核心网基本原理及关键技术

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,*,页,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,MSC

2、S,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,SAE GW,；,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,SAE GW,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

3、，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,Internet,PS Service,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,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）；,S4 SGSN,：,2G/

4、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,Gn SGSN,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,-e

5、NodeB,：,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,Internet,PS Service,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,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

6、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,SCTP,S6d,：,S4-SGSN,通过,S6d,接口从,HSS,获得鉴权和签约信息，协议类型同,S6a,S11,：,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,GTPv2,S5,：,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

7、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,：,S4 SGSN,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,

8、网络中的,Gi,接口,组网方案,全融合核心网,HSS/HLR,TD-LTE,MME/SGSN,SAE GW/GGSN,EPC DNS,CS域核心网,EPC CG,M,SC,Server,2G/TD,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

9、护已有投资。,2G/TD,SGSN,GGSN,2G/TD,新建融合核心网,HSS/HLR,TD-LTE,GPRS核心网,EPC DNS,GPRS CG,CS域核心网,HLR,EPC CG,M,SC,Server,GPRS DNS,MME/SGSN,SAE GW/GGSN,MME/SGSN,HSS/HLR,2G/TD,SGSN,GGSN,EPC独立组网,TD-LTE,GPRS核心网,DNS,GPRS CG,CS域核心网,HLR,EPC CG,M,SC,Server,GPRS DNS,SAE GW,MME,HSS,LTE,规模试验阶段核心网组网架构,Gn,Gn,GSM/GPRS/,EDGE,（,+

10、,）,TD-SCDMA/,HSPA,TD-LTE,SGSN,SAE GW,MME,HSS/HLR,GGSN,EPC,核心网,PCRF,HLR,2G/TD,PS,域核心网,P-GW/GGSN,S-GW,Gr,现有,2G/TD,终端,LTE,多模终端,DNS,SAE DNS,S5/S8,S11,S1-MME,S1-U,S6a,CG,Gx,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、,LTE Mifi,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

11、建,SAE GW/GGSN,设备，作为,LTE,单模、,LTE,多模、,LTE Mifi,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,SAE GW,。,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、,LTE Mifi,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。,LTE MIFI,：只在,LT

12、E,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、,LTE Mifi,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,SAE GW/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

13、持,LTE,终端能力的识别和锚定到,SAE GW,。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、,LTE Mifi,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。,LTE MIFI,：只在,LTE,覆盖区接入,Mifi,业务。,业务体验,业务平台,业务平台,Inter

14、net,Internet,2G,/TD,SGSN,GGSN,2,G,/TD,新建核心网,HSS/HLR,TD,-,LTE,MME,/,SGSN,SAE GW,/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,2G/TD,CS,域核心网,MGW,M,SCServer,新建核心网,MME,/,SGSN,SAE GW,/GGSN,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,

15、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,）,GUTI,RAI/P-TMSI,GUTI,RAI/P-TMSI,新引入码号：,GUTI,全球唯一临时标识（,Globally Unique Temporary UE Identity,），类似,RAI+P-TMSI,=,=,=,2G/3G,与,LTE,进行互操作时，,GUTI,与,RAI+P-TMSI,需进行映射,新引入码号（,2/3,）,新引入码号：,TAI,追踪区标识（Tracking Area Identity），表示用户位置信息，类似2G/3G位置区LAI或路由区R

16、AI,tac-lb.tac-hb.tac.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org,TA List：跟踪区列表，由一组TAI组成，最多包含16个TAI,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：,gw,10.guangzhou.guangdong.,node,S-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,APN,APN-NI与APN-OI编码方式与2G/3G相同,APN-OI格式仍为：mnc.mcc.gprs,APN的域名格式为：.apn.e