核心网基本原理及关键技术

LTE核心网关键技术 苑红2012 3 21 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 LTE核心网 EPC 的架构变化和重要特点 标准LTE网络架构下 所有用户仅接入分组域未来所有业务都应通过分组域提供 仅有分组域 无电路域 控制和承载分离 网络结构扁平化 eMSC MGW CS MGW MSCS PS SGSN GGSN SGSN EPC MME SAE PGW HSS 2G TD核心网 LTE核心网 EPC无CS域 控制和承载分离 控制面MME 用户面SAEGW 扁平化网络架构 LTE仅有eNodeB 用户面由2G TD三级转发变为一级转发 GGSN BSC SGSN MME eNodeB NodeB RNC BTS 核心网控制面协议主要基于GTPCv2和Diameter 用户面主要基于GTPUv1传输层协议主要基于UDP和SCTP S6a DRA DRA SGSN HSS MME 为了进一步提高用户体验 降低时延 给用户提供差分化的服务 支持多种无线技术的接入 LTE核心网在2G 3G核心网的基础上做了革命性的演进 基于全IP的架构 SGSN 2G TD LTE HSS BTS BSC PCU NodeB RNC eNodeB S1 U S6a Gx Gb Iu S1 MME S11 SGi MME PCRF S9 InternetPSService ServingGW PDNGW S5 8 SAEGW S6d S10 BOSS CG S4 S3 MME LTE接入下的控制面网元 负责移动性管理功能 包含了SGSN和RNC的部分功能 S4SGSN 2G 3G接入下的控制面网元 相当于接入2G 3G的MME 进行移动性管理和会话管理 S GW SAE网络用户面接入服务网关 相当于传统GnSGSN的用户面功能 P GW SAE网络的边界网关 提供承载控制 计费 地址分配和非3GPP接入等功能 相当于传统的GGSN 除了2G 3G LTE接入外 EPC同时支持WLAN WiMax CDMA等接入方式 HSS SAE网络用户数据管理网元 提供鉴权和签约等功能 包含HLR功能 PCRF 策略控制服务器 根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控 AF 业务策略提供点 eNodeB 负责无线资源管理 集成了部分类似2G TD基站和基站控制器的功能 AF Rx EPC标准架构网元功能 控制面 承载面 用户面 EPC标准架构接口功能 SGSN 2G TD LTE HSS BTS BSC PCU NodeB RNC eNodeB S1 U S6a Gx Gb Iu S1 MME S11 SGi MME PCRF S9 InternetPSService ServingGW PDNGW S5 8 SAEGW S6d S10 BOSS CG S4 S3 S1 EPC与eNB的接口 类似IU 包括控制面接口S1 MME和用户面接口S U GTPv1 S6a MME通过S6a接口从HSS获得鉴权和签约信息 协议基于Diameter 传输层基于SCTPS6d S4 SGSN通过S6d接口从HSS获得鉴权和签约信息 协议类型同S6aS11 控制面网元MME和用户面网元S GW间的信令接口 基于GTPv2 S10 进行MME间互操作时 MME通过S10接口传递承载上下文信息 基于GTPv2S5 S GW和P GW间接口 包括控制面 GTPv2 和用户面 GTPv1 S8 国际漫游接口 拜访地S GW接入归属地P GW 协议同S5 S3 当2G TD与LTE互操作时 S4 SGSN与MME间通信的接口 基于GTPv2 S4 S4SGSN与S GW间的接口 包括控制面 GTPv2 和用户面 GTPv1 Gx PCRF与PCEF 位于P GW 间的接口 用户业务信息上报和策略下发 基于Diameter协议 