EPC基础原理PPT课件

1 EPC基础原理 内容 EPC网络演进EPC网络架构EPC接口和协议栈EPC关键技术中兴解决方案 3 无线接入技术逐步宽带化 无线接入技术的带宽的量级从10k 100k 1M 10M 100M不断提升系统容量和分组业务频谱利用率的不断提升使得每bit分组业务承载成本逐步降低多种无线接入技术长期共存 IMTAdvance4G CDMA2000Evolution 2001 2005 2006 HSDPAPhaseI1 8M 3 6Mbps HSDPAPhaseII7 2 14 4MbpsHSUPA2M 5 76Mbps LTEDL 100MbpsUL 50Mbps GSM GPRSEDGE171 384kbps WCDMAR99 R4384kbps WCDMAEvolution 2007 2008 2009 HSPA DL 40MbpsUL 10Mbps 1xEV DORev 0DL 2 4MbpsUL 153 6kbps DORev B MCDO DL 46 5MbpsUL 27Mbps 1xEV D0Rev ADL 3 1MbpsUL 1 8Mbps CDMA1X153kbps 2010 2011 IEEE802 16e70Mbps IEEE802 16mDL 100MbpsUL 50Mbps WiMAXEvolution IEEE802 16d20Mbps 4 统一分组核心网的网络结构 GGSN SGSN GGSN 3G DTS IP UTRAN 统一核心网 统一IP承载方式 统一控制承载分离 统一扁平化的网络 GSM TDSCDMA Non 3GPP LTE eUTRAN 5 对新网络的需求 支持1 25MHz 20MHz带宽 峰值数据率 上行50Mb s 下行100Mb s 频谱效率达到3GPPR6的2 4倍 提高小区边缘的比特率 用户面延迟 单向 小于5ms 控制面延迟小于100ms 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作 支持增强型的广播多播业务 降低建网成本 实现从R6的低成本演进 实现合理的终端复杂度 成本和耗电 支持增强的IMS IP多媒体子系统 和核心网 追求后向兼容 但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡 取消CS 电路交换 域 CS域业务在PS 包交换 域实现 如采用VoIP 对低速移动优化系统 同时支持高速移动 6 3GPPEPS的关键特征 EPS能够接入不同的接入系统 为用户提供多接入的环境EPS能够支持同一接入系统内 不同接入系统之间的移动性EPS能够支持3GPP以外基于IP的宽带接入网络EPS提供更强的性能 包括低延时 低建链时间 高通信质量等EPS能够支持用户在EPS之间以及EPS与现有网络之间的双向漫游EPS能够支持3GPPR7及更早PS网络的业务 并支持和3GPPR7及更早PS网络的互通 EPC需要能够和3GPPR7及更早CS网络业务的互通EPS支持3GPP接入之间的业务连续 以及3GPP与non 3GPP接入系统之间的业务连续EPS能够支持固定接入系统互通 提供固定接入系统的业务连续性EPS支持运营商提供的各种业务 包括语音 视频 消息 文件交换等EPS能够充分利用系统资源 包括频谱资源 终端电源等 7 EPC与2 3G核心网比较总结 内容 EPC网络演进EPC网络架构EPC接口和协议栈EPC关键技术中兴解决方案 9 几个常见的英文缩写解释 EUTRAN EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork 仅指无线侧 EPC EvolvedPacketCore 仅指核心网 LTE LongTermEvolution EUTRAN仅指无线侧 SAE SystemArchitectureEvolution EPC 仅指核心网 10 EPS与Gn GpGSN网络互通架构 3GPP接入非漫游场景 PGW提供Gn Gp接口MME提供Gn Gp接口 11 EPS与S4SGSN网络互通架构 3GPP接入非漫游场景 TS23 401Non roaming 支持3GPP接入 EPC新增网元的主要功能点 13 3GPP网络接入的EPS架构 漫游homerouted 14 3GPP网络接入的EPS架构 漫游用户LBO 15 Non 3GPP网络接入的EPS架构 S2a S2b PGW支持S2a S2b接口实现non 3GPP接入S2a支持从trustednon 3GPP接入 S2b支持从untrustednon 3GPPS2a基于PMIP和MIPv4协议 S2b基于PMIPv6协议 16 Non 3GPP网络接入的EPS架构 S2c PGW支持S2c接口实现non 3GPP接入S2c是UE与PGW之间的接口 可以从任何网络接入 不对漫游网络新增功能要求S2c基于DSMIPv6协议 内容 EPC网络演进EPC网络架构EPC接口和协议栈EPC关键技术中兴解决方案 EPC的接口说明 19 EPC主要接口的协议栈 架构和接口可以参考3GPP23 401 23 402协议 内容 EPC网络演进EPC网络架构EPC接口和协议栈EPC关键技术中兴解决方案 21 移动性管理相关流程 22 承载管理 承载分类 默认承载 类似一次激活一个永久有效的承载 该承载在用户attach时建立 APN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 一定是非GBR GuaranteedBearerRate 承载一般是低带宽 低时延 可用于访问DHCP服务器 IMS注册等 专用承载 类似二次激活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 在默认承载基础上建立的到同一PDN的不同QoS的承载 可以是GBR或非GBR承载多PDN问题 类似激活第二个PDP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PDNGW EPS系统支持一个PDNGW接入多个PDN 也支持多个PDNGW分别接入多个PDN 23 附着流程 24 UE发起去附着流程 25 UE请求专有承载建立 PGW决定是否使用原有的承载来传递该业务流 还是使用新的承载来传递该业务流 如果使用旧的承载 则4步之后发起承载更新流程 如果需要建立新承载 则4步之后发起承载建立流程 26 PGW发起的承载修改 承载QoS更新 BearerModificationProcedurewithBearerQoSUpdate UEinactivemode 