LTE核心網(wǎng)EPC專題PPT課件

1、理解核心網(wǎng)如何發(fā)展前先理解為什么要這么發(fā)展;1X提供語音及低速數(shù)據(jù)接入,EVDO提供中高速數(shù)據(jù)接入,LTE提供高速數(shù)據(jù)接入;LTE主要是熱點地區(qū)的覆蓋,在比較長的時間內,是對EVDO的補充,兩者不是對等的,不可能獨立發(fā)展和建設;鑒于LTE的上述定位,LTE在比較長的時間內將不適合語音業(yè)務的承載;第1頁/共32頁內容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡演進趨勢2EPC關鍵技術介紹3EPC組網(wǎng)策略研究第2頁/共32頁SAE、EPS、EPC基本概念介紹 2004年12月，3GPP在希臘雅典會議上啟動了面向全IP的分組域核心網(wǎng)的演進項目SAE（System Architecture Evolution），其核心網(wǎng)也被稱為演進

2、的分組核心網(wǎng)EPC（Evolved Packet Core） LTE和SAE均為項目名稱 LTE（Long Time Evolution）研究的是無線接入網(wǎng)絡的長期演進，新的無線接入系統(tǒng)成為演進的UTRAN (E-UTRAN)。 SAE研究的是3GPP核心網(wǎng)絡的長期演進，這個項目的目的是定義一個新的全IP分組核心網(wǎng),稱為演進的分組核心網(wǎng)EPC。但在實際使用時沒有嚴格的區(qū)分。 演進的分組域系統(tǒng)EPS（Evolved Packet System） 3GPP R8版本后將SAE改名為EPS EPS=EPCLTE接入網(wǎng)第3頁/共32頁3GPP核心網(wǎng)標準演進 2000年凍結的R99是第一個3G標準，是個

3、過渡版本，沒有商用。 2001年凍結的R4是第一個商用3G版本，在核心網(wǎng)電路域引入軟交換，實現(xiàn)控制與承載分離。 2002年凍結的R5在核心網(wǎng)引入IMS網(wǎng)絡，實現(xiàn)核心網(wǎng)的融合發(fā)展，但是R5版本還不足以商用，直到2005年R6凍結后，對IMS的功能進行了增強，達到了商用要求。 2008年底凍結的R8版本提出EPC，是一個較為完善的版本，也是第一個EPC商用的版本第4頁/共32頁EPC系統(tǒng)架構3GPP23GPPWLAN第5頁/共32頁EPC主要網(wǎng)元功能介紹PCRFeNB之間切換的本地錨定點3GPP之間切換的移動性錨定Idle模式下的DL數(shù)據(jù)緩存分組路由與轉發(fā)SGiGERANUTRANS11S3S5e

4、UTRANHSSS4S1-US1-MMES6aSGSNIP NetworkGxX2AF,例如IMSPCRFServingGatewayS12PDNGatewayMMEeNBeNBMME用戶移動性管理接入和附著控制尋呼，切換和漫游控制PDN-GW分配UE的IP地址基于每用戶的包過濾Bearer層面的IP錨定點連接到外部分組網(wǎng)SGW策略控制決策基于流計費控制的功能向PCEF提供策略第6頁/共32頁核心網(wǎng)架構向EPC演進S-GWMMEeNodeBGGSNSGSNRNCNodeBHAPDSNRNCNodeB電路域電路域語音語音/SMS電路域電路域語音語音/SMSIP多媒體多媒體子系統(tǒng)子系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)

5、網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)GSM/TD-SCDMACDMAEPC分組域的演分組域的演進進P-GW第7頁/共32頁控制平面與用戶平面的分離MSCMSC-S控制平面 MGW用戶平面R4的CS域SGSNMME控制平面 S-GW用戶平面EPC架構拿來主義第8頁/共32頁承載與控制分離給運營商的好處UESGWPGW平臺/IMSMME1MME2MME3MME池第9頁/共32頁內容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡演進趨勢2EPC關鍵技術介紹3EPC組網(wǎng)策略研究第10頁/共32頁語音互操作技術（1）e1xCSFB介紹LTE無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)UE2G/3G無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)MME2）網(wǎng)絡重選至2G CS提供話音MSC Server2G/3