AF Rx Rx AF通过Rx接口向PCRF通知业务属性 S9 拜访地PCRF与归属地PCRF互通接口 用户获取归属地策略信息 SGi 分组域数据访问外部业务平台的接口 类似GPRS网络中的Gi接口 融合组网初期 扩大规模试验 试商用 规模商用 独立组网 规模试验 LTE核心网 EPC 分阶段部署方案 1 规模试验阶段 单厂家LTE独立组网 验证LTE基本功能 2 扩大规模试验阶段 试商用初期 采用新建EPC融合核心网和现网设备改造相结合的形式 实现互通 最大限度减少对现网的影响 3 试商用后期和大规模商用时 现网GPRS设备演进升级为核心网全融合设备 有效保护已有投资 2G TD SGSN GGSN EPC独立组网 TD LTE GPRS核心网 DNS GPRSCG CS域核心网 HLR EPCCG MSCServer GPRSDNS SAEGW MME HSS LTE规模试验阶段核心网组网架构 组网 新建HSS HLR设备 通过S6a MAP接口和融合MME SGSN互通 存储LTE单模 LTE多模 LTEMifi的新号段用户数据 纯2G TD用户数据仍然存储在老HLR 新建MME设备支持LTE用户接入 新建SAEGW GGSN设备 作为LTE单模 LTE多模 LTEMifi的锚定点 纯2G TD用户仍然要锚定到老GGSN设备 升级SGSN支持LTE终端能力的识别和锚定到SAEGW 新建LTE无线设备 在该区域覆盖LTE信号 可接入LTE单模 LTE多模 LTEMifi等终端类型业务 2G TD无线信号全覆盖 实现纯2G TD终端业务的连续性 LTE单模终端 只在LTE覆盖区域接入互联网 LTE双模终端 在试验区域内的23G覆盖区和LTE覆盖区实现简单互操作 LTEMIFI 只在LTE覆盖区接入Mifi业务 业务体验 实验室测试已基本结束 外场试验正在开展 LTE扩大规模试验 试商用 阶段核心网组网架构 组网 新建HSS HLR设备 通过S6a MAP接口和融合MME SGSN互通 存储LTE单模 LTE多模 LTEMifi的新号段用户数据 纯2G TD用户数据仍然存储在老HLR 新建MME SGSN设备区分2G TD LTE终端类型 实现不同的数据面锚定点的选择 新建SAEGW GGSN设备 作为LTE用户的锚定点 纯2G TD用户仍然要锚定到老GGSN设备 升级SGSN支持LTE终端能力的识别和锚定到SAEGW 新建DRA实现省间漫游 新建LTE无线设备 在该区域覆盖LTE信号 可接入LTE单模 LTE多模 LTEMifi等终端类型业务 2G TD无线信号全覆盖 实现纯2G TD终端业务的连续性 2G TD终端 在LTE试点区域和非试点区域 2G TD终端体验一致 LTE单模终端 只在LTE覆盖区域接入互联网及短信业务 LTE双模终端 试点区域内或纯2G TD网络中都能接入业务 LTEMIFI 只在LTE覆盖区接入Mifi业务 业务体验 业务平台 业务平台 Internet Internet 2G TD SGSN GGSN 2G TD 新建核心网 HSS HLR TD LTE MME SGSN SAEGW GGSN PCRF 用户面 控制面 现网设备 HLR SGSN升级支持识别LTE终端能力 MSCServer DRA 省间漫游 实验室测试华为 诺西 爱立信已结束 阿朗和中兴正在测试 外场试验正在计划 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 新引入码号 1 3 新引入码号 2 3 新引入码号 3 3 新引入码号 EPC网元域名标识 FQDN 包括MME SGSN HSS S GW P GW标识MME的域名标识为 mmec mmegi mme epc mnc mcc 3gppnetwork org其它网元标识构造时 其后缀遵循标准构造方式 node epc mnc mcc 3gppnetwork org node必须保留 其前可跟随gw hss等 后缀之前可以按需求扩展 