LNSP3002C11EPC网络业务流程介绍-1.ppt

EP_BT001_C1_1 EPC网络业务流程 介绍 课程目标 n学习完本课程, 你将能够： l了解EPS移动性管理和承载管理的基本概念 l掌握EPS移动性管理流程 l掌握EPS承载管理流程 l掌握EPS安全管理流程 l掌握EPS切换流程 课程目录 nEPS 移动性管理及承载管理概述 nEPS 移动性管理流程 nEPS 承载管理流程 nEPS安全管理流程 nEPS切换流程 EPC区域的定义和标识 Bearer ID(EPS承载表示) n一个UE中的一个EPS承载上下文的唯一标识，和NSAPI/RAB ID一一对 应。 nEPS bearer ID=515 GUTI: Globally Unique Temporary UE Identity（UE全局唯一临时标识 ） nGUTI=MCC+MNC+MME Identifier+M-TMSI TAI：Tracking Area Identity（跟踪区标识） n在整个PLMN网络中唯一，用来标识跟踪区； nTAI=MCC+MNC+TAC EMM相关信令及协议栈 EPS域基本信令流程介绍 n移动性管理 l附着流程 lTAU流程 不同场景 l业务请求流程UE发起 网络发起 lS1释放流程UE发起 MME发起 eNODEB发起 lGUTI重分配流程 lDetach流程 n会话管理 l专有承载激活流程 l带有QoS更新的承载修改 l网络侧发起带QoS更新的承载修改 l网络侧发起无QoS更新的承载修改 l承载去活 lUE请求的承载资源修改 n切换管理 lIntra-E-UTRAN切换 nX2-based 切换 nS1-based 切换 lInter RAT handover nE-UTRAN to UTRAN Iu mode Inter RAT切换 nUTRAN Iu mode to E-UTRAN Inter RAT 切换 nE-UTRAN to GERAN A/Gb mode Inter RAT切换 nGERAN A/Gb mode to E-UTRAN Inter RAT切换 nInter RAT 切换取消 EPS 移动性管理（EMM）状态介绍 UE中的EMM状态模型 MME中一般不保存MM上下文（除 了避免每次附着时AKA流程情况下） UE不可达，MME没有UE的任何位 置或路由信息 EMM 注销状态 MME中的EMM状态模型 UE可达，MME知道UE的位置信息 （位置精度至少在TA List基本） UE至少有一个激活的PDN连接（最 少一个默认承载上下文） UE有安全上下文用于保存安全信息 EMM 注册状态 EPS 连接管理（ECM）状态介绍 UE中的ECM状态 MME中的ECM状态 UE和MME间没有NAS信令连接存在； MME保存UE的TA List级别位置信息； UE和MME间的上下文不同步。 ECM空闲状态 UE与MME间存在信令连接，包括RRC连接 和S1-MME连接； MME保存UE的小区ID的级别位置信息； UE和MME间的上下文信息互相同步。 ECM-CONNECTED Status ECM和EMM的区别 n关注 lEMM 关注用户的移动性管理 lECM 关注用户和EPC网络间的连接 n业务流程 lEMM: Attach, TAU, detach lECM: S1连接释放, 业务请求 nECM 和 EMM 是彼此相互独立的 课程目录 nEPS 移动性管理及承载管理概述 nEPS 移动性管理流程 nEPS 承载管理流程 nEPS安全管理流程 nEPS切换流程 移动性管理流程概述 付着 从E-UTRAN发起需要建立承载 从UTRAN/GERAN发起2/3G 付着+2/3G PDP上下文激活 TA 更新TA 更新（MME、SGW 没有改变）UE enter unregistered TA TA 更新（MME 和/或 SGW 改变） RA 更新（从 E-UTRAN 到 UTRAN Iu 模式） UE enter UTRAN unregistered RA from EUTRAN TA 更新（UTRAN Iu 模式 到E-UTRAN ） UE从UTRAN 进入EUTRAN的非注册TA RA 更新（E-UTRAN 到 GERAN）UE 从EUTRAN 移动至GERAN TA 更新（GERAN A/Gb 到 E-UTRAN） 分离UE 发起UE 关机 MME 发起HSS 请求等 HSS 发起签约 数据改变或移动用户计费 改变 HSS 用户户数据 管理 删除用户数据MME 与 HSS之间的交互, 与2/3G相同 插入签约 数据 寻寻呼在IDLE态寻 呼用户 业务请业务请 求UE 发起建立信令连接，进入连接态 网络侧发 起寻呼消息初始化UE S1 释释放UE 发起 MME 发起 移动性管理附着流程 在用户附着（接入）的同时建立默认承载，网络侧同时给UE分配IP地址 移动性管理- TAU 流程（MME和SGW没改 变） 移动性管理- TAU 流程（MME和SGW改变 ） UE触发的分离流程 HSS触发的分离流程 HSS利用本流程终结终结 用户户，并删删除用户户在MME中的上下文以及承载载信息。 