6、G核心網(wǎng)核心網(wǎng)SAESGs1）呼叫請求 e1xCSFB：終端駐留在LTE，呼叫建立前先重選回cdma IX，CS提供語音l 應用場景：多模終端的Single Radio場景（Single Radio是指LTE/2/3G多模終端在某一時刻只能在一個模的頻率上收發(fā)數(shù)據(jù)）,LTE建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡覆蓋不連續(xù)。l 業(yè)務提供：LTE網(wǎng)絡提供PS域數(shù)據(jù)業(yè)務, 語音和短消息業(yè)務由CS網(wǎng)絡提供l 基本原理l語音呼叫建立：終端在LTE上進行數(shù)據(jù)業(yè)務時，如果發(fā)起語音呼叫或者有語音呼叫進入，首先從LTE上重選到CS域，再發(fā)起或者接聽語音呼叫。語音業(yè)務結束后；UE重選回E-UTRAN；l語音連續(xù)性：不會發(fā)生LTE和2G/

7、3G之間的切換處理l短信收發(fā)：短消息利用SGs接口，通過LTE無線信道傳遞給UE，UE不需要重選至2GIWS第11頁/共32頁語音互操作技術（2）SRVCC介紹IMS網(wǎng)絡提供網(wǎng)絡提供VoIP和多媒體業(yè)務，和多媒體業(yè)務，CS域提域提供語音業(yè)務供語音業(yè)務通過通過SRVCC提供提供LTE到到CS網(wǎng)絡的語音業(yè)務網(wǎng)絡的語音業(yè)務連續(xù)性連續(xù)性IMS網(wǎng)絡提供即時消息業(yè)務，網(wǎng)絡提供即時消息業(yè)務，CS域提供短域提供短消息業(yè)務，消息業(yè)務，IMS網(wǎng)絡提供消息業(yè)務互通網(wǎng)絡提供消息業(yè)務互通 SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity）多模終端的Single Radio場景 LTE覆蓋

8、面較大，核心網(wǎng)部署IMS網(wǎng)絡應用場景EPC2G/TDCSSCC ASIMSLTE遠端遠端IMSIMS終端終端切換前呼叫切換前呼叫切換后呼叫切換后呼叫MSCS基本原理 在在LTE覆蓋范圍內通過覆蓋范圍內通過IMS提供提供VoIP語音，語音，IMS提供呼叫控制及后續(xù)的切換控制提供呼叫控制及后續(xù)的切換控制 在用戶通話過程中移出在用戶通話過程中移出LTE覆蓋范圍時，覆蓋范圍時，IMS SRVCC作為控制點與作為控制點與CS域交互，將原有域交互，將原有通話切換到通話切換到CS域，保證語音業(yè)務連續(xù)性域，保證語音業(yè)務連續(xù)性業(yè)務提供策略 SRVCC是為了保證語音呼叫連續(xù)性，而提出的在LTE的覆蓋邊界處，將錨定

9、在IMS域（VCC AS）的語音呼叫從LTE切換到 CS域的一種切換技術。第12頁/共32頁語音互操作技術（3）SVLTE介紹LTE無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)UE2G/3G無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)MMEMSC Server2G/3G核心網(wǎng)核心網(wǎng)SAE1）呼叫請求 SVLTE：終端是雙收雙發(fā)雙待，同時支持CS提供語音業(yè)務，LTE提供數(shù)據(jù)業(yè)務l 應用場景：LTE與語音網(wǎng)同步支持(Simultaneous Voice and LTE), 不需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡做改造。l 業(yè)務提供：LTE網(wǎng)絡提供PS域數(shù)據(jù)業(yè)務，語音和短消息業(yè)務由CS網(wǎng)絡提供l 基本原理: 兩張網(wǎng)絡疊加，通過終端實現(xiàn)兩張網(wǎng)絡同時注冊，不需要網(wǎng)絡之間的

10、交互。第13頁/共32頁語音互操作技術（3）技術方案比較對比維度SVLTEe1xCSFBSRVCC終端要求多模雙待多模單待多模單待網(wǎng)絡要求無引入1X CS IWS網(wǎng)元，IWS和MME支持S102接口，IWS和MSC之間存在A1信令接口。新增部署IMS網(wǎng)絡、引入1X CS IWS網(wǎng)元（要求同CSFB）用戶體驗同1X RTT客戶體驗差，呼叫接續(xù)時間變長(正常增加4-5s)切換時延控制在300ms，VoIMS保證語音質量和中斷時延用戶駐留駐留LTE網(wǎng)絡，同時利用一個接收機定期跳到1X接收尋呼駐留LTE網(wǎng)絡，UE通過S102隧道在1x CS MSC進行注冊駐留LTE網(wǎng)絡主流運營商部署初期主要運營商采用