比如可为 gw10 guangzhou guangdong node epc mnc000 mcc46 3gppnetwork orgS GW与P GW合设时域名构造S GW与P GW域名字段数需保持一致 以便于网元选择时使用就近原则合设的S GW与P GW域名需保持一致 以便于网元选择时优先发现合设的节点 MMEGI问题的产生背景 为什么要对LAC和MMEGI做区分 MMEGI和LAC共享16位的码号空间 LTE终端如果从LTE移动到2G TD 用户进行路由更新 SGSN选择MME时需区分LAC和MMEGI的取值 MMEGI和LAC共享16位的码号空间 因此要求MMEGI与LAC取值不同 否则无法锚定到相应网元获取用户上下文信息 需进行MMEGI码号规划 GnSGSN判断用户源接入方式GnSGSN查找MME和查找其它GnSGSN的构造方式相同 只能构造为rac lac mnc mcc gprs若用户从LTE移动到2G TD网络 LAC是从MMEGI映射而来 且MMEGI和LAC共享16位的码号空间 因此MMEGI与LAC取值必须不同 否则GnSGSN可能找多个具有相同域名的节点 无法锚定到相应的网元获取用户上下文信息 现有LAC划分情况 高四位为0000的区段 共有连续值4096个 还未使用 表中已分配的区段为现有LAC划分 每个区段内连续LAC值为256个 MMEGI的分配方案 待决策 MMEGI码号规划要求 与LAC取值不同为保证省间互通不冲突 应保证各省MMEGI取值不同MMEGI分配方案 MMEGI为16bit L1L2L3L4 方法一 采用高四位L1为0000的区段 划分一个特殊连续区段 用作各省MMEGI的划分 方法二 在非连续的未使用LAC区段中划分LAC值作为各省MMEGI使用 15 12bit高四位 L1 取0000 11 5bit表示全国所有省 有26 64个取值4 0bit用来表示省内的pool信息 有25 32个取值 15 8bit高八位 L1L2 表示mmegi的type 选取表中未分配的区段 7 5bit表示省信息 有23 8个取值 表示8个省 4 0bit用来表示省内的pool信息 有25 32个取值 因此一个L1L2区段可以满足8个省的mmegi分配 为了满足全国所有的省 至少需要6个L1L2区段 eg L1L2 12 13 14 15 16 17 NRI和MMEC的映射 待决策 问题描述 MMEC与NRI存在映射关系 标准定义MMEC应为8bits 现网定义NRI为7bits在异系统附着 切换 RAU TAU过程中要保证NRI和MMEC之间的相互映射解决方案 方案一 两个MMEC映射到一个NRI 即每个MME SGSN节点配置两个MMEC和一个NRI特点 较易实现 但是无法充分利用MMEC的8bits字符空间方案二 推动NRI支持8btis特点 较难推动 多数厂家分配P TMSI时对NRI位数有不同程度的占用 如果NRI支持8bits 会影响SGSN分配用户数有影响 S6a接口域标识规划建议遵循国际标准 S6a接口的Diameter信令存在省际漫游场景 需进行省间路由 有以下两种路由方式基于域 realm 路由 需进行域标识规划基于网元标识 host 路由 沿用标准定义 没有特殊域规划要求两种路由方式对域标识规划的需求不同 基于网元标识路由改造网元少 域名及网元标识遵循国际标准 且针对国内和国际DRA的路由要求一致 建议采用基于网元标识路由 域标识遵循国际标准 推荐方案 S6a接口网元标识扩展方式分析 S6a接口网元标识具有两种扩展方式根据省扩展 eg 网元标识 hss1 省名 hss epc mnc mcc 3gppnetworks优点 后续DRA从大区组网过渡到分省组网 码号不用改变缺点 大区组网时 DRA上需配置各省域标识的局数据 数据配置较为复杂根据大区扩展 有两种方式 一级扩展方式 网元标识 hss1 大区名 hss epc mnc mcc 3gppnetworks二级扩展方式 