Evoluția arhitecturii sistemului
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită pe 5 mai 2015; verificările necesită
10 modificări .
SAE ( System Architecture Evolution - System Architecture Evolution ) este o arhitectură de bază de rețea dezvoltată de consorțiul 3GPP pentru standardul de comunicații fără fir LTE .
SAE este o continuare evolutivă a nucleului rețelei GPRS , cu câteva diferențe:
- arhitectură simplificată - arhitectura SAE reduce costurile de operare și de capital. Noul model plat înseamnă că doar două tipuri de noduri (stații de bază și gateway-uri) vor trebui actualizate pentru a face față traficului în cazul unei creșteri semnificative a traficului.
- construit în întregime pe IP (All IP Network - AIPN) - Primele concepte 3G au fost dezvoltate astfel încât vocea să fie încă transportată printr-un sistem cu comutare de circuite. De atunci, a existat o schimbare către rețelele IP. În consecință, arhitectura SAE se bazează pe o rețea IP.
- oferă mai multă capacitate pe rețeaua de acces radio (RAN) - downlink-ul (Down Link) este de așteptat să fie de peste 100 Mbps, iar accentul sistemului va fi pe mobilitatea lățimii de bandă, rețeaua va trebui să suporte multe mai multe straturi de date.
- oferă o latență RAN mai mică - Cu niveluri crescute de interoperabilitate și răspunsuri mai rapide, conceptul SAE va oferi niveluri de latență de aproximativ 10 ms.
- acceptă mobilitatea între mai multe RAN eterogene , inclusiv suport atât pentru sisteme GPRS , cât și pentru sisteme non-3GPP (cum ar fi WiMAX )
Arhitectura SAE
Componenta principală a arhitecturii SAE este Evolved Packet Core ( EPC ). EPC este echivalentul unei rețele GPRS.
Componentele EPC sunt [1] :
- MME (Mobility Management Entity) este modulul de control cheie pentru rețeaua de acces LTE. Este responsabil pentru procedurile de mobilitate, predare, urmărire și paginare ale UE (Echipament utilizator). Acesta participă la activarea/dezactivarea resurselor de rețea și este, de asemenea, responsabil pentru selectarea SGW pentru UE în timpul conexiunii inițiale și în timpul transferului în cadrul LTE cu schimbarea nodului Core Network (CN). Este responsabil pentru autentificarea utilizatorului (când interacționează cu HSS). Semnalizarea stratului de non-acces (NAS) se termină la MME și acest nod este, de asemenea, responsabil pentru generarea și distribuirea identificatorilor temporari pentru UE. Acesta verifică autorizația UE de a accesa furnizorii de servicii de rețea mobilă terestră publică (PLMN) și implementează restricții de roaming pentru UE. MME este punctul final al rețelei pentru criptarea/protecția integrității semnalizării NAS și este responsabil pentru managementul securității. Interceptarea legală a semnalizării este, de asemenea, asigurată de MME. MME oferă un plan de funcții de control pentru mobilitatea între rețelele de acces LTE și 2G/3G prin interfața S3 instalată pe MME de către SGSN . MME este, de asemenea, conectat printr-o interfață S6a la HSS de roaming acasă al UE.
- SGW (Serving Gateway): Proiectat pentru a procesa și a direcționa pachetele de date care vin de la/la subsistemul stației de bază. SGW direcționează și redirecționează pachetele de date ale utilizatorului în timp ce acționează ca o ancoră de mobilitate pentru datele utilizatorului în transferul între stațiile de bază (eNodeB) și ca nod de control al mobilității între rețeaua LTE și rețelele cu alte tehnologii 3GPP. Când UE este liber și nu este ocupat la un apel, SGW dezactivează legătura descendentă (DL) și paginarea dacă datele trebuie trimise pe DL către UE. Acesta gestionează și stochează stările UE (de exemplu, cerințele de lățime de bandă pentru serviciile IP, informațiile de rutare a rețelei interne). De asemenea, furnizează o copie a datelor utilizatorului la interceptarea legală.
- PGW (Packet Data Network Gateway): Packet Gateway oferă conectivitate de la UE la rețelele externe de pachete de date, fiind punctul de intrare și ieșire a traficului pentru UE. Un UE poate fi conectat la mai multe PGW în același timp pentru a se conecta la mai multe rețele. PGW efectuează securitatea, filtrarea pachetelor per utilizator, suportul pentru facturare , interceptarea legală și sortarea pachetelor. Un alt rol important al PGW este acela de a fi nodul de control al mobilității între tehnologiile 3GPP și non-3GPP, cum ar fi WiMAX și 3GPP2 ( CDMA 1X și EvDO ).
- PCRF ( Funcția de politici și reguli de încărcare numele general pentru dispozitivele din cadrul SAE EPC care monitorizează fluxul de servicii furnizate și aplică politica de încărcare. Pentru aplicațiile care necesită monitorizare sau încărcare în timp real, poate fi utilizat un element de rețea opțional numit Funcție de aplicații (AF).
Distribuția informațiilor în SAE
Pentru a îndeplini cerințele pentru creșterea lățimii de bandă și timp de răspuns redus, precum și pentru tranziția la o rețea all-IP, trebuie utilizată o nouă abordare a structurii rețelei.
Anterior, rețeaua de acces radio 3G consta din Nod B (stații de bază) și controlere de rețea radio ( RNC ). Mai multe noduri B au fost conectate în stea la RNC, care a transportat cea mai mare parte a sarcinii de gestionare a resurselor radio. La rândul lor, RNC-urile au fost conectate la miezul rețelei și conectate între ele prin intermediul acesteia.
Pentru a oferi funcționalitatea necesară în cadrul LTE, în structura SAE, stratul de control este deplasat de la nucleu la periferie. RNC-urile sunt îndepărtate și controlul resurselor RF este transferat la stațiile de bază. Noul tip de stații de bază se numește eNodeB sau eNB.
eNB-urile se conectează direct la gateway-ul rețelei de bază printr-o nouă „interfață S1”. În plus, noile eNB-uri se conectează la eNB-urile vecine într-o manieră asemănătoare rețelei printr-o „interfață X2”. Acest lucru oferă un nivel mult mai ridicat de interacțiune directă. Această conexiune permite, de asemenea, direcționarea directă a multor apeluri, deoarece un număr mare de apeluri și conexiuni în rețea sunt destinate dispozitivelor mobile din aceeași celule sau din apropiere. Noua structură permite direcționarea apelurilor pe o rută mai scurtă și cu utilizarea minimă a resurselor de bază ale rețelei.
Pe lângă implementarea OSI Layer 1 și Layer 2 , eNB gestionează o serie de alte funcții care includ controlul resurselor radio (inclusiv controlul accesului), echilibrarea sarcinii și managementul mobilității , inclusiv luarea deciziilor de transfer pentru utilizatorii sau echipamentele mobile (UE) .
Niveluri suplimentare de flexibilitate și funcționalitate înseamnă că noile eNB-uri sunt mai complexe decât UMTS sau stațiile de bază din generația anterioară. Cu toate acestea, noua structură a rețelei SAE permite niveluri mult mai ridicate de performanță. În plus, flexibilitatea încorporată în eNB-uri le permite să sprijine extinderea în continuare a funcționalității pentru a migra de la LTE la LTE Advanced .
Note
- ↑ Cartea albă LTE
Link -uri