4G核心网的介绍-LTE和EPC的介绍课件

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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,2020/6/21,#,LTE,和,EPC,介绍,LTE和EPC介绍,1,大纲,1.EPS,概念,2.EPS,网络架构,3.,EPS,网元功能,4.,网元之间的关联关系,5.,其他,大纲 1.EPS概念,2,EPS,概念,LTE,：,Long Term Evolution,长期演进，是,3GPP,制定的高数据率、低延时、面向分组域优化的新一代宽带移动通信标准项目,3GPP,：,The 3rd Generation Partnership Project,，第三代合作伙伴计划,3GPP,的目标是实现由,2G,网络

2、到,3G,网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。其职能：,3GPP,主要是制订以,GSM,核心网为基础，,UTRA(FDD,为,W-CDMA,技术，,TDD,为,TD-CDMA,技术,),为无线接口的第三代技术规范,EPS,几个名词,EPS概念LTE：Long Term Evolution长期,3,EPS,概念,E-UTRA,：,LTE,空中接口,E-UTRAN,：,LTE,接入网,=UE+eNB,EPC,：,Evolved Packet Core 4G,核心网，,3GPP,的演进分组核心网，由,MME+SGW+PGW,组成,EPS,：,Evolved

3、Packet System,，,3GPP,的演进分组系统，由,E-UTRAN+EPC,组成,SAE,：系统架构演进项目,EPS,几个名词,EPS概念E-UTRA：LTE空中接口EPS几个名词,4,EPS,概念,几个名词关系,EPS概念几个名词关系,5,EPS,概念,峰值速率：,下行峰值,100Mbps,，上行峰值,50Mbps,时延：,控制面,IDLE ACTIVE:100ms,用户面 单向传输,:SGW,MME,（,Mobility Management Entity,）功能：,移动性管理、会话管理，用户接入鉴权；,S-GW,（,Serving Gateway,）功能：,终结无线接入部分的接

4、口,，,E-NodeB,间切换的锚点，基于用户和承载的计费，服务网关，功能类似于,SGSN,。,PDN-GW,（,PDN Gateway),功能：,终结面向,PDN,的,SGi,的接口,，,3GPP/,非,3GPP,的铆点，基于业务的计费，连接外网的网关，功能类似,GGSN,。,SGSN,GPRS,UMTS,LTE,Non-3GPP,MME,HSS,PCRF,Serving GW,PDN,GW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S2a,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,User,plane,Co

5、ntrol,plane,BTS,Internet,CorporateInternet,Operator ServiceNetwork,支持多种制式共接入,EPS架构概述11真正实现控制和承载分离，用户面 eNode,11,EPS,新,部署,新建,EPC,网络,MME,、,SGW,、,PGW,、,HSS,、,PCRF,及无线,eNB,布点，与现网无对接,引入新号段，供,LTE,试点用户使用，应该是,183,建议试点阶段维护、计费与现网独立,目前浙江独立布网，只有宏站,eNodeB,MME,HSS,PCRF,S-GW,P-GW,S1-U,S6a,Gx,S5,S1-MME,S11,SGi,User,

6、plane,Control,plane,Internet,UE,通过,eNB,连接到,EPC,核心网，,信令面通过,S1-MME,接口与,MME,相连，进行用户注册、鉴权，在,HSS,判断用户合法性；,MME,通过,S11,接口发送默认承载的消息给,SGW,SGW,通过,APN,在,DNS,解析出所承载的,PGW,SGW,通过,S5,接口把消息发送给,PGW,P-GW,通过,Gx,接口与,PCRFi,连接，对用户请求进行授权，策略分配、,QOS,的保证,用户面通过,S1-U,接口与,SGW,相连，,PGW,通过,SGI,接口接入运营商网络,UE,EPS新部署新建EPC网络MME、SGW、PGW

7、、HSS、e,12,EPS,热点区域部署,S4 SGSN,GPRS,TD,LTE,MME,HSS,PCRF,S-GW,P-GW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,User,plane,Control,plane,Internet,S6a,热点商用部署阶段目标：,实现核心网,2G/TD/LTE,融合组网,验证核心网统一计费，统一运维,部署方案：,部署,Diameter,信令网；引入新号段，用于发展,LTE,用户,现网,SGSN,升级为,SGSN/MME,，,GGS

8、N,升级为,S-GW/P-GW,统一进行网管部署,与计费平台对接,EPS热点区域部署S4 SGSNGPRSTDLTEMMEHS,13,EPS,规模部署,MME POOL,GPRS,TD,LTE,HSS,PCRF,S-GW/P-GW POOL,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,Gx,Gb,Iu,S1-MME,S12,S11,SGi,S9,User,plane,Control,plane,Internet,S6a,规模部署阶段目标：,全网,G/T/L,融合组网,用户数据全面融合,部署方案：,SGSN/GGSN,全部升级为,MME,及,S-GW/P-GW,，多种制式

9、共接入，简化网络结构,2/3G,用户逐渐向,4G,用户迁移；,MME,及,S-GW/P-GW,组,POOL,，提升网络安全并实现设备间的负载均衡,EPS规模部署MME POOLGPRSTDLTEHSSPCR,14,LTE,引入模式,模式一：小范围引入，孤岛式组网，进行技术试验,此模式适用于当前阶段，主要由于,LTE,网络设备和终端推出时间较短，技术成熟度低，需要通过试验来验证产品、业务、组网、计费等个环节的成熟度。可选择少量城市进行小范围的现场试验，,EPC,核心网与,LTE,无线网自成系统，与现网不互联。组网架构如图：,15,由于支持语音业务的,LTE,手机终端推出进程慢于数据卡类业务终端，