网元标识 hss1 省名 大区名 hss epc mnc mcc 3gppnetworks优点 DRA可以仅需要配置大区的局数据缺点 后续DRA从大区组网过渡到分省组网 全网码号都需要改变 建议S6a接口网元标识按省规划 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 LTE规模试验阶段分组核心网互通要求 Gn Gn GSM GPRS EDGE TD SCDMA HSPA TD LTE SGSN SAEGW MME 业务平台 HSS HLR GGSN EPC核心网 PCRF HLR 2G TDPS域核心网 P GW GGSN S GW Gr 现有2G TD终端 LTE多模终端 DNS SAEDNS S5 S8 S11 S1 MME S1 U S6a Gx CG LTE与2G TD分组网络基于Gn Gr接口进行互通 尽量降低对现有分组域的影响 MME 支持Gn接口 以及承载上下文与PDP上下文的映射 P GW 包含GGSN完整功能HSS 包含HLR功能 支持Gr接口 支持2G TD LTE的鉴权及用户数据管理GnSGSN 支持USIM鉴权 2G TD用户仍然通过现有分组网络访问数据业务LTE多模终端从2G TD接入后 通过P GW GGSN 访问数据业务 SGi 路由问题 基于目前的网络接口设计 LTE多模终端从2G TD网络接入时如果锚定到GnGGSN 则无法平滑移动到LTE网络 解决方法 SGSN需能识别LTE用户 并将将LTE多模终端路由到P GW GGSN LTE规模试验阶段分组核心网互通方法 规模试验阶段 多模终端 S1 MME Iu S11 PDN GW GGSN S5 S8 Gb Gn GnGGSN Gn Gn Serving GW S10 GnSGSN GERAN UTRAN EUTRAN GnSGSN要求 升级支持终端携带的MSNetworkCapability中的EPCCapability字段 并根据EPCcapability字段将用户请求路由到P GW支持EPCDNS地址解析 对于LTE多模终端接入 SGSN通过EPCDNS解析得到P GW地址 对2G TD终端 SGSN仍然使用GPRSDNS解析GGSN地址为了保证LTE多模终端在任何2G TD覆盖区域接入后 都能连续移动到LTE网络 理论上现网全网SGSN需升级 但考虑初期主要是数据卡终端 移动性较低 只改造和LTE覆盖区域相邻的SGSN即可 EPC引入新的域名体系和域名解析流程 S9 新域名体系 GPRS分组域顶级域名为 gprsEPC顶级域名为 3gppnetwork org epc mnc mcc 3gppnetwork org新解析流程 S NAPTR解析流程GPRS中通过A或AAAA记录查询方式 DNS解析后直接得到网元IP地址 SAE中通过NAPTR多级查询方式 可以根据DNS返回的参数 支持的接口 权重 优先级等 进行多次查询 选择合适的网元 根据域名查询NAPTR记录 获得替换字段 可能是主机名 如NAPTR记录标识指明需要获取权重信息 通过替换字段查询SRV记录 获得权重高的主机名 可选 通过主机名查询A或AAAA记录 获得IP地址需要新建DNS服务器 或软件升级现有GPRSDNS以支持SAE域名解析功能 同时需要增加新域名数据 外部数据网络互通要求 透明接入方式 EPC网络为用户提供Internet接入服务 P GW的SGi接口直接接入CMnet省网节点非透明接入方式 EPC网络与其他ISP或企业内部网连接 P GW应支持具有接入RADIUS服务器实现用户认证的功能 地址分配 用户的IP地址可以由P GW本地配置 也可以作为DHCP客户端或者Radius Diameter客户端从外部的DHCP服务器或者Radius Diameter服务器获取IP地址和参数 EPC网络通过P GW的SGi接口以透明 非透明方式与外部数据网互连 连接方式与2G 3G分组域网络相同 国内漫游 LTE网络中 