). Důvěryhodný ne3GPP přístupy rozhraní přímo s síť.
    • nedůvěryhodný přístupy, že síť operátor neuvažujme důvěryhodný z bezpečnost stand bod (například spojení přes veřejný WiFi hotspot). Nedůvěryhodný ne3GPP přístupy jsou zapojený do síť přes ePDG, který poskytuje přídavný bezpečnost mechanismy (IPsec tunelování).

Je až síť operátor rozhodnout zda ne3GPP přístupová technologie je důvěryhodný nebo nedůvěryhodný.

Toto rozdělování na důvěryhodné a nedůvěryhodné neplatí pro 3GPP přistupové metody.

Vydání 3GPP

3GPP doručí/přináší standardy paralelně vydání/vá, který tvoří konzistentní sady specifikací a vlastností.

Vydání[5] Vydáno[6] Info[7]
Vydání 7 2007 Q4 Studie proveditelnosti All-IP sítě (AIPN)
Vydání 8 2008 Q4 První vydání EPC. SAE specifikace: vysokoúrovňové funkce, podpora LTE a jiný 3GPP přístupy, podpora of ne3GPP přístupy, inter-systém mobility, Jediný Rádiový Hlas Volání Spojitost (SRVCC), CS záloha. Earthquake a Tsunami Varování Systém (ETWS). podpora of Home Node_B / Home eNode B.
Vydání 9 2009 Q4 LCS řídicí rovina pro EPS. Podpora IMS nouzových volání přes General Packet Radio Service a EPS. Vylepšení na Home Node_B / Home eNode B. Veřejný Varování Systém (PWS).
Vydání 10 2011 Q1 Síť vylepšení pro stroj-typ komunikace. Různé odlehčit mechanismy (LIPA, SIPTO, IFOM).
Vydání 11 2012 Q3 Další vylepšení pro stroj-typ komunikace. Simulace Unstructured Supplementary Service Data v IMS. QoS kontrola/kontrolovat založený na/vycházející z účastník spending limity. Další vylepšení na LIPA a SIPTO. Jediný Rádiový Video Volání Spojitost (vSRVCC). Jediný Rádiový Hlas Volání Spojitost z UTRAN/GERAN na HSPA/E-UTRAN (rSRVCC). podpora interworkingu s Širokopásmový Forum přístupy.
Vydání 12 2015 Q1 Vylepšený Malý Buňky operace, Nosná/mobilní operátor Aggregation (2 uplink nosiče/mobilní operátoři, 3 downlink nosiče/mobilní operátoři, FDD/TDD nosná/mobilní operátor aggregation), MIMO (3D kanál modelování, elevation formování svazků, massive MIMO), MTC - UE Cat 0 způsobený/zaveden, D2D komunikace, eMBMS vylepšení.
Vydání 13 2016 Q1 Způsobený/zaveden LTE-U / LTE-LAA, LTE-M, Elevation formování svazků / Plný Rozměry MIMO, Indoor positioning, LTE-M Cat 1.4 MHz & Cat 200 kHz
...
Vydání 18 https://www.3gpp.org/release18

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku System Architecture Evolution na anglické Wikipedii.

  1. ↑ 3GPP TS 23.002: Síť architektura
  2. ↑ LTE Bílý Papír/článek
  3. ↑ 3GPP TS 24.301: Non-Access-Stratum (NAS) protokol pro Evolved Paket Systém (EPS); Fáze 3
  4. ↑ Dispelling LTE Myths
  5. ↑ 3GPP vydání/vá
  6. ↑ 3GPP Specifikacím - Vydání/vá (a fáze a fáze)
  7. ↑ 3GPP vydání popisy

Literatura

Související články

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=System_Architecture_Evolution&oldid=21627638“