27 TA TrackingArea 跟踪区列表 移动性管理优化 TAList1 TAList2 TA列表跟踪区列表中的所有UE注册的跟踪区都由同一个服务MME处理 当UE和MME之间建立了信令连接时 MME可以在任何时刻发起GUTI重分配过程 TAI列表重分配过程也可能由Attach或者TrackingAreaUpdate过程 当UE在同一个TA列表里移动的时候不需要触发TA更新流程 Tracking域标识由MCC MobileCountryCode MNC MobileNetworkCode 和TAC TrackingAreaCode 组成 TA1 TA2 TA5 TA4 TA3 MME 28 EPC网络安全管理 SNOW3GAESZTE支持3GPP33系列算法 AS和NAS算法 29 EPC网络安全管理 EPS和UMTS安全管理共同点EPS接入认证 AKAEPS和UMTS安全管理不同点EPS采用分层安全AS AccessStratum 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NAS NonAccessStratum 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网络区域安全层1和层2之间的安全 采用NDS IPsec 30 和传统2G 3G的互通 31 承载QoS控制 承载QoS控制QoS控制粒度都是基于承载 Bearer 一个承载一般包括一个或者多个业务数据流 SDF 对于QoS的动态控制 使用PCC机制 取消QoS协商机制 将授权QoS参数分成了多个级别 用QCI QoSclassidentifier 来标识 即一个QCI就代表一套QoS参数一个承载建立之后 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 承载层QoS参数QCI QoSClassIdentifier 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 ARP AllocationandRetentionPriority 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 GBR GuaranteedBitRate UL DLMBR MaximumBitRate UL DLAMBR AggregateMaximumBitRate 会话级参数 与地址相关 对所有的Non GBR承载有效 与GBR承载无关 上行在eNodeB控制 下行在PGW控制 到所有PDN的AMBR在HSS中签约 在attach时全部通知MME 在默认承载建立时通知eNodeB和PGW 32 EPC的QoS分类和参数 33 LTE语音解决方案 CSfallback EPC PSTN PLMN MME SAE PGW HSS CS INTRENET SGs eNodeB EPC PSTN PLMN MME SAE PGW HSS CS INTRENET Sv eNodeB 语音承载在2 3G网络 数据承载在LTE EPC网络的LTE区域在MSC MSCS上升级2 3G和LTE的覆盖重叠没有IMS在3GPPR8中定义 IMS SRVCC 所有的业务承载在LTE EPC的LTE区域需要IMS在MSC MSCS上升级在3GPPR8中定义 LTE CSonly 34 LTE语音解决方案 SRVCC GERAN UTRAN EUTRAN MME EPSDomain E MSCServer CSDomain SV SingleRadioVoiceCallContinuity 研究在域 IMS与CS 和无线接入技术 GSM UMTS与LTE 以及CDMA1X与LTE 之间变化时语音呼叫连续性如何保证 语音业务的连续性由PS切呼 MSC MSC切换和域切换流程来发起2G 3G和E UTRAN在边缘区域是重叠的MME和增强型的MSC之间引入SV接口需要引入成熟的IMS网络 IMSDomain SAE GW 2ForwardRelocationRequest 3Sessiontransfer 4Handover VoiceServiceContinuity 35 LTE语音解决方案 SRVCC 相关的功能实体的变化 MSC支持从MME发来的切换请求 发起CS承载建立和域切换过程支持IMS向CS域的切换 在TS23 237中定义 可以协商CS切换和域切换可以代表UE发起MAP位置更新流程MME SGSNHSPA IMS到2G 3G场景 从PS承载将语音和非语音分开 对于语音承载发起SRVCC切换 对于非语音发起PS切换协商PS切换和SRVCC切换HSS在UEattach流程里插入SRVCCVDN到MMEUE需要通知网络是否支持SRVCC 36 LTE语音解决方案 CSFallback GERAN UTRAN EUTRAN MME EPSDomain E MSCServer CSDomain SGs 通过使用CS底层架构来实现语音业务2G 3G全覆盖 也就是说E UTRAN的覆盖区域也同时被2G 3G区域覆盖SGs接口从Gs接口演变而来 支持SGsAP SGsAP是基于SCTP协议的 SMS业务的处理 从EPS EPS负责封装SMS相关消息 发送的NAS消息实现MSC和UE之间的SMS通讯 37 LTE语音解决方案 CSFallback 相关NE实体的变化 UEEPS CS移动性管理SMS特别的处理MSCSMS特别的处理SGs接口协议栈MMESGs接口特别处理SMS特别处理E UTRANSMS CS寻呼处理 内容 EPC网络演进EPC网络架构EPC接口和协议栈EPC关键技术中兴解决方案 39 中兴通讯演进的宽带分组网络解决方案 LTE UTRAN GERAN OSA SCS SCPIM SSF SIPAS ServicePlatform GGSN HA SAE GW SGSN MME AGW ePDG AC SR BRAS 特点 实现了6个统一统一的用户数据管理统一的业务控制和计费策略统一的网络管理统一的移动性管理节点uMAC统一的分组网关xGW统一的接入网络SDR接入无关的融合网络支持多种网络接入 包括移动 固定宽带接入扁平的架构用户面融合 单用户面节点 切换优化 网元融合减少信令控制和承载分离低TCO可盈利硬件资源共享节省CAPEX网络结构简化降低OPEX 多种业务的精细化管理 HLR HSS AAA SPR PCRF ZEPS ZTEEvolvedPacketSolution 统一分组网关xGW 统一策略计费管理RAC 统一用户数据管理USPP 统一网络管