用户漫游信令采用Diameter 省际层面信令通过新建DRA信令转接点路由 省内层面信令通过直连方式路由 S6a MME 广州 HSS S6a MME 深圳 HSS 广东 省际区内漫游 省内漫游 省际区间漫游 省际DRA设备全连接 DRA DRA DRA DRA 省际漫游 区内漫游 MME 省际DRA HSS 区间漫游 MME 省际DRA 省际DRA HSS 省内漫游 MME HSS Diameter信令路由 省际层面 分区设置2对DRA划分为2个大区 大区1包括广州 深圳 厦门 大区2包括上海 南京 杭州 分区部署2对DRA节点 每对负荷分担 互为备份 负责转接区内和区间省际漫游Diameter信令 各试点城市的MME HSS与所在大区1对DRA全互联省内层面 省内漫游Diameter信令通过直连方式疏通 省内MME与HSS直连 主侧设备 DRA HSS MME配合设备 eNB SAE GW Diameter信令组网 国际漫游 LTE网络实现国际漫游业务需实现鉴权消息 地址解析消息 业务数据的互通 鉴权消息 MME发送至I DRA 国际DRA 设备 通过I DRA转接至用户归属网络HSS进行鉴权 地址解析消息 MME针对漫游用户的APN发起解析查询 通过根DNS解析出归属网络P GW地址 业务数据 根据解析出的P GW地址 S GW将业务数据送至归属网络的P GW EPC网络需建I DRA 根DNS 根P GW BG设备 Diameter信令消息 DNS查询信令消息 媒体流 MME 根DNS I DRA HSS DNS I DRA 中国移动EPC网络 合作伙伴EPC网络 鉴权消息 地址解析 业务数据 IP专网或专线 Internet 根P GW 漫出用户 用户漫游入 用户漫游出 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 Diameter信令组网需求 省间漫游 S6a S6d S9 或Gx Rx 省内 S6a S6d Gx Rx 国际漫游 S6a S6d S9 LTE网络需要一张更通用 更简单 易扩展的信令网 相对于2G 3G的7号信令网 EPC PCC信令网需要连接更多类型的网元 承载更多类型的信令 需要一张更通用的基础信令网 用户处于漫游状态时 需从归属地的HSS获取用户信息 从H PCRF获取用户策略 全网大量网元之间不可能全连接 需要提供信令中继 汇聚设备 组建信令网 提供信令路由 Diameter信令网数据配置更简化 可扩展性更强 基于IP传输 Diameter信令网组网方案 全网部署一对国际侧DRA节点 I DRA 负责中继 代理国际漫游Diameter信令 省际层面 分大区 省部署一对DRA节点 负责中继 代理省际漫游Diameter信令 省内层面 商用初期 可考虑采用静态直连方式路由 待LTE网络达到一定规模或有会话绑定需求时 再通过DRA中继 不同场景下信令路由需求 分层组建Diameter信令转接网省内漫游 在商用初期通过静态配置直连 中后期通过DRA中继路由大区 省际 国际漫游通过DRA中继路由 DRA组网建议 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 HLR和HSS融合 为用户提供多接入服务 MME Gr SGSN 2G 3G SAE HSS S6a 现网HLR AuC LTE MSS C D SQNMS SQN SQN SEQMS 0 SEQMS 1 SEQMS 31 终端比较SEQMS和网络下发的SQN 用户在域间漫游时SQN不匹配 鉴权失败 用户登网时延增加要求按域区分SQN的IND 要求现网HLR改造 48bit SEQ IND 43bit 5bit HLR和EPC HSS重合的数据占比达64 若不融合 存在重复投资鉴权功能要求按域配置鉴权参数 若不融合 现网HLR需改造若不融合 BOSS业务开通流程复杂效率低 存在双营帐问题 可能导致严重的数据不一致 鉴权重同步的原因和解决方案 