LTE核心網(wǎng)簡介教學(xué)課件

LTE核心網(wǎng)簡介匯報人：AA2024-01-19引言LTE核心網(wǎng)架構(gòu)LTE核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)LTE核心網(wǎng)與2G/3G核心網(wǎng)比較LTE核心網(wǎng)部署策略及演進(jìn)方向總結(jié)與展望contents目錄01引言隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，LTE（LongTermEvolution，長期演進(jìn)）作為3G向4G過渡的主流技術(shù)，具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲和更廣泛的覆蓋范圍。移動通信技術(shù)發(fā)展核心網(wǎng)是移動通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸、交換和處理，直接影響網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗。LTE核心網(wǎng)作為LTE網(wǎng)絡(luò)的核心，對于提升網(wǎng)絡(luò)整體性能具有重要意義。核心網(wǎng)的重要性背景與意義架構(gòu)LTE核心網(wǎng)采用扁平化架構(gòu)，減少了網(wǎng)絡(luò)層次和復(fù)雜性，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。主要包括EPC（EvolvedPacketCore，演進(jìn)分組核心）和IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）等部分。技術(shù)特點LTE核心網(wǎng)采用全I(xiàn)P化、分組交換等技術(shù)，具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲和更好的QoS保障。同時，支持多種接入方式和靈活的組網(wǎng)方式，滿足不同場景下的應(yīng)用需求。LTE核心網(wǎng)概述02LTE核心網(wǎng)架構(gòu)EPC（EvolvedPacketCore）：演進(jìn)分組核心網(wǎng)，是LTE核心網(wǎng)的重要組成部分，包括MME、SGW和PGW等網(wǎng)元。E-UTRAN（EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork）：演進(jìn)型通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)，包括eNodeB等網(wǎng)元，與EPC共同構(gòu)成LTE網(wǎng)絡(luò)?？傮w架構(gòu)控制面與用戶面分離控制面負(fù)責(zé)信令處理、移動性管理等，用戶面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?；贗P的傳輸采用IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接。扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)減少網(wǎng)絡(luò)層次，降低時延，提高網(wǎng)絡(luò)效率。邏輯架構(gòu)03冗余與備份為確保網(wǎng)絡(luò)的高可用性，核心網(wǎng)設(shè)備通常采用冗余配置和備份機制。01網(wǎng)元部署MME、SGW和PGW等網(wǎng)元可集中部署或分布式部署，根據(jù)實際需求和場景進(jìn)行選擇。02接口與連接各網(wǎng)元之間通過S1、S5/S8、S11等接口進(jìn)行連接，實現(xiàn)信令和數(shù)據(jù)傳輸。物理架構(gòu)03LTE核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)EPC架構(gòu)EPC（EvolvedPacketCore）是LTE核心網(wǎng)的重要組成部分，包括MME（MobilityManagementEntity）、SGW（ServingGateway）和PGW（PDNGateway）三個主要網(wǎng)元，分別負(fù)責(zé)移動性管理、數(shù)據(jù)路由和轉(zhuǎn)發(fā)以及用戶數(shù)據(jù)會話的管理。移動性管理MME負(fù)責(zé)用戶的移動性管理，包括位置更新、越區(qū)切換、鑒權(quán)和加密等功能，確保用戶在LTE網(wǎng)絡(luò)中的無縫移動。數(shù)據(jù)路由和轉(zhuǎn)發(fā)SGW和PGW共同負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。SGW作為本地網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)與用戶設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接；PGW則作為出口網(wǎng)關(guān)，連接外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的會話管理和計費等功能。EPC技術(shù)IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）技術(shù)IMS架構(gòu)：IMS（IPMultimediaSubsystem）是LTE核心網(wǎng)中提供多媒體業(yè)務(wù)的重要技術(shù)，基于IP網(wǎng)絡(luò)提供語音、視頻和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。