EPC核心网培训

培训目标了解LTE核心网EPC课题涉及内容讨论-华为设备目录3.EPC基本原理2.1.技术背景互通应用场景无线接入技术的带宽的量级从10k→100k→1M→10M→100M不断提升系统容量和分组业务频谱利用率的不断提升使得每bit分组业务承载成本逐步降低多种无线接入技术长期共存IMT-Advance4GCDMA2000Evolution2001-20052006HSDPAPhaseI1.8M/3.6MbpsHSDPAPhaseII7.2/14.4MbpsHSUPA2M/5.76MbpsLTEDL:100MbpsUL:50MbpsGSM/GPRSEDGE171/384kbpsWCDMAR99/R4384kbpsWCDMAEvolution200720082009HSPA+DL40MbpsUL10Mbps1xEV-DORev.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbpsDORev.B(MCDO)DL：46.5MbpsUL:27Mbps1xEV-D0Rev.ADL:3.1MbpsUL:1.8MbpsCDMA1X153kbps20102011IEEE802.16e70MbpsIEEE802.16mDL:100MbpsUL:50MbpsWiMAXEvolutionIEEE802.16d20Mbps无线接入技术逐步宽带化1用户面两级结构2控制面和用户面合一3通常采用TDM/ATM链路承载普通2/3G核心网1扁平化的核心网2部分控制承载分离3ALLIP承载3GDTS模式核心网1扁平化网络2控制承载分离3ALLIP承载EPC架构SGSNGGSNSGSN2/3GGERAN/UTRANATM/TDMATM/TDMIPGGSNSGSNGGSN3G-DTSIPUTRANSAE-GWMMESAE-GWLTE/EPCIP统一核心网统一IP承载方式统一控制承载分离统一扁平化的网络GSMTDSCDMANon-3GPPLTEeUTRAN统一分组核心网的网络结构1可行性研究阶段2004年12月正式立项至2006年6月完成。主要是网络结构优化的可行性研究，输出的基准协议是3GPPTR23.882:3GPPsystemarchitectureevolution(SAE):Reportontechnicaloptionsandconclusions2Stage1（需求阶段）定义SAE的需求，2006年12月完成输出的基准协议是3GPPTS22.278:Servicerequirementsforevolutionofthesystemarchitecture:3Stage2（技术实现阶段）定义SAE的网络结构、功能实体及其相互接口。2008年6月完成输出的基准协议包括：3GPPTS23.401:GeneralPacketRadioService(GPRS)enhancementsforLongTermEvolution(LTE)access“3GPPTS23.402:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):Architectureenhancementsfornon-3GPPaccesses4Stage3（协议实现阶段）定义各接口上的具体协议。2009年3月完成当前定义的协议有：3GPPTR24.801:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE);CTWG1aspects3GPPTR29.803:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):CTWG4aspects3GPPTR29.804:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):CTWG3aspectsEPC的标准化进展3GPPEPS的关键特征●EPS能够接入不同的接入系统，为用户提供多接入的环境●EPS能够支持同一接入系统内、不同接入系统之间的移动性●EPS能够支持3GPP以外基于IP的宽带接入网络●EPS提供更强的性能，包括低延时、低建链时间、高通信质量等●EPS能够支持用户在EPS之间以及EPS与现有网络之间的双向漫游●EPS能够支持3GPPR7及更早PS网络的业务，并支持和3GPPR7及更早PS网络的互通；EPC需要能够和3GPPR7及更早CS网络业务的互通●EPS支持3GPP接入之间的业务连续，以及3GPP与non-3GPP接入系统之间的业务连续●EPS能够支持固定接入系统互通，提供固定接入系统的业务连续性●EPS支持运营商提供的各种业务，包括语音、视频、消息、文件交换等●EPS能够充分利用系统资源，包括频谱资源、终端电源等概念简介EUTRANEvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork,仅指无线侧EPCEvolvedPacketCore,仅指核心网EPSLTELongTermEvolution=EUTRAN仅指无线侧SAESystemArchitectureEvolution=EPC,仅指核心网目录3.EPC基本原理2.1.