HLR和SAE HSS重合数据 HLR HSS融合阶段 SAE PS SAE HSS HLR CS IMS HLRSAE HSSIMS HSS 双模单待单卡终端 LTE数据卡终端双模双待双卡终端 总体目标 以LTE发展为驱动 通过HLR HSS数据融合实现已有2G TD用户号段升级LTE业务 PS SAE 新建融合HLR SAE HSS的功能 1 USIM卡鉴权2 C D Gr S6a接口功能3 HLR功能4 SAE HSS功能 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 高清视频会议 IP专网 CE 蜂窝网QoS IP承载网QoS组成端到端QoS机制 同时保证蜂窝网及IP承载网的QoS 才能实现LTE业务的端到端QoS 蜂窝网QoS IP承载网QoS 蜂窝网的QoS与IP承载网的QoS存在映射关系 可由边界网元打标签实现 但现网未实现IMS类业务承载在IP专网 但IP专网只能区分CS语音信令 媒体 PS信令 IMS信令 媒体 粒度较粗 目前仅针对CS语音信令 媒体标记为高优先级 建议IP专网轻载保障所有业务QoSCMNET目前未实现区分业务优先级的QoS 无法保障在CMNET上承载的自有业务的QoS CE CMNET 第三方数据业务 建议轻载以保证QoS 端到端的QoS需蜂窝网与IP承载网协同进行Qos保障 蜂窝网的QoS可以通过PCC架构实现区分业务优先级的差异化QoS IP承载网QoS可以采用IP报文的随路标签 DSCP值 实现差异化QoS 但目前仅针对语音实现端到端的QoS保障 自有业务平台 现网有能力但未实现 LTEQoS直接由网络侧决定 更简单高效 网络侧决定QoS LTEQoS流程 2 3G系统 终端可以发起PDP的QoS修改流程 并通过终端 无线与网络之间的协商机制来决定QoSLTE系统 默认承载的QoS是由网络侧决定的 终端无权协商默认承载的QoS 若终端需要高于默认承载的QoS承载 只能通过专有承载完成 Qos参数映射 EPS网络定义了一套QoS参数 PCRF是QoS的主要决策点 EPS定义了承载级 APN级 UE级三个粒度的QoS参数HSS仅签约与默认承载相关的QoS参数 PCRF决定默认承载与专有承载QoS参数 业务需求与网络QoS的映射关系是3GPP定义的 与业务相关的网络QoS参数有QCI ARP GBR 业务需求 带宽 丢包率 时延等 3GPP定义 网络QoS QCI ARP GBR QCI 承载级报文处理优先级 如调度权重 接入控制 排队管理 决定报文的丢包率 时延 ARP 仅在承载建立及修改时参与资源分配优先级决策 承载建立后即失效 由QCI GBR等决定 GBR 专有承载的保证带宽 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 PCC是无线资源管控的主要手段 PCC已被公认为移动运营商无线资源管控的主要手段 PCC架构定义了从终端 核心网 业务平台到无线设备的端到端联动机制 能下发数据业务流的策略控制规则和计费规则 实现数据业务的差异化 精细化管控 相比2G 3G系统 LTEPCC架构强化了网络侧控制能力 2G 3G系统通过终端 无线与网络之间的协商机制决定QoS 网络侧控制能力弱LTE系统由网络侧PCRF决定Qos 终端无权发起修改中国移动在PCC标准的基础上进行功能增强 ePCC 包括四个方面 扩展GGSN功能区分业务的流量管理 增补SPR用户策略 增补策略管理功能 增补与BOSS接口 PCC架构由PCRF PCEF AF三个部分组成 Backbone UE PCRF SPR AF BOSS 策略执行单元 PCEF 进行控制策略的执行 应用服务器AF 位于业务平台上 支持业务信息的转发 策略控制服务器 PCRF SPR 支持策略控制决策和下发 用户签约数据管理 PCEF PCC架构实现端到端Qos控制 2G 3G LTEQoS及管控机制差异 3GPP为GPRS