11、KDDI與Sprint預計2013年部署Verizon預計2014年推出 建議：建議： 建網(wǎng)初期為快提供業(yè)務，優(yōu)先采用建網(wǎng)初期為快提供業(yè)務，優(yōu)先采用SVLTE，考慮到國際漫入的終端有可能只支持，考慮到國際漫入的終端有可能只支持CSFB，網(wǎng)絡側可以考慮同時支持網(wǎng)絡側可以考慮同時支持CSFB的技術。的技術。第14頁/共32頁數(shù)據(jù)互操作技術eHRPD網(wǎng)絡引入 支持LTE數(shù)據(jù)業(yè)務向CDMA的切換，HRPD網(wǎng)絡需要升級為eHRPD； 無線網(wǎng)由HRPD網(wǎng)絡升級，核心網(wǎng)與EPC共用，便于維護管理?；ゲ僮骰ゲ僮鹘y(tǒng)一核心網(wǎng)統(tǒng)一核心網(wǎng)LTE/EPCeHRPDHRPD升級第15頁/共32頁數(shù)據(jù)互操作方案非優(yōu)化切換流

12、程：優(yōu)化切換流程：InternetBTSeNodeBeAN/ePCF3GPP2 AAASGWPGWMMEHSSeHRPDLTE終端非優(yōu)化切換方案：無需改造現(xiàn)網(wǎng)，切換時延約2-8秒優(yōu)化切換方案：利用與現(xiàn)網(wǎng)間的新增接口，提供無損數(shù)據(jù)業(yè)務切換，并把切換時延減少到1秒以內1. 終端在LTE網(wǎng)絡附著。2. 終端利用S101接口完成eHRPD預注冊。3. 終端通過S101接口發(fā)起切換流程，同時在切換過程中通過S103傳輸下行數(shù)據(jù)。4. 切換完成，LTE資源釋放。HSGW3GPP AAA1. 終端在LTE網(wǎng)絡接入進行數(shù)據(jù)傳輸。2. 終端檢測到LTE信號弱而eHRPD信號良好，將中斷LTE連接，并接入eHRP

13、D繼續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務。eHRPD預注冊切換請求 下行數(shù)據(jù) 目前支持優(yōu)化切換功能終端與網(wǎng)絡設備尚不成熟，因此現(xiàn)階段主要驗證非優(yōu)化切換功能，第一階段選擇非優(yōu)化方案，第二階段選擇優(yōu)化方案16第16頁/共32頁PCC技術（1） 技術發(fā)展 PCC（策略和計費控制）架構支持基于用戶和業(yè)務的QoS控制和計費控制，是差異化運營的關鍵技術。PCRF根據(jù)用戶的簽約和套餐信息確定不同的QoS策略，下發(fā)給PCEF執(zhí)行。 PCRF根據(jù)用戶訪問的業(yè)務不同 實施不同的QoS策略，保障用戶 的體驗。 PCEF根據(jù)PCRF的定制要求上報時間信息：例如接入方式改變、位置改變、業(yè)務信息改變等。 AF：應用功能。第17頁/共32頁 182

14、3l流量l時長l流量時長組合l事件或內容l不計費l在線計費l離線計費計費l門控/阻斷l(xiāng)用量監(jiān)控lQoS保障和控制l業(yè)務數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級排序和沖突處理策略控制PCC技術（2）主要功能 PCC是基于用戶、業(yè)務、時間、位置、網(wǎng)絡狀態(tài)等實施多維度的策略、管控和計費，是實現(xiàn)移動網(wǎng)智能管道的標準架構。第18頁/共32頁 19；1）根據(jù)網(wǎng)絡忙閑狀態(tài)對用戶或者業(yè)務實施不同的 策略2）FUP，基于用戶的套餐對其用量進行監(jiān)控，并在到達門限后實施一定的管控策略3）業(yè)務數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級和沖突處理1）對有QoS要求的業(yè)務進行業(yè)務帶寬和時延等的保障；2）對P2P等消耗大量帶寬的低價值業(yè)務進行限流管控。3）對損害運營商利益的業(yè)

15、務進行阻斷4）對不同等級的客戶提供差異化的服務1）基于流量、流量+時長、的計費策略2）基于事件等多種靈活計費策略3）基于業(yè)務流的計費4）適應移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，開展和第三方合作分成的后付費模式用PCC打造智能管道PCC技術（3）是智能管控的重要手段保障重點業(yè)務和重點客戶對部分業(yè)務限流甚至阻斷實施多維度的組合策略靈活多樣的計費策略和計費模式第19頁/共32頁POOL技術（1）負載均衡優(yōu)化負載均衡優(yōu)化: MME: MME將負載反饋動態(tài)給將負載反饋動態(tài)給eNodeBeNodeB，eNodeBeNodeB可以實時調整負荷分發(fā)算法可以實時調整負荷分發(fā)算法; ;過載控制優(yōu)化過載控制優(yōu)化: MME: MME將

