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(diǎn)地區(qū)的覆蓋,在比較長的時(shí)間內(nèi),是對EVDO的補(bǔ)充,兩者不是對等的,不可能獨(dú)立發(fā)展和建設(shè);鑒于LTE的上述定位,LTE在比較長的時(shí)間內(nèi)將不適合語音業(yè)務(wù)的承載;第1頁/共32頁內(nèi)容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢2EPC關(guān)鍵技術(shù)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I(xiàn)P的分組域核心網(wǎng)的演進(jìn)項(xiàng)目SAE（System Architecture Evolution），其核心網(wǎng)也被稱為演進(jìn)

2、的分組核心網(wǎng)EPC（Evolved Packet Core） LTE和SAE均為項(xiàng)目名稱 LTE（Long Time Evolution）研究的是無線接入網(wǎng)絡(luò)的長期演進(jìn)，新的無線接入系統(tǒng)成為演進(jìn)的UTRAN (E-UTRAN)。 SAE研究的是3GPP核心網(wǎng)絡(luò)的長期演進(jìn)，這個(gè)項(xiàng)目的目的是定義一個(gè)新的全I(xiàn)P分組核心網(wǎng),稱為演進(jìn)的分組核心網(wǎng)EPC。但在實(shí)際使用時(shí)沒有嚴(yán)格的區(qū)分。 演進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) 2000年凍結(jié)的R99是第一個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)，是個(gè)

3、過渡版本，沒有商用。 2001年凍結(jié)的R4是第一個(gè)商用3G版本，在核心網(wǎng)電路域引入軟交換，實(shí)現(xiàn)控制與承載分離。 2002年凍結(jié)的R5在核心網(wǎng)引入IMS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(jié)后，對IMS的功能進(jìn)行了增強(qiáng)，達(dá)到了商用要求。 2008年底凍結(jié)的R8版本提出EPC，是一個(gè)較為完善的版本，也是第一個(gè)EPC商用的版本第4頁/共32頁EPC系統(tǒng)架構(gòu)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(diǎn)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(zhuǎn)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(diǎn)連接到外部分組網(wǎng)SGW策略控制決策基于流計(jì)費(fèi)控制的功能向PCEF提供策略第6頁/共32頁核心網(wǎng)架構(gòu)向EPC演進(jìn)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(jìn)進(jìn)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(gòu)拿來主義第8頁/共32頁承載與控制分離給運(yùn)營商的好處UESGWPGW平臺/IMSMME1MME2MME3MME池第9頁/共32頁內(nèi)容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢2EPC關(guān)鍵技術(shù)介紹3EPC組網(wǎng)策略研究第10頁/共32頁語音互操作技術(shù)（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(luò)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(yīng)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(shí)刻只能在一個(gè)模的頻率上收發(fā)數(shù)據(jù)）,LTE建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡(luò)覆蓋不連續(xù)。l 業(yè)務(wù)提供：LTE網(wǎng)絡(luò)提供PS域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù), 語音和短消息業(yè)務(wù)由CS網(wǎng)絡(luò)提供l 基本原理l語音呼叫建立：終端在LTE上進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，如果發(fā)起語音呼叫或者有語音呼叫進(jìn)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(wù)結(jié)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(shù)（2）SRVCC介紹IMS網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)提供VoIP和多媒體業(yè)務(wù)，和多媒體業(yè)務(wù)，CS域提域提供語音業(yè)務(wù)供語音業(yè)務(wù)通過通過SRVCC提供提供LTE到到CS網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性連續(xù)性IMS網(wǎng)絡(luò)提供即時(shí)消息業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)提供即時(shí)消息業(yè)務(wù)，CS域提供短域提供短消息業(yè)務(wù)，消息業(yè)務(wù)，IMS網(wǎng)絡(luò)提供消息業(yè)務(wù)互通網(wǎng)絡(luò)提供消息業(yè)務(wù)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(luò)應(yīng)用場景EPC2G/TDCSSCC ASIMSLTE遠(yuǎn)端遠(yuǎn)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(nèi)通過覆蓋范圍內(nèi)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(shí)，覆蓋范圍時(shí)，IMS SRVCC作為控制點(diǎn)與作為控制點(diǎn)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(wù)連續(xù)性域，保證語音業(yè)務(wù)連續(xù)性業(yè)務(wù)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(shù)。第12頁/共32頁語音互操作技術(shù)（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(shí)支持CS提供語音業(yè)務(wù)，LTE提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)l 應(yīng)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(luò)做改造。l 業(yè)務(wù)提供：LTE網(wǎng)絡(luò)提供PS域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，語音和短消息業(yè)務(wù)由CS網(wǎng)絡(luò)提供l 基本原理: 兩張網(wǎng)絡(luò)疊加，通過終端實(shí)現(xiàn)兩張網(wǎng)絡(luò)同時(shí)注冊，不需要網(wǎng)絡(luò)之間的

