4g核心网介绍-lte和epc介绍资料.ppt

LTE和EPC介绍,,大纲,1. EPS概念,2. EPS网络架构,3. EPS网元功能,4. 网元之间的关联关系,5. 其他,EPS概念,LTE：Long Term Evolution长期演进，是3GPP制定的高数据率、低延时、面向分组域优化的新一代宽带移动通信标准项目 3GPP： The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性 其职能： 3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范,EPS概念,E-UTRA：LTE空中接口 E-UTRAN：LTE接入网=UE+eNB EPC：Evolved Packet Core 4G核心网，3GPP的演进分组核心网，由 MME+SGW+PGW组成 EPS： Evolved Packet System ，3GPP的演进分组系统，由E-UTRAN+EPC组成 SAE：系统架构演进项目,EPS概念,EPS概念,峰值速率： 下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps 时延： 控制面 IDLE —〉ACTIVE: 100ms 用户面 单向传输: 5ms 移动性：350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h） 频谱灵活性： 带宽从1.4MHz~20MHz（1.4、3、5、10、15、20） 支持全球2G/3G主流频段，同时支持一些新增频段,大纲,7,1. EPS概念,2. EPS网络架构,3. EPS网元功能,4. 网元之间的关联关系,5. 其他,EPS网络架构,8,,,网络架构更趋扁平化和简单化 减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延 减小网络部署和维护成本,,,EPS网络架构,9,取消RNC，大部分功能下放到eNB,少部分上升到EPC 取消CS域，纯PS域 用户面和信令面分离，SGW（服务网关）和MME（移动性管理） LTE与EPC多对多连接,,2G/3G网络架构与LTE/EPC架构的映射关系,10,,EPS架构概述,11,,真正实现控制和承载分离，用户面 eNodeB -SGW MME（Mobility Management Entity）功能：移动性管理、会话管理，用户接入鉴权； S-GW（Serving Gateway）功能：终结无线接入部分的接口，E-NodeB间切换的锚点，基于用户和承载的计费，服务网关，功能类似于SGSN。

PDN-GW（PDN Gateway)功能：终结面向PDN的SGi的接口，3GPP/非3GPP的铆点，基于业务的计费，连接外网的网关，功能类似GGSNEPS新部署,新建EPC网络MME、SGW、PGW、HSS、 PCRF及无线eNB布点，与现网无对接 引入新号段，供LTE试点用户使用，应该是183 建议试点阶段维护、计费与现网独立 目前浙江独立布网，只有宏站,,,,eNodeB,,,,MME,HSS,PCRF,S-GW,P-GW,S1-U,S6a,Gx,S5,S1-MME,S11,SGi,,,User plane,Control plane,Internet,,,UE通过eNB连接到EPC核心网， 信令面通过S1-MME接口与MME相连，进行用户注册、鉴权，在HSS判断用户合法性； MME通过S11接口发送默认承载的消息给SGW SGW通过APN在DNS解析出所承载的PGW SGW通过S5接口把消息发送给PGW P-GW通过Gx接口与PCRFi连接，对用户请求进行授权，策略分配、QOS的保证 用户面通过S1-U接口与SGW相连， PGW通过SGI接口接入运营商网络,UE,,EPS热点区域部署,,热点商用部署阶段目标： 实现核心网2G/TD/LTE融合组网 验证核心网统一计费，统一运维 部署方案： 部署Diameter信令网；引入新号段，用于发展LTE用户 现网SGSN升级为SGSN/MME，GGSN升级为S-GW/P-GW 统一进行网管部署 与计费平台对接,EPS规模部署,,,,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,规模部署阶段目标： 全网G/T/L融合组网 用户数据全面融合 部署方案： SGSN/GGSN全部升级为MME及S-GW/P-GW，多种制式共接入，简化网络结构 2/3G用户逐渐向4G用户迁移； MME及S-GW/P-GW组POOL，提升网络安全并实现设备间的负载均衡,LTE引入模式,模式一：小范围引入，孤岛式组网，进行技术试验 此模式适用于当前阶段，主要由于LTE网络设备和终端推出时间较短，技术成熟度低，需要通过试验来验证产品、业务、组网、计费等个环节的成熟度。

可选择少量城市进行小范围的现场试验，EPC核心网与LTE无线网自成系统，与现网不互联组网架构如图：,15,由于支持语音业务的LTE终端推出进程慢于数据卡类业务终端，因此该模式只为试验用户提供数据业务，只能在本地LTE实验网内漫游，不提供至2G/3G网络的漫游和切换,LTE引入模式,模式二：全网引入并独立组网，不与现有的2G/3G网络互连，只提供数据业务 此模式适用于LTE及EPC网络设备较成熟的阶段，具备全网部署的条件，并可联网实现LTE用户在网内的漫游，由于LTE终端成熟较晚，且VOIP业务的支持程度较弱，因此只为用户提供数据业务，考虑到该阶段LTE网络仍需进行相关实验，验证大范围组网特性，避免对现网改造和影响，也是单独组网，架构如图：,16,模式二要求EPC网络除具备模式一的功能外，还要求不同省SGW间通过S5接口进行通信，全网MME与HSS间需全互联，需确定Diameter IP信令网组网方式LTE引入模式,模式三：全网引入，与现有的2G/3G网络混合组网，只提供数据业务 此模式适用于LTE及EPC网络设备已成熟的阶段，具备商用条件，可与现网互联、互操作，实现LTE用户在LTE网及现有2G/3G网中均可使用业务。