16、過載信息通告給將過載信息通告給eNodeBeNodeB和和SGWSGW，通過，通過eNodeBeNodeB和和SGWSGW限制部分用限制部分用戶接入和尋呼，避免設備過載戶接入和尋呼，避免設備過載; ;SAE POOL部署2第20頁/共32頁 21POOL組網(wǎng)帶來的好處網(wǎng)絡資源共享網(wǎng)絡級可靠性網(wǎng)絡性能提升p減少了跨設備的切換，提高了網(wǎng)絡效率和服務質量；p減少了相關接口信令流量，節(jié)省了傳輸開銷。p設備間資源共享，提高整體利用率，降低投資成本；p網(wǎng)絡擴容、升級等簡單高效，降低了OPEX。p峰值話務為多個設備分擔，避免了對網(wǎng)絡的沖擊；p設備級的網(wǎng)絡容災和備份，提高了網(wǎng)絡可靠性。POOL技術（2）對網(wǎng)絡

17、的影響第21頁/共32頁內容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡演進趨勢2EPC關鍵技術介紹3EPC組網(wǎng)策略研究第22頁/共32頁業(yè)界CDMA-LTE互操作基本需求 LTE網(wǎng)絡的建設是一個逐步發(fā)展的過程，為保證用戶的業(yè)務體驗，CDMA與LTE語音互操作和數(shù)據(jù)互操作的實現(xiàn)是C網(wǎng)運營商向LTE演進的關鍵 為保證數(shù)據(jù)業(yè)務的連續(xù)性，必須提供LTE與HPRD的切換功能。LTECDMA 1X/EVDO第23頁/共32頁eHRPD網(wǎng)絡的引入必要性主要體現(xiàn)在以下三個方面： 支持與LTE數(shù)據(jù)業(yè)務的互操作（切換）； 與LTE使用同一個核心網(wǎng)絡，便于維護管理； 引入新特性，提升網(wǎng)絡能力和客戶體驗。 加強鑒權能力EAP AKA鑒權 支持多P

18、DN 支持多種承載類型和承載復用能力 支持網(wǎng)絡側發(fā)起QoS第24頁/共32頁eHRPD引入時間可選策略 可選策略一：LTE牌照發(fā)放之前，提前升級部署eHRPD網(wǎng)絡，發(fā)展eHRPD用戶，同時LTE服務推出后初期即支持業(yè)務連續(xù)性。 前提：LTE發(fā)放牌照之前，eHRPD設備具備商用條件，先部署eHRPD，為引入LTE 贏得時間。 可選策略二：LTE牌照發(fā)放后，待LTE與eHRPD同步完成部署再推出LTE服務，支持業(yè)務連續(xù)性。 前提： LTE服務策略是LTE服務推出初期即要求支持在LTE與CDMA網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務的連續(xù)性，以保證LTE客戶體驗。 LTE牌照發(fā)放時間確定后再升級HRPD現(xiàn)網(wǎng)，避免對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務影

19、響和頻繁升級 獲得LTE牌照之前，LTE、eHRPD以及兩者之間的互操作進行了充分地驗證，設備已達商用程度。 從LTE牌照發(fā)放、網(wǎng)絡部署、LTE服務市場競爭的時間維度綜合考慮，eHRPD演進時間有以下兩種可選策略：25從LTE用戶體驗角度出發(fā)，優(yōu)選策略1 第25頁/共32頁PDSNHSGWLTEeHRPDHRPDAN/PCFeAN/ePCFLTE業(yè)務平臺SGWMMEPGWLTE/eHRPD終端HRPD終端eHRPDEPCHRPDAAAHSS/AAALTE部署初期，eHRPD和HRPD網(wǎng)絡關系示意圖HAInternetEVDO業(yè)務平臺LTE&EVDO業(yè)務平臺LTE局部部署、eHRPD無線網(wǎng)絡全網(wǎng)升級eHRPD網(wǎng)絡為有業(yè)務連續(xù)性需求的LTE用戶提供服務LTE和eHRPD核心網(wǎng)可訪問LTE業(yè)務平臺eHRPD無線網(wǎng)絡兼容HRPD老終端接入第26頁/共32頁LTE與CDMA協(xié)同發(fā)展策略 1X承載語音/短信，語音互操作