LTE-EPC网络介绍PPT.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Alcatel-Lucent,Proprietary,*,Dec.2010,1,Dec.2010,LTE-EPC,网络介绍,Dec/2010,LTE-EPC,TSC,QACC,2,Dec.2010,EPC,网络结构及基本流程,1,3,Dec.2010,LTE/SAE,发展历程,2004,年底启动了长期演进（,LTE,）和系统架构演进（,SAE,）两大计划的标准化工作,标准化工作阶段：,SI,（,Study Item,，技术可行性研究阶段）和,WI,（,Work Item,，具体技术规范撰写阶段），,WI,阶段还分为,Stage2,和,Stage3,SAE,标准化进程：,2005,年正式启动,2006,年,12,月完成了,SAE,需求定义及技术研究报告，开始,SAE,技术规范制定,2007,年,12,月冻结了,R8,的系统需求，完成了大部分,Stage2,的工作,2008,年,6,月冻结,Stage2,工作,2008,年,12,月完成大部分,SAE,信令协议规范（,Stage3,）的制定,R8,2009,年,3,月核心技术规范及测试规范均以冻结,LTE/SAE,网络目标：高数据速率、低时延和基于全分组化的移动通信网络,EPS,（,Evolved Packet System,）,LTE,SAE,LTE,（,Long Term Evolution,）,E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network),SAE,（,System Architecture Evolution,）,=EPC(Evolved Packet Core),4,Dec.2010,2G/3G,与,LTE/EPC,的比较,C,ircuit Switched Core(Voice),P,acket Switched Core,S,MS,V,oice,I,nternet,E,mail,V,PN,3,G,UMTS,I,P Channel,E,nhanced,Packet Core(IP),I,nternet,E,mail,V,PN,I,P Video,S,MS/MMS,V,oice,V,ideo,Telephony,V,oIP/IMS,4,G,LTE,WIMAX,S,eparate CS/PS Core Networks,S,eparate Voice/IP Air Channels,C,ommon Enhanced(IP)Packet Core,C,ommon Packet(IP)Air Channel,E,nd-to-End IP Service Delivery,V,oice,Channels,C,ircuit Switched Core(Voice),P,acket Switched Core,S,MS,V,oice,I,nternet,E,mail,V,PN,2,G,GSM,EDGE,3G,UMTS,e,在空口上语音,/IP,数据分开处理,在空口上语音,/IP,数据统一处理,分离的电路域,/,分组域核心网,统一的增强,IP,核心网（,EPC,）,16k384Kbps,100Mbps,电路域业务,话音,/,短消息,窄带数据业务,VoIP,业务,丰富的宽带多媒体业务,端到端的全,IP,架构，扁平化的网络结构使系统延时减少,网元数量减少，使得网络部署简单，,维护更加容易,更高的空口带宽,拥有开展更多业务的能力,PSDN,HA,2G,CDMA 1X,3G,1x EV DO,BSC/RNC,5,Dec.2010,2G/3G,网络架构与,LTE/EPC,架构的映射关系,现在的移动网络架构,BSC,HA,EPS,（,LTE+EPC),空口移动性管理功能由,eNB,提供,HA,的功能由,PDN GW,提供，,QoS/HA,1,2,4,BTS,Internet,多媒体业务,PDSN,Backhaul,(TDM/ATM),BSC,在用户平面的承载功能由,SGW,提供,3,回程技术从,TDM/ATM,转向,IP/,以太网,Backhaul,(IP/Ethernet),MSC,话音交换和分组数据路由功能由,SGW,提供,BSC,的控制平面功能被分配到,MME/eNB,分组数据控制平面功能由,MME,提供,CS Core,PS Core,5,CS,和,PS,核心网统一为一张,IP,网,支持业务,QoS,保障和移动性的,IP,网络,6,MME,SGW,PDN GW,eNB,PCRF,6,Dec.2010,EPS,架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IP Network,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,Data Plane,Control Plane,Rf,Ro,OFCS,OCS,UE,eUTRAN,eNB,基于标准的,3GPP,和非,3GPP,互操作接口,Mobility