SAE系统定义一套端到端QoS控制机制 但SAE架构强化了网络侧QoS控制能力2G 3G系统通过终端 无线与网络之间协商机制决定QoS 终端能够发起QoS控制请求 接入侧可参与QoS协商SAE中QoS控制直接由网络侧决定 终端不再发起QoS控制请求 接入侧不再参与QoS协商 2G 3G和LTEQoS机制差异 2G 3G时代PCC强调 以管促保 尤其对于缺乏保障手段的2G网络 限制少量用户对网络资源的滥用 保证大多数用户对有限网络资源的合理使用LTE时代PCC注重 管保结合 PCC是LTE架构必要组成部分 保证LTE高价值业务 如 LTE话音 高清视频 需新增Rx接口与此类业务平台互通 真正实现市场策略 业务 网络 终端的端到端协同控制 2G 3G和LTEPCC管控机制差异 LTE下 基于PCC架构的CIPS业务QoS保障 通过Rx接口实现PCC架构的能力开放 为LTE高价值应用提供高QoS保障 IMS类CIPS业务的QoS保障 非IMS类CIPS业务的QoS保障 可开放给第三方互联网应用 基于2 3GPCC架构 PCEF通过DPI识别业务 为LTE高价值应用提供高QoS保障 该方式在2 3G也有应用 主要是用于一些数据业务的管控 如P2P在LTE下 在业务平台没有提供Rx接口前提下 也可以利用该方式提供高QoS保障 基于Rx接口的PCC架构演进 IMS类CIPS业务 IMS业务在IMS会话协商过程中 SIP协议 通过P CSCF将IMS业务需求基于Rx接口通知PCRFPCRF判断业务准入后 将业务需求根据一定的规则映射为网络的QoS参数 并为该IMS业务建立有高QoS保障的专有承载应用 基于IMS的VOLTE 高清可视电话的高QoS保障 LTE时代 PCC架构新增Rx接口 为业务提供网络的QoS能力开放 业务需求通过Rx接口通知PCRF PCRF为业务提供相应的端到端QoS 通过Rx接口的能力开放 演进的PCC架构可为LTE网络提供高价值业务的高QoS服务的增值业务 数据类自有业务 第三方业务对于第三方业务 基于Diameter的Rx太复杂 倾向于基于HTTP协议 REST SOAP 为了向CP SP开放PCC能力 运营商提供API开发平台 AF 实现应用协议和Rx的协议转换 接入控制等功能应用 高清视频监控 与第三方 如新浪视频 合作 基于Rx接口的PCC架构的关键技术点 P CSCF发现机制 支持CIPS业务的端到端QoS参数和映射关系 业务侧业务需求 网络侧QoS参数 支持CIPS业务的PCC管控架构和能力 基于Rx接口的PCC架构演进 业务平台与AF的业务信息传递接口 业务侧需求与网络侧QoS映射关系 UE PGW PCRF Rx 业务信息 用户标识 BOSS Gx 下发QoS规则 AF REST SOAP 业务信息 用户标识 非IMS的应用平台 RAN IMS Rx接口能力 AF寻址PCRF机制研究 APN选择 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶段部署方案 3 互通和国际漫游 LTE具有永久在线特性 对IP地址需求量远高于TD 2G网络LTE用户开机后 不论是否使用业务 都将自动获得一个IP地址 直到用户关机目前2G TD网络地址配置量已超过5500万 LTE网络对IPv6的需求 LTE具有永久在线特性 对IP地址的需求量非常大 LTE作为新型系统 应尽早引入IPv6 避免在网络建成后 再进行大规模升级能够尽早积累网络建设经验IPv6在EPS标准中已经成熟稳定 通过IPv4v6PDN类型可以更好支持平滑过渡 应在LTE部署初期即引入IPv6 国家正在制定明确的IPv6发展战略规划 LTE引入IPv6有利于满足国家要求 为终端分配IPv4和IPv6双栈地址是向IPv6过渡的基础 管理两套协议相对复杂 涉及设备较多要求终端和网络同时支持双栈要求与LTE互通的2G 3G网络支持双栈 缺点 同时给终端分配IPv4地址和IPv6地址是CMNET