技术背景互通应用场景目录●EPC基本原理●EPC系统架构和特点●基本概念●EPS系统●PDN连接和默认APN●跟踪区和跟踪区列表●移动性管理和连接管理●承载管理●业务流程举例EPC标准架构及网元功能SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3MME：LTE接入下的控制面网元，负责移动性管理功能S4SGSN：2G/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GnSGSN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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eNodeB：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AFRxEPC标准架构及接口功能LTEHSSeNodeBS1-US6aS1-MMES11SGiMMEInternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS10S3：当2G/TD与LTE互操作时，S4-SGSN与MME间通信的接口，基于GTPv2S4：S4SGSN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SBC集客专线SBCCM-IMS用户局域网CPE接口协议栈-控制面（1/2）●S5/S8接口的控制面和S11接口使用GTPv2-C协议SCTPL2L1IPL2L1IPSCTPS1-MMEeNodeBMMES1-APS1-APNASMACL1RLCPDCPUERRCMACL1RLCPDCPRRCLTE-UuNASRelayUDPL2L1IPL2L1IPUDPS5orS8S-GWP-GWGTP-CGTP-CNAS:NAS协议支持移动性管理功能和用户层承载的激活、修改和删除。NAS也负责NAS信令的加密和完整性保护。UDPL2L1IPL2L1IPUDPS11MMES-GWGTP-CGTP-C接口协议栈-控制面（2/2）●S6a接口使用Diameter协议SCTP/TCPL2L1IPL2L1IPS6aMMEHSSDiameterDiameterSCTP/TCP接口协议栈-用户面●用户面GTP-U基于GTPv1协议ServingGWPDNGWS5/S8aGTP-UGTP-UUDP/IPUDP/IPL2RelayL2L1L1PDCPRLCMACL1IPApplicationUDP/IPL2L1GTP-UIPSGiS1-ULTE-UueNodeBRLCUDP/IPL2PDCPGTP-URelayMACL1L1UEEPS系统特点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，网络结构扁平化基于全IP架构eMSCMGWCSMGWMSCSPSSGSNGGSNSGSNSAEPSMMESAE-PGWHSS2G/TD网络SAE网络SAE无CS域控制和承载分离：控制面MME，用户面SAEGW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GGSNBSCSGSNMMEeNodeBSAEGWNodeBRNCBTS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SCTPDiameterSCTP/TCPIPDiameterSCTP/TCPIPS6aDRADRASGSNHSSMME其它重要特点：支持多种接入方式、永远在线SAE：SystemArchitectureEvolution/EPS：EvolvedPacketSystem/EPC：EvolvedPacketCore目录●EPC基本原理●EPC系统架构和特点●基本概念●EPS系统●PDN连接和默认APN●跟踪区和跟踪区列表●移动性管理和连接管理●承载管理●业务流程举例SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxEPS系统UEE-UTRANEPCEPS（EvolvedPacketSystem，演进的分组系统）EPS由EPC、E-UTRAN和UE三部分组成EPSEPC（EvolvedPacketCore，演进的分组核心网）EPC是EPS的核心网部分，取消了CS域，仅由纯PS域网络实体组成EPC由MME、S-GW、P-GW、SGSN、HSS以及PCRF组成EPCEPS目录●EPC基本原理●EPC系统架构和特点●基本概念●EPS系统●PDN连接和默认APN●跟踪区和跟踪区列表●移动性管理和连接管理●承载管理●业务流程举例PDN连接&默认APN●PDN连接●PDN连接指在UE与一个PLMN外部分组数据网络（PDN）之间，EPS系统提供的IP连接，一个PDN连接可包含多个EPS承载●PDN连接必须关联UE的IP地址（一个IPv4地址和/或一个IPv6地址前缀），PDN由APN标识●根据UE的IP地址，可以将PDN连接分为以下三类：●IPv4●IPv6●IPv4v6●EPS系统支持一个P-GW接入多个PDN，也支持多个P-GW分别接入多个PDN●DefaultAPN（默认APN）●签约数据中定义的默认APN●在附着和UE请求PDN连接，并且UE未提供APN时使用目录●EPC基本原理●EPC系统架构和特点●基本概念●EPS系统●PDN连接和默认APN●跟踪区和跟踪区列表●移动性管理和连接管理●承载管理●业务流程举例跟踪区（TrackingArea）SGSN2G/3GLTEMMETAITAITAITAITAITAITAITAITAITAIRAIRAIRAI2G/3G网络SAE网络跟踪区（TA，TrackingArea）是EPS系统引入的新概念，用于用户的移动性管理与LA（LocationArea，位置区）和RA（RoutingArea，路由区）类似eNodeB下的小区可以属于不同跟踪区，跟踪区也可包含多个eNodeB的小区跟踪区跟踪区列表（TAList）TA3TA1TA2TA6TA6TA4TA3TA1TA2TA3TA1TA2TA