Management Entity,移动性管理实体,Serving Gateway,服务网关,PDN Gateway,PDN,网关,Policy and Charging Rules Function,策略控制和计费规则功能,S103,7,Dec.2010,EPS,架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IP Network,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,Data Plane,Control Plane,Rf,Ro,OFCS,OCS,UE,eUTRAN,eNB,基于标准的,3GPP,和非,3GPP,互操作接口,S103,MME,用户移动性管理,接入和附着控制,寻呼，切换和漫游控制,eNB,之间切换的本地锚定点,3GPP,之间切换的移动性锚定,Idle,模式下的,DL,数据缓存,分组路由与转发,SGW,PCRF,策略控制决策,基于流计费控制的功能,向,PCEF,提供策略,PDN-GW,分配,UE,的,IP,地址,基于每用户的包过滤,Bearer,层面的,IP,锚定点,连接到外部分组网,8,Dec.2010,接口列表,接口,协议,物理承载方式,功能,S1-MME,S1-AP(,应用,)SCTP(,控制）,IP,E-UTRAN,与,MME,间控制平面参考点，用于各种控制信令的传输。,S1-AP,是,MME,和,eNB,间的应用层协议；,SCTP,保证,MME,和,eNB,间的信令可靠传递,S1-U,GTP-U,IP,E-UTRAN,和,SGW,之间为每个承载建立用户面隧道和,eNB,间切换时路径交换的参考点,S5,GTP-C,（控制面）,GTP-U,（用户面）或者,PMIP,IP,SGW,和,PGW,之间的参考点，支持网关之间的承载管理和用户面隧道管理，用于,SGW,建立到,PGW,的连接过程及,UE,移动性管理中,SGW,重定位过程,.,S6a,Diameter,IP,该接口用于,MME,和,HSS,之间的鉴权和认证,Gx,Diameter,IP,PGW,与,PCRF,之间的参考点，支持从,PCRF,向,EPC,提供策略控制和计费规则传递,S8,GTP-C,（控制面）,GTP-U,（用户面）或者,PMIP,IP,与,S5,相同，用于漫游架构，在,VPLMN,和,HPLMN,的,PGW,之间提供用户面控制,S10,GTP-C,IP,MME,之间用于,MME,重定位的参考点，提供,MME,之间的信息传递,S11,GTP-C,IP,MME,和,SGW,之间控制面的参考点，支持承载管理,SGi,TCP/UDP,IP,PGW,和,PDN,网络之间的参考点。这里的,PDN,网可以是外部公共数据网、也可以是内部私有数据网（比如运营商的,IMS,网络）,S101,S1-AP/UDP,IP,MME,和,HRPD,接入网之间的参考点，用于实现,E,UTRAN,到,HRPD,网络之间的预注测、会话维持及切换功能,S103,GRE,隧道,IP,SGW,和,HSGW,（,HRPD,服务网关）之间的参考点，用于从,E,UTRAN,到,HRPD,之间切换时的下行数据传送,S2a,PMIP,（控制面）,GRE,隧道（用户面）,IP,PGW,和,HSGW,（,HRPD,服务网关）之间的参考点，为用户平面提供相关的控制和移动性支持,9,Dec.2010,UE,附着和创建默认承载过程,UE,在进行实际业务之前，发送附着消息给,MME,，进行网络注册，也就是网络附着（,network attachment,）,鉴权,MME,发送创建默认承载消息给,S-GW,S-GW,把创建默认承载消息转发给,P-GW,PDN-GW,为新的会话建立向,PCRF,申请策略,然后安装必要的过滤器,SGi,S11,S5,E-UTRAN,S1-U,S1-MME,MME,Servinggateway,PDNgateway,IP network,Gx,X2,PCRF,eNB,eNB,一个,”,永远在线,”,的,IP,连接建立并锚定在了,PDN-GW,上,HSS,S6a,ECM,ECM-CONNECTED,EMM=EMM-REGESTERED,Gxc,10,Dec.2010,默认承载创建过程中,PCRF,的角色,UE,附着到网络、创建默认承载的过程中，,PCRF,扮演了顾问的角色,接到为默认承载提供动态策略的申请,获取签约数据,根据规则做出策略及计费判决,回复,PGW PCC,策略,业务流模板（,Traffic Flow Template,）,QoS,参数,计费参数,规则引擎,别的信息,规则,HSS/SPR,1.IMSI,UEIP,location,RAT,CAN type,2.IMSI,签约信息,3.PCC rules:TFT,QoS,Charging rules,PDN-GW,PCRF,11,Dec.2010,寻呼过程,对于处于空闲状态的,UE,，当下行数据到达,EPC,时，数据终结在,S-GW,，,S-GW,发起寻呼,.,S-GW,向,MME,发出下行数据通知（,downlink