MME触发的分离流程 S1 释放 UE发起的业务请求初始化 网络侧发起的业务请求初始化 GUTI重分配流程 课程目录 nEPS 移动性管理及承载管理概述 nEPS 移动性管理流程 nEPS 承载管理流程 nEPS安全管理流程 nEPS切换流程 会话管理承载概念介绍 n 默认认承载载类类似一次激活 l一个永久有效的承载，该承载在用户attach时建立。 lAPN使用的是HSS中签约 的默认APN，PCC规则 使用PCRF下发的或P-GW上配置的默 认规 则，地址由P-GW分配。 l 一定是非GBR（Guaranteed Bearer Rate）承载 l 一般是低带宽 、低时延、可用于访问 DHCP服务器、IMS注册等。 n 专专用承载载类类似二次激活 l在默认承载建立后根据用户或应用层需要而建立，可以由网络侧 或MS发起。 l在默认承载基础上建立的到同一PDN的不同QoS的承载。 l可以是GBR或非GBR承载 n 多PDN激活类类似激活第二个PDP l当UE需要接入一个新PDN的时候，UE将新的APN带给 MME，MME可能重新选择 一 个新的PDN GW。EPS系统支持一个PDN GW接入多个PDN，也支持多个PDN GW分 别接入多个PDN。 EPS 承载 EPS承载-基于GTP协议的S5/S8 Serving GWPDN GWeNodeB 无线承载 S5/S8 承载 应用 / 业务层 UL TFT RBID 下行 业务数据流 DL TFT DL TFT S5/S8a-TEID RBID S1-TEID S1 承载 S1-TEID S5/S8a-TEID UE 上行业务数据流 UL TFT PCC 逻辑结构(非漫游场景) 会话管理承载QoS控制 n承载QoS控制 lQoS控制粒度都是基于承载（Bearer） l对于QoS的动态控制，使用PCC机制。 l将授权QoS参数分成了多个级别，用QCI（QoS class identifier）来标识。即一 个QCI就代 表一套QoS参数 l一个承载建立之后，QCI是不能改变的，如果QCI改变则必须重新发起新承载的建立过程。 nLTE中的QoS参数分为UE级，APN级和承载级。其中per UE的参数包括UE- AMBR，per APN的参数包括APN-AMBR，per bearer的参数包括：QCI, ARP, GBR and MBR。 lper bearer QoS参数 nQCI (QoS Class Identifier ) ：各个节点已经预配置包括eNodeB。基于GTP-u时，GTPU包的包头 中带有QCI，区分QoS类别。在无线的PDU包头中也带有QCI。每个QCI对应一组无线调度参数 nARP (Allocation and Retention Priority )：建立或修改时的优先级，或出现异常时承载是否丢弃。 建立后包的投递与此无关。 nGBR (Guaranteed Bit Rate) nMBR (Maximum Bit Rate) lper APN的参数 nAPN-AMBR n一个APN所对应的所有PDN Connection的所有Non-GBR Bearer的集合的最大速率，该集 n合中的任何一个Bearer的速率都可能达到该APN-AMBR所规定的上限APN-AMBR在HSS中签 n约PDN GW控制下行的APN-AMBR;UE和PDN GW负责上行APN-AMBR的控制。 lper UE的参数 nUE-AMBR：UE的所有Non-GBR Bearer的集合对应的最大速率，签约的UE-AMBR保存在HSS中， 实际的UE-AMBR = Min(签约UE-AMBR，所有激活的APN-AMBR)，ENodeB负责上下行UE- AMBR的控制 承载建立流程 承载载激活默认承载建立UE 付着或请求接入PDN 建立专有承载默认承载QOS不能满足需求 UE 请求分配承载资源UE 为新的SDF申请承载资源, 网络侧发 起 承载 修改或激活 承载载修改PGW 发起承载修改 (承载 QoS 更新) 根据本地策略 MME 发起承载修改 (承载 QoS 更新) 签约数据改变 专有承载修改(非承载QOS更新）修改TFT 承载载去激活PGW 发起承载去激活UE或其他网元发起 MME 发起承载去激活 签约数据改变 UE请求承载资源释放UE 终结SDF 承载建立流程 在用户附着（接入）的同时建立默认承载，也可以同时建立默认承载和专有承载（依赖于PCC规则） 专有承载建立过程 （GTP） nPCRF根据业务请求生成PCC Rule，包括QCI、ARP、GBR、MBR等信息； nPDN GW决定为该业务建立新承载，PDN GW根据PCC Rule生成EPS Bearer QoS，PDN GW向SGW发送 创建专用承载请求消息，PDN GW将缺省承载的LBI也发送给SGW，PGW分配S5下行GTPU隧道ID； nSGW分配S1上行GTPU隧道ID和S5下行GTPU隧道ID； nMME为该新EPS Bearer分配Bearer ID，并向EUTRAN发送Radio Bearer建立请求，MME将S1上行GTUP 隧道ID发送给EUTRAN； nEUTRAN与UE间建立Radio Bearer，并将Bearer对应的EPS Bearer ID发给UE； nEUTRAN将S1下行GTPU隧道ID发送给MME，MME转给SGW，在EUTRAN和SGW间建立S1 Bearer； nSGW将S5下行GTPU隧道ID发送给PGW，建立S5 Bearer。 