1.3 Принципы сетевой архитектуры стандарта LTE
Главными принципами построения сетевой архитектуры LTE-SAE
являются общая опорная точка и узел шлюза (Gateway Node, GW) для всех
остальных технологий доступа. Архитектура оптимизирована в плоскости на
функциональном уровне для пользователя. Во всех интерфейсах реализуются
протоколы на базе IP. Интеграция технологий доступа, не относящихся к 3GPP,
реализуется на базе IP как у абонента, так и в сети.
Архитектура использует переход на меньшее количество узлов, которое
снижается с четырех до двух (базовые станции и шлюзы). Применяется
разделение функций интерфейса сети радиодоступа RAN-CN, аналогично как у
WCDMA/HSPA. Также разделяются плоскость управления и плоскость
пользователя между системой управления мобильностью (ММЕ) и шлюзом.
Шлюз, который может выполнять функции устройства сети пакетных данных
(PDN), так и сервисного шлюза, конфигурируется под выполнение обеих ролей
или какой-нибудь одной из них. PDN-шлюз служит общей опорной точкой для
всех остальных технологий доступа. Этим в границах одной или нескольких
технологий доступа обеспечивается стабильная точка присутствия для всех
пользователей на основе IP, вне зависимости от мобильности [3]. Архитектура
сети представлена на рисунке 1.1.
11
Рисунок 1.1 – Архитектура сети LTE
eNB – базовые станции;
Serving GW – общий шлюз доступа;
LTE-Uu - физический интерфейс пользователя;
X2 - физический интерфейс между базовыми станциями для
обеспечения хендовера ;
S1-u - интерфейс передачи пользовательских данных;
S1-c – служебный интерфейс MME.
Главным компонентом архитектуры SAE является Evolved Packet Core
(EPC). EPC служит эквивалентом сети GPRS. Компонентами EPC являются:
MME (узел управления мобильностью — Mobility Management Entity) —
это ключевой контролирующий модуль для сети доступа LTE. Он отвечает за
процедуры обеспечения мобильности, хэндовера, слежения и пейджинга UE
(пользовательского устройства — User Equipment). Он участвует в процессах
активации/дезактивации сетевых ресурсов и так же отвечает за выбор SGW для
UE при начальном подключении и при хэндовере внутри LTE со сменой узла
ядра сети (Core Network — CN). Он отвечает за аутентификацию пользователя
(при взаимодействии c HSS). Сигнализация слоя без доступа (Non-Access
Stratum — NAS) оканчивается в MME и данный узел так же отвечает за
генерацию и распределение временных идентификаторов для UE. Он проверяет
авторизацию UE для доступа к сервис-провайдерам мобильных сетей (Public
Land Mobile Network — PLMN) и реализует роуминговые ограничения для UE.
MME является заключительной точкой сети для шифрования/защиты
целостности сигнализации NAS и отвечает за управление безопасностью.
Узаконенный перехват сигнализации так же обеспечивается MME. MME
предоставляет плоскость функций контроля для обеспечения мобильности
12
между LTE и сетями доступа 2G/3G через интерфейс S3 установленный к MME
от SGSN. MME так же соединен интерфейсом S6a с домашним HSS для
роуминга UE.
SGW (обслуживающий шлюз — Serving Gateway): Предназначен для
обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему
базовых станций. SGW маршрутизирует и направляет пакеты с
пользовательскими данными, в то же время выполняя роль узла управления
мобильностью (mobility anchor) для пользовательских данных при хэндовере
между базовыми станциями (eNodeB), а также как узел управления
мобильностью между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP.
Когда UE свободен и не занят вызовом, SGW подключает нисходящий канал
данных (Down Link — DL) и производит пейджинг, если требуется передать
данные по DL в направлении UE. Он управляет и хранит состояния UE
(например требования по пропускной способности для IP-сервисов,
внутреннюю информацию по сетевой маршрутизации). Он так же
предоставляет копию пользовательских данных при узаконенном перехвате.
PGW (пакетный шлюз - Packet Data Network Gateway): Пакетный шлюз
обеспечивает соединение от UE к внешним пакетным сетям данных, являясь
точкой входа и выхода трафика для UE. UE может иметь одновременно
соединение с более чем одним PGW для подключения к нескольким сетям.
PGW выполняет функции защиты, фильтрации пакетов для каждого
пользователя, поддержку биллинга, узаконенного перехвата и сортирование
пакетов. Другая важная роль PGW - являться узлом управления мобильностью
между 3GPP и не-3GPP технологиями, такими как WiMax и 3GPP2 (CDMA 1X
и EvDO).
PCRF (узел выставления счетов абонентам - Policy and Charging Rules
Function): Это - общее название для устройств в рамках SAE EPC, которые
отслеживают поток предоставляемых услуг, и обеспечивают тарифную
политику. Для приложений, требующих контроль или начисление платы в
режиме реального времени, может использоваться дополнительный сетевой
элемент под названием Applications Function (AF).
Достарыңызбен бөлісу: |