10、因此该模式只为试验用户提供数据业务，只能在本地,LTE,实验网内漫游，不提供至,2G/3G,网络的漫游和切换,LTE引入模式模式一：小范围引入，孤岛式组网，进行技术试验1,15,LTE,引入模式,模式二：全网引入并独立组网，不与现有的,2G/3G,网络互连，只提供数据业务,此模式适用于,LTE,及,EPC,网络设备较成熟的阶段，具备全网部署的条件，并可联网实现,LTE,用户在网内的漫游，由于,LTE,手机终端成熟较晚，且,VOIP,业务的支持程度较弱，因此只为用户提供数据业务，考虑到该阶段,LTE,网络仍需进行相关实验，验证大范围组网特性，避免对现网改造和影响，也是单独组网，架构如图：,16,

11、模式二要求,EPC,网络除具备模式一的功能外，还要求不同省,SGW,间通过,S5,接口进行通信，全网,MME,与,HSS,间需全互联，需确定,Diameter IP,信令网组网方式。,LTE引入模式模式二：全网引入并独立组网，不与现有的2G/3,16,LTE,引入模式,模式三：全网引入，与现有的,2G/3G,网络混合组网，只提供数据业务,此模式适用于,LTE,及,EPC,网络设备已成熟的阶段，具备商用条件，可与现网互联、互操作，实现,LTE,用户在,LTE,网及现有,2G/3G,网中均可使用业务。该模式要求,LTE,用户使用,LTE/2G/3G,多模终端，由于手机终端的成熟时间相对网络设备较晚

12、，所以只提供数据业务，组网架构如图：,17,LTE引入模式模式三：全网引入，与现有的2G/3G网络混合组,17,大纲,18,1.EPS,概念,2.EPS,网络架构,3.,EPS,网元功能,4.,网元之间的关联关系,5.,其他,大纲18 1.EPS概念,18,EPS,网元功能,MME,E-UTRAN,MME,是核心网唯一控制平面的设备，主要功能有：,移动性管理,接入控制,会话管理,网元,SGW/PGW,选择,存储用户信息,业务连续性,E-UTRAN,的实体,eNode,：,无线资源管理,无线承载控制、无线许可控制，上行和下行资源动态分配,/,调度,头压缩及用户面加密,UE,附着时的,MME,选择

13、,根据用户,QoS,签约信息，进行上行和下行的承载级别的速率调整，对承载级别的准入控制。,EPC,网元实体功能：,移动性管理：,附着,/,去附着、跟踪区更新、,切换和寻呼,接入控制：,MME,通过鉴权功能实现网络和,用户之间的相互鉴权和密钥,协商，确保用户请求的业务,在当前网络可用。,会话管理：,对建立会话所必须的承载的管,理，默认承载和专用承载。,网元选择：,PGW,和,SGW,的选择。,信息存储：,MME,要保存用户的状态，,MM,上下文和,EPS,承载上下文信,息。包括，用户标识、跟踪,区信息、鉴权信息、安全算,法、网元地址、,QOS,参数。,业务连续性：,MME,还能支持,EPS,与,

14、2G/3G,建的业务互通。,EPS网元功能MMEE-UTRANMME是核心网唯一控制平面,19,EPS,网元功能,Serving Gateway,PDN Gateway,SGW,位于用户面，对每个接入,LTE,的,UE,，一次只能有一个,SGW,为之服务，功能有：,会话管理,:,SGW,能对承载进行建立、修改和释放，能存储,EPS,承载上下文,路由选择和数据转发,:,eNodeB,间切换时，,SGW,做为本地锚定点在路径转发后，像源,eNodeB,发送结束标记，从新排序功能。,3.QoS,控制：,支持,EPS,主要承载的主要,QoS,参数,.,4.,计费,5.,存储信息,PGW,位于用户面，是

15、面向,PDN,终结与,SGi,接口网关，功能有：,IP,地址分配：,用户,UE,的,IP,地址是由,PGW,来分配的，静态和动态。,会话管理：,支持,EPS,承载管理功能，建立、修改、释放，能根据,APN,进行域名解析并寻址到外网。,PCRF,选择,路由选择数据转发,QoS,控制,计费,策略和计费执行,EPC,网元实体功能：,EPS网元功能Serving GatewayPDN Gate,20,EPS,网元功能,PCRF,HSS,Policy and Charging Function,策略计费控制功能，功能有：,策略控制决策。,对用户请求的业务授权、策略分配。,基于流计费控制功能,反馈网络堵塞

16、的情况,获取计费系统信息，反馈话费使用情况等。,Home Subscriber Servers,是存储用户签约信息数据库，与,2G/3G,中的,HLR,类似功能有：,用户标识、编号和路由信息,用户安全信息，用于鉴权和授权的网络接入控制信息,用户位置信息,HSS,用于鉴权、完整性保护和加密的用户安全信息,HSS,负责与不同域和子系统的呼叫控制和会话挂你蓝实体进行联系。,EPC,网元实体功能：,EPS网元功能PCRFHSSPolicy and Charg,21,大纲,22,1.EPS,概念,2.EPS,网络架构,3.,EPS,网元功能,4.,网元之间的关联关系,5.,其他,大纲22 1.EPS概念,22,网络主要接口,S1-MME,eNB,和,MME,之间的接口，,S1-AP/SCTP/IP,S1-U,eNB,和,S-GW,之间的接口，,GTPv1-U.,S3,MME,和,R8 SGSN,之间的接口（或者,R8 SGSN,之间的接口），,GTPv2-C.,S4,R8 SGSN,和,S-GW,之间的接口，控制面,GTPv2-C,，用户面,GTPv1-U.,S5,Serving GW,和,PD