MMEMME PGWPGW PCRFPCRF SGWSGW PCC rule Provision Create Dedicated Bearer Request Create Dedicated Bearer Request Bearer Setup Req/ Session Management Req RRC Conf complete/ Session Management Resp Bearer Setup Resp/ Session Management Resp Create Dedicated Bearer Resp Create Dedicated Bearer Resp RRC Conf Req UE发起的专用承载建立 (B) (1. PCC Decision Provision) 3. Update Bearer Request MME Serving GW PDN GW PCR F 4. Bearer Modify Request 5. Radio Bearer Modify Request 2. Update Bearer request 6. Radio Bearer Modify Response 7. Bearer Modify Response 8. Update Bearer Response 9. Update Bearer response (10. Provision Ack) UE eNodeB (A) 会话管理网络侧发起的承载修改 网络侧可以发起承载上下文修改，包含QoS更新或QoS未更新（TFT修改或APN-AMBR修改） PGW发起的承载变更(Qos 升级) (B) (1. PCC Decision Provision) 3. Update Bearer Request MME Serving GW PDN GW PCR F 4. Bearer Modify Request 5. Radio Bearer Modify Request 2. Update Bearer request 6. Radio Bearer Modify Response 7. Bearer Modify Response 8. Update Bearer Response 9. Update Bearer response (10. Provision Ack) UE eNodeB (A) MME发起的承载变更(Qos 升级) 专用承载变更 课程目录 nEPS 移动性管理及承载管理概述 nEPS 移动性管理流程 nEPS 承载管理流程 nEPS安全管理流程 nEPS切换流程 EPC 网络安全管理 SNOW3G AES ZTE支持3GPP 33系列算法 AS 和 NAS算法 UE eNB eNB Xu Xu MME S 1- C S 1- C X 2 Evolved Packet Core ( EPC ) E -UTRAN SAE GW S 1 -U S 1 -U 第一安全层 AS安全 1 第二安全层 NAS安全2 第一安全层 AS安全 1 EPC 网络安全管理 nEPS 和 UMTS安全管理共同点 lEPS 接入认证: AKA nEPS 和 UMTS安全管理不同点 lEPS 采用分层安全 nAS（Access Stratum ）安全 UE和eNB之间的安全，包括RRC信令机密性保护，RRC信令完整 性保护，用户面机密性保护 nNAS （Non Access Stratum）安全 UE和MME之间的安全，包括NAS信令的机密性保护和完整性保护 n网络区域安全 层1和层2之间的安全,采用NDS/IPsec SAE密钥结构 USIM / AuC UE / MME UE / ASME KASME K KUPenc KeNBKNASint UE / HSS UE / eNB KNASenc CK, IK KRRCintKRRCenc 鉴权协商流程 UEeNBMME 4: NAS SMC (selected NAS algorithm, UE capabilities, KSIASME, NAS-MAC)5: NAS SMC 6: NAS SMC completed a) Check NAS-MAC b) Initiate NAS integrity and encryption Initiate NAS encryption 1: Initiate