10、交互。第13頁/共32頁語音互操作技術(shù)（3）技術(shù)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(luò)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(luò)、引入1X CS IWS網(wǎng)元（要求同CSFB）用戶體驗(yàn)同1X RTT客戶體驗(yàn)差，呼叫接續(xù)時(shí)間變長(正常增加4-5s)切換時(shí)延控制在300ms，VoIMS保證語音質(zhì)量和中斷時(shí)延用戶駐留駐留LTE網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)利用一個(gè)接收機(jī)定期跳到1X接收尋呼駐留LTE網(wǎng)絡(luò)，UE通過S102隧道在1x CS MSC進(jìn)行注冊駐留LTE網(wǎng)絡(luò)主流運(yùn)營商部署初期主要運(yùn)營商采用

11、KDDI與Sprint預(yù)計(jì)2013年部署Verizon預(yù)計(jì)2014年推出 建議：建議： 建網(wǎng)初期為快提供業(yè)務(wù)，優(yōu)先采用建網(wǎng)初期為快提供業(yè)務(wù)，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(luò)側(cè)可以考慮同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以考慮同時(shí)支持CSFB的技術(shù)。的技術(shù)。第14頁/共32頁數(shù)據(jù)互操作技術(shù)eHRPD網(wǎng)絡(luò)引入 支持LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向CDMA的切換，HRPD網(wǎng)絡(luò)需要升級為eHRPD； 無線網(wǎng)由HRPD網(wǎng)絡(luò)升級，核心網(wǎng)與EPC共用，便于維護(hù)管理。互操作互操作統(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(shí)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(wù)切換，并把切換時(shí)延減少到1秒以內(nèi)1. 終端在LTE網(wǎng)絡(luò)附著。2. 終端利用S101接口完成eHRPD預(yù)注冊。3. 終端通過S101接口發(fā)起切換流程，同時(shí)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(luò)接入進(jìn)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(wù)。eHRPD預(yù)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(luò)設(shè)備尚不成熟，因此現(xiàn)階段主要驗(yàn)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P(yáng)CC技術(shù)（1） 技術(shù)發(fā)展 PCC（策略和計(jì)費(fèi)控制）架構(gòu)支持基于用戶和業(yè)務(wù)的QoS控制和計(jì)費(fèi)控制，是差異化運(yùn)營的關(guān)鍵技術(shù)。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(wù)不同 實(shí)施不同的QoS策略，保障用戶 的體驗(yàn)。 PCEF根據(jù)PCRF的定制要求上報(bào)時(shí)間信息：例如接入方式改變、位置改變、業(yè)務(wù)信息改變等。 AF：應(yīng)用功能。第17頁/共32頁 182

14、3l流量l時(shí)長l流量時(shí)長組合l事件或內(nèi)容l不計(jì)費(fèi)l在線計(jì)費(fèi)l離線計(jì)費(fèi)計(jì)費(fèi)l門控/阻斷l(xiāng)用量監(jiān)控lQoS保障和控制l業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級排序和沖突處理策略控制PCC技術(shù)（2）主要功能 PCC是基于用戶、業(yè)務(wù)、時(shí)間、位置、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等實(shí)施多維度的策略、管控和計(jì)費(fèi)，是實(shí)現(xiàn)移動網(wǎng)智能管道的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。第18頁/共32頁 19；1）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)忙閑狀態(tài)對用戶或者業(yè)務(wù)實(shí)施不同的 策略2）FUP，基于用戶的套餐對其用量進(jìn)行監(jiān)控，并在到達(dá)門限后實(shí)施一定的管控策略3）業(yè)務(wù)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(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)帶寬和時(shí)延等的保障；2）對P2P等消耗大量帶寬的低價(jià)值業(yè)務(wù)進(jìn)行限流管控。3）對損害運(yùn)營商利益的業(yè)