该模式要求LTE用户使用LTE/2G/3G多模终端，由于终端的成熟时间相对网络设备较晚，所以只提供数据业务，组网架构如图：,17,大纲,18,1. EPS概念,2. EPS网络架构,3. EPS网元功能,4. 网元之间的关联关系,5. 其他,EPS网元功能,,,MME,,,E-UTRAN,MME是核心网唯一控制平面的设备，主要功能有： 移动性管理 接入控制 会话管理 网元SGW/PGW选择 存储用户信息 业务连续性,E-UTRAN的实体eNode： 无线资源管理—无线承载控制、无线许可控制，上行和下行资源动态分配/调度 头压缩及用户面加密 UE附着时的MME选择 根据用户QoS签约信息，进行上行和下行的承载级别的速率调整，对承载级别的准入控制移动性管理： 附着/去附着、跟踪区更新、 切换和寻呼 接入控制： MME通过鉴权功能实现网络和 用户之间的相互鉴权和密钥 协商，确保用户请求的业务 在当前网络可用 会话管理： 对建立会话所必须的承载的管 理，默认承载和专用承载 网元选择： PGW和SGW的选择 信息存储： MME要保存用户的状态，MM 上下文和EPS承载上下文信 息。

包括，用户标识、跟踪 区信息、鉴权信息、安全算 法、网元地址、QOS参数 业务连续性： MME还能支持EPS与2G/3G 建的业务互通EPS网元功能,,,Serving Gateway,,,PDN Gateway,SGW位于用户面，对每个接入LTE的UE，一次只能有一个SGW为之服务，功能有： 会话管理: SGW能对承载进行建立、修改和释放，能存储EPS承载上下文 路由选择和数据转发: eNodeB间切换时，SGW做为本地锚定点在路径转发后，像源eNodeB发送结束标记，从新排序功能 3. QoS控制：支持EPS主要承载的主要QoS参数. 4. 计费 5. 存储信息,PGW位于用户面，是面向PDN终结与SGi接口网关，功能有： IP地址分配：用户UE的IP地址是由PGW来分配的，静态和动态 会话管理：支持EPS承载管理功能，建立、修改、释放，能根据APN进行域名解析并寻址到外网 PCRF选择 路由选择数据转发 QoS控制 计费 策略和计费执行,EPS网元功能,,,PCRF,,,HSS,Policy and Charging Function 策略计费控制功能，功能有： 策略控制决策 对用户请求的业务授权、策略分配。

基于流计费控制功能 反馈网络堵塞的情况 获取计费系统信息，反馈话费使用情况等Home Subscriber Servers是存储用户签约信息数据库，与2G/3G中的HLR类似功能有： 用户标识、编号和路由信息 用户安全信息，用于鉴权和授权的网络接入控制信息 用户位置信息 HSS用于鉴权、完整性保护和加密的用户安全信息 HSS负责与不同域和子系统的呼叫控制和会话挂你蓝实体进行联系大纲,22,1. EPS概念,2. EPS网络架构,3. EPS网元功能,4. 网元之间的关联关系,5. 其他,网络主要接口,S1-MME eNB和MME之间的接口，S1-AP/SCTP/IP S1-U eNB和S-GW之间的接口，GTPv1-U. S3 MME和R8 SGSN之间的接口（或者R8 SGSN之间的接口），GTPv2-C. S4 R8 SGSN和S-GW之间的接口，控制面GTPv2-C，用户面GTPv1-U. S5 Serving GW和PDN-GW之间的接口，两网元属于同一PLMN, GTPv2-C. S6a MME和HSS之间的接口，基于Diameter/SCTP/IP.,23,网络主要接口,Gx PCRF和P-GW（PCEF）之间的接口，Diameter/SCTP,TCP/IP S8 S-GW（漫游地）和P-GW（归属地）之间的接口，类似于Gp接口. S9 归属地PCRF和漫游地PCRF之间的接口. S10 MME间接口，GTPv2-C S11 MME和S-GW之间的接口，GTPv2-C,24,S1接口,S1接口分为用户面和控制面，控制面协议为S1-MME，用户面协议为S1-U，如下图：,25,,eNodeB,,MME,S-GW,S1-U,S1-MME,,,User plane,Control plane,eNodeB,,,S-GW,MME,,,,,一个eNodeB可以连接多个MME和SGW； S1用户面S1-U协议栈为GTP-U/UDP/IP，主要传输eNodeB和SGW之间的用户数据； S1控制面S1-MME协议栈为S1-AP/SCTP/IP支持eNodeB和MME之间一系列的信令功能； S1-AP信令过程有CLASS1和CLASS2俩类 CLASS1：有应答，成功或失败的应答 CLASS2：无应答,X2接口,X2接口是eNodeB间的协议，如下图：,26,eNodeB,,X2-U,eNodeB,,X2用户面接口： X2-U接口用于在eNodeB之间传输用户数据，这个接口只在UE从一个eNodeB移动到另一个eNodeB时使用，实现数据转发，X2-U用户面使用GTP-U协议。

X2-C,,,User plane,Control plane,X2控制面接口： X2-C接口支持eNodeB之间信令，与用户移动有关，目的是在eNodeB建传递用户上下文信息 X2-C接口支持负载指示，向相邻的eNodeB发送负载状态指示信令，支持负载平衡管理或是最优切换门限和切换判决GTP协议,概念： GTP--GPRS Tunnelling Protocol GPRS隧。