CMWAP这样的通用APN适合的方案对某些特定类型终端或业务 如物联网业务 通过设置专用APN等可以使用IPv6单栈 需要网络侧增加翻译设备 进行IPv6和IPv4之间的翻译无法解决协议中或者内容中直接嵌入IPv4地址的情况终端上仅支持IPv4的客户端软件无法直接使用 需进行客户端软件支持IPv6 或者增加终端翻译模块 缺点 V4和v6双栈 v6单栈 HSS eNodeB S1 U S6a Gx S1 MME S11 SGi MME PCRF S9 InternetIPService ServingGW PDNGW S5 8 SAEGW E UTRAN LTE Uu IPv4 双栈 IPv6only NAT64 DNS64 终端和网络应同步支持IPv4v6双栈承载 为了确保移动网络平滑向IPv6过渡 EPS系统在第一个版本 Rel8 提供IPv4v6双栈承载类型 用户建立IPv4v6PDN连接时 可以同时获得IPv4和IPv6地址两个地址 为了保证与GRPS网络的互通 传统2G TDGRPS网络也于Rel9引入了IPv4v6双栈PDP类型 LTE单模终端使用IPv4v6双栈承载的需求 用户签约时允许使用IPv4v6双栈承载类型EPC网络支持IPv4v6双栈承载类型LTE终端支持IPv4v6双栈承载类型 LTE使用IPv4v6双栈承载时与2 3G网络互操作问题 2G TD分组域网络也必须同步升级支持目前标准中已引入的IPv4v6双栈PDP类型 否则LTE多模终端从LTE网络切换到2G TD网络时业务将中断LTE多模终端的2G TD模式必须同步支持IPv4v6PDN 否则从LTE网络切换到2 3G网络时业务将中断 为保证LTE和2G TD网络互操作时的业务连续性 要求2G TD分组域核心网和LTE多模终端的2G TD模式必须同步支持IPv4v6PDP类型 EPC与外部数据网络接口需支持IPv4和IPv6双栈地址 HSS eNodeB S1 U S6a Gx S1 MME S11 SGi MME PCRF S9 InternetIPService ServingGW PDNGW S5 8 SAEGW E UTRAN LTE Uu IPv4 双栈 IPv4 IPv6 S5 S8 GTP U GTP U UDP IP UDP IP L2 Relay L2 L1 L1 PDCP RLC MAC L1 IP Application UDP IP L2 L1 GTP U IP SGi S1 U LTE Uu RLC UDP IP L2 PDCP GTP U Relay MAC L1 L1 L2 L1 IP SGi接口需支持IPv4IPv6双栈方式转发用户IPv4和IPv6包 SGi接口需要支持同时向业务平台传递用户IPv4Ipv6双栈地址 终端 eNodeB S GW P GW LTEIPv6对网管和计费系统的要求 网管系统需支持IPv6相关数据配置 IPv6相关告警采集 IPv6相关KPI指标统计自动拨测系统需支持基于IPv6相关业务的业务质量检测 BOSS和CG应支持IPv6相关字段的处理P GW须支持基于用户IPv6地址的内容计费和在线计费 LTEIPv6下的永远在线 永远在线类应用 UE clients eNodeB Defaultbearer实现会话保活 IPv6实现IP地址永久可达 LTE IPv6 可以实现用户永远在线 应用可减少 取消心跳 服务器与客户端的状态感知 通过应用平台与网络的在线状态交互实现 用户体验基本无影响 PCRF AF 防火墙 取消 减少心跳 交互网络以及用户在线状态信息 提升用户体验 LTE IPv6可以实现心跳包的主要目的 保持长连接 保活承载和外网IP地址 应用可减少 取消心跳通过应用与网络交互在线状态 可实现心跳包感知应用客户端状态的作用 提升用户体验 提纲 2 码号 5 用户数据管理 6 QoS 7 策略控制 8 IPv6过渡方案 4 Diameter信令路由 9 LTE基础通信业务网络方案 10 计费 安全 1 网络架构及分阶