15、務(wù)進(jìn)行阻斷4）對不同等級的客戶提供差異化的服務(wù)1）基于流量、流量+時(shí)長、的計(jì)費(fèi)策略2）基于事件等多種靈活計(jì)費(fèi)策略3）基于業(yè)務(wù)流的計(jì)費(fèi)4）適應(yīng)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(fèi)模式用PCC打造智能管道PCC技術(shù)（3）是智能管控的重要手段保障重點(diǎn)業(yè)務(wù)和重點(diǎn)客戶對部分業(yè)務(wù)限流甚至阻斷實(shí)施多維度的組合策略靈活多樣的計(jì)費(fèi)策略和計(jì)費(fèi)模式第19頁/共32頁P(yáng)OOL技術(shù)（1）負(fù)載均衡優(yōu)化負(fù)載均衡優(yōu)化: MME: MME將負(fù)載反饋動態(tài)給將負(fù)載反饋動態(tài)給eNodeBeNodeB，eNodeBeNodeB可以實(shí)時(shí)調(diào)整負(fù)荷分發(fā)算法可以實(shí)時(shí)調(diào)整負(fù)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(shè)備過載戶接入和尋呼，避免設(shè)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(luò)資源共享網(wǎng)絡(luò)級可靠性網(wǎng)絡(luò)性能提升p減少了跨設(shè)備的切換，提高了網(wǎng)絡(luò)效率和服務(wù)質(zhì)量；p減少了相關(guān)接口信令流量，節(jié)省了傳輸開銷。p設(shè)備間資源共享，提高整體利用率，降低投資成本；p網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、升級等簡單高效，降低了OPEX。p峰值話務(wù)為多個(gè)設(shè)備分擔(dān)，避免了對網(wǎng)絡(luò)的沖擊；p設(shè)備級的網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)和備份，提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。POOL技術(shù)（2）對網(wǎng)絡(luò)

17、的影響第21頁/共32頁內(nèi)容1核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢2EPC關(guān)鍵技術(shù)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(luò)的建設(shè)是一個(gè)逐步發(fā)展的過程，為保證用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，CDMA與LTE語音互操作和數(shù)據(jù)互操作的實(shí)現(xiàn)是C網(wǎng)運(yùn)營商向LTE演進(jìn)的關(guān)鍵 為保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(luò)的引入必要性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 支持與LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的互操作（切換）； 與LTE使用同一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)，便于維護(hù)管理； 引入新特性，提升網(wǎng)絡(luò)能力和客戶體驗(yàn)。 加強(qiáng)鑒權(quán)能力EAP AKA鑒權(quán) 支持多P

18、DN 支持多種承載類型和承載復(fù)用能力 支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起QoS第24頁/共32頁eHRPD引入時(shí)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(luò)，發(fā)展eHRPD用戶，同時(shí)LTE服務(wù)推出后初期即支持業(yè)務(wù)連續(xù)性。 前提：LTE發(fā)放牌照之前，eHRPD設(shè)備具備商用條件，先部署eHRPD，為引入LTE 贏得時(shí)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(wù)，支持業(yè)務(wù)連續(xù)性。 前提： LTE服務(wù)策略是LTE服務(wù)推出初期即要求支持在LTE與CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連續(xù)性，以保證LTE客戶體驗(yàn)。 LTE牌照發(fā)放時(shí)間確定后再升級HRPD現(xiàn)網(wǎng)，避免對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)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(jìn)行了充分地驗(yàn)證，設(shè)備已達(dá)商用程度。 從LTE牌照發(fā)放、網(wǎng)絡(luò)部署、LTE服務(wù)市場競爭的時(shí)間維度綜合考慮，eHRPD演進(jìn)時(shí)間有以下兩種可選策略：25從LTE用戶體驗(yàn)角度出發(fā)，優(yōu)選策略1 第25頁/共32頁P(yáng)DSNHSGWLTEeHRPDHRPDAN/PCFeAN/ePCFLTE業(yè)務(wù)平臺SGWMMEPGWLTE/eHRPD終端HRPD終端eHRPDEPCHRPDAAAHSS/AAALTE部署初期，eHRPD和HRPD網(wǎng)絡(luò)關(guān)系示意圖HAInternetEVDO業(yè)務(wù)平臺LTE&EVDO業(yè)務(wù)平臺LTE局部部署、eHRPD無線網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)升級eHRPD網(wǎng)絡(luò)為有業(yè)務(wù)連續(xù)性需求的LTE用戶提供服務(wù)LTE和eHRPD核心網(wǎng)可訪問LTE業(yè)務(wù)平臺eHRPD無線網(wǎng)絡(luò)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