Data notification,）,.,S-GW,开始缓存下行数据包,.,MME,向,UE,注册的,TA,列表内的所有,eNB,发出寻呼消息，要求,eNB,在其覆盖范围内寻呼,UE.,收到寻呼后，,UE,发起业务请求流程（,UE-triggered service-request,procedure,）,重建无线承载和,S1,U,承载，,S-GW,开始清空缓存,.,eNB,SGi,S11,S5,E-UTRAN,S1-U,S1-MME,MME,Servinggateway,PDNgateway,X2,Gx,PCRF,eNB,2.SGW,发送,Downlink data-notification message,给,MME,1.SGW,接到下行数据包并缓存，此时,S1,承载没有激活,3.MME,向,eNB,发起寻呼,IP network,Gxc,12,Dec.2010,EPC,支持两种业务请求,:,UE,发起的业务请求：,UE,发送业务请求消息给,MME,，要求业务接入,网络发起的业务请求：,当,PDN-GW,接到,DL,数据包时，由网络对注册用户发起业务请求,上面任一业务请求都可以触发专用承载的建立（取决于业务请求的,QoS,）,:,UE,可以在业务请求之后发送承载重配置消息给,MME,申请建专有承载,基于收到的业务请求，,PCRF,可以触发专有承载的建立,SGi,S11,S5,E-UTRAN,S1-U,S1-MME,MME,Servinggateway,PDNgateway,Gx,X2,eNB,eNB,1.UE,发送,NAS,业务请求信令（,service-request,）给,MME,2.MME,发送更新承载请求给,SGW,，以建立或更新,S1,承载,3.,与,PCRF,交互后可能建立专有承载,业务请求和专用承载建立过程,IP network,Gxc,PCRF,13,Dec.2010,切换过程,基于,X2,接口,eNB,切换流程由,UE,和,eNB,控制,根据,UE,上报测量结果，源,eNB,通过,X2,接口协调切换（向目标,eNB,发送切换请求，根据目标,eNB,反馈指示,UE,重配置,RRC,连接）,切换中用户数据从源,eNB,转发到目的,eNB.,当收到,UE,重配置,RRC,成功消息之后，目标,eNB,通过,S1-MME,接口向,MME,发送路径切换请求（,path-switch request).,MME,通过,S11,接口发用户面更新请求,(user-plane update request),给,S-GW,，把下行承载路径切换到目标,eNB.,目标,eNB,通知源,eNB,切换成功，触发资源释放,SGi,S11,S5,E-UTRAN,S1-U,S1-MME,MME,Servinggateway,X2,Gx,eNB,S-GW,要有灵活管理承载的能力、以支持业务或切换请求,IP network,PCRF,PDNgateway,Gxc,14,Dec.2010,EPC,网元功能,2,15,Dec.2010,MME,功能,MME,HSS,S6a,eNB,S1-MME,S-GW,S1-U,S11,eHRPD,S101,S10,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S10,MME,MME,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S11,MME,S-GW,Diameter,SCTP,IP,Diameter,SCTP,IP,S6a,MME,HSS,MME,控制,UE,如何通过,NAS,信令与网络进行交互,对,UE,进行鉴权并控制其是否能接入网络,控制,UE,对网络的接入（如分配网络资源）,维持所有,UE,的,EPS,移动性管理,(EMM),状态，支持寻呼，漫游和切换,MME,控制,SGW,执行承载管理功能,承载平面的用户数据不经过,MME,MME,支持对,PGW,和,SGW,的选择功能，以便决定,UE,所使用的承载的路径,MME,支持对,MME,的选择功能，以决定,MME,改变时,HO,的路径,MME,支持对,HRPD,接入节点的选择功能，以实现,LTE,到,HRPD,的切换,支持信令流的合法监听,S1-AP,SCTP,IP,S1-AP,SCTP,IP,S1-MME,MME,HSS,S1-AP,UDP,IP,S1-AP,UDP,IP,S101,MME,eHRPD,16,Dec.2010,S-GW,功能,eNB,S-GW,S1-U,S11,PCRF,P-GW,S101,HSGW,eHRPD,S103,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S5/S8,S-GW,P-GW,S5/S8,GRE,IP,GRE,IP,S103,S-GW,HSGW,MME,S10,S1-MME,Gx,SGi,CG,HSS,S6a,Sp,Gy/Gz,Gy/Gz,S-GW,是本地的移动性锚定点,eNB,之间切换的本地锚定点,Idle,模式下的,DL,数据缓存,分组路由与转发,传输层上下行链路上基于,QCI,对数据包做标记（如,DSCP,）,支持每用户,/QCI,的计费,eNB,与,2G/3G,网络之间切换的本地锚定点,非,3GPP,接入系统的本地切换锚点,合法监听,Gxa,Gxc,GTP-U,UDP,IP,GTP-U,UDP,IP,S1-U,S-GW,eNB,GRE,IP,GRE,IP,S5/S8,S-GW,P-GW,选择一,选择二,Diameter,SCTP,IP,Diamater,SCTP,IP,Gxc,S-GW,PCRF,S2a,17,Dec.2010,P-GW,功能,PDN-GW,是,EPS,承载在,IP,层面的锚定点（,HA,）,UE,的,IP,地址的管理和分配,控制,UL,和,DL,承载的绑定,传输层上下行链路上基于,QCI,对数据包做标记（如,DSCP,）,每用户每业务的,QoS,控制和分组包过滤,QoS,策略,执行,支持计费,非,3GPP,接入系统间切换时，,PMIP,协议下的,LMA,（,Local Mobility Anchor,，本地移动锚点）功能,合法监听,S-GW,PCRF,P-GW,HSGW,S103,S5/S8,Gx,SGi,CG,Gy/Gz,Gy/Gz,Gxa,Gxc,S2a,Diameter,SCTP,IP,Diamater,SCTP,IP,Gx,S-GW,PCRF,18,Dec.2010,HSS,功能,HSS,功能,用户签约数据存储,附着过程中用的鉴权向量,默认,TFT(see 36.300 QoS model),每,UE,每,APN,汇聚,MBR(AMBR),（可能）存储,PCRF,用户策略配置,提供,PDN,签约信息（包括默认,PDN,和是否允许,APN,使用,VPLMNP,）,RAT/,频率检测级别索引，用于建立,RRC,连接,用户位置信息,HSS,还可以触发去附着流程,(,比如，对于欠费用户,),eNB,PCRF,MME,S10,S1-MME,HSS,S6a,Sp,19,Dec.2010,PCRF,功能,PCRF,功能需求,接受,AF,的应用请求，并根据,SPR,的用户签约数据进行验证,根据应用请求生成策略规则,把规则做成,TFT,，使用,TFT,把,SDFs,映射到,EPS bearer,提供计费指导,具备动态或预定义的策略规则,具备对,QoS,资源进行审核批准,具备计费关联功能,把上行数据流,(per SDF),绑定到,IMS,的信令层,(,比如，用于流量测量,),SPR,S-GW,PCRF,Sp,P-GW,Gx,Application,应用信令,(SIP,HTTP,etc.),Rx,S5/S8,OCS,OfCS,Gz,Gy,eNB,从,AF,接受应用请求,IMS/non-IMS,生成对每个承载,SDF,的控制策略下发到,xGW,执行,Gating/QoS/Charging,应用请求在用户签约数据仓库,SPR,进行验证,Gxc,20,Dec.2010,世博组网方案,3,21,Dec.2010,世博组网架构,GE Trunk 2 Vlans Defined 1 Physical,FE/GE interface Copper,HSS 1430,7750 P-GW,7750 S-GW,MME 9471,IPTV,5060 ICS,5900 MRF,Local IMS,7750 SR-1,GE Fiber,MDA,eNodeB d2U,7750 SR-7,7705 SAR,.eNBs.,eNodeB d2U,UE,UE,UE,RRH1,RRH3,.,RRH1,RRH3,.,UE,PDM eNB Client,PDM eNB Client,TAP,TAP,Aggregation Router,Cell Site Router,OS6850,NPO,WMS,5620 SAM,OAM Servers,Ramses server,Debug Server,Debug Client,Debug Client,Debug Servers,7750 SR-1,FW,Clients,Clients&LMT,Clients,Clients,OS6850,OMC-P,FW,IPMAN,DSC 5780,7705 SAR,7750 SR-1,22,Dec.2010,电信世博,EPC,设备一览,SGW,7750 SR7,7750 SR1,Firewall,FTP,IMS,Switch,MME,HSS,Switch,PCRF,MRF,PGW,7750 SR7,7750 SR1,Firewall,xMS,OMC-P,SAM,23,Dec.2010,SAM 5620:,提供对,EPC,核心网分组域和回传传输设备的集中管理，包括告警监视、网络拓扑、事件日志记录等功能,7750 SR1,提供到业务平台的出口。,Firewall:,防火墙将核心网分组域网络隔离于外部数据网，以确保核心网不会受到外部网络的恶意攻击。,ALU EPC,辅助设备,7750 SR7,核心网汇聚路由器，提供核心网网元之间的互通以及核心网和无线站点之间的互通路由。,24,Dec.2010,www.alcatel-,