IMS包括CSCF（CallSessionControlFunction）、MGCF（MediaGatewayControlFunction）和MRFC（MediaResourceFunctionController）等網(wǎng)元，分別負(fù)責(zé)會話控制、媒體網(wǎng)關(guān)控制和媒體資源控制等功能。會話控制：CSCF是IMS中的核心網(wǎng)元，負(fù)責(zé)處理用戶發(fā)起的會話請求，包括建立、修改和釋放會話等操作。同時，CSCF還負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)實體進(jìn)行交互，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。媒體網(wǎng)關(guān)控制：MGCF是IMS與PSTN/CS域網(wǎng)絡(luò)之間的接口網(wǎng)元，負(fù)責(zé)將IMS中的IP多媒體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為PSTN/CS域中的語音業(yè)務(wù)，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)互通。媒體資源控制：MRFC負(fù)責(zé)管理和調(diào)度IMS中的媒體資源，包括語音、視頻和數(shù)據(jù)等。通過與MRFP（MediaResourceFunctionProcessor）的交互，MRFC可以實現(xiàn)媒體資源的分配、釋放和控制等操作。要點三PDN架構(gòu)PDN（PacketDataNetwork）是LTE核心網(wǎng)中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重要技術(shù)，包括PCRF（PolicyandChargingRulesFunction）、PCEF（PolicyandChargingEnforcementFunction）等網(wǎng)元，分別負(fù)責(zé)策略和計費規(guī)則的制定和執(zhí)行等功能。要點一要點二策略和計費規(guī)則制定PCRF是PDN中的核心網(wǎng)元，負(fù)責(zé)制定用戶的業(yè)務(wù)策略和計費規(guī)則。通過與運營商的BOSS（Business&OperationSupportSystem）系統(tǒng)交互，PCRF可以根據(jù)用戶的需求和業(yè)務(wù)情況制定相應(yīng)的策略和規(guī)則。策略和計費規(guī)則執(zhí)行PCEF是PDN中的執(zhí)行網(wǎng)元，負(fù)責(zé)根據(jù)PCRF制定的策略和計費規(guī)則對用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行控制和計費。通過與PGW的交互，PCEF可以實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的會話管理和計費等功能。要點三分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）技術(shù)04LTE核心網(wǎng)與2G/3G核心網(wǎng)比較基于TDM（時分復(fù)用）技術(shù)，采用垂直化、封閉式的架構(gòu)，控制與承載緊密耦合?；贗P技術(shù)，采用扁平化、開放式的架構(gòu)，控制與承載分離，支持分布式部署。架構(gòu)差異LTE核心網(wǎng)架構(gòu)2G/3G核心網(wǎng)架構(gòu)主要承載語音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對實時性要求較高。2G/3G核心網(wǎng)業(yè)務(wù)承載能力可承載高速、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如視頻、多媒體等，同時支持多種實時和非實時業(yè)務(wù)。LTE核心網(wǎng)業(yè)務(wù)承載能力業(yè)務(wù)承載能力差異2G/3G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能受限于TDM技術(shù)，帶寬較低，數(shù)據(jù)傳輸速率較慢；網(wǎng)絡(luò)延遲較大，影響用戶體驗。LTE核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能基于IP技術(shù)，帶寬較高，數(shù)據(jù)傳輸速率快；網(wǎng)絡(luò)延遲小，提高了用戶體驗。同時，LTE核心網(wǎng)還支持多種QoS（服務(wù)質(zhì)量）等級，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供不同的服務(wù)質(zhì)量保障。網(wǎng)絡(luò)性能差異05LTE核心網(wǎng)部署策略及演進(jìn)方向?qū)TE核心網(wǎng)元分布式部署在多個地理位置，以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和容災(zāi)能力。這種策略適用于大型運營商或需要廣覆蓋的地區(qū)。分布式部署將LTE核心網(wǎng)元集中部署在少數(shù)幾個數(shù)據(jù)中心，以降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和運維成本。這種策略適用于中小型運營商或特定業(yè)務(wù)需求。集中式部署結(jié)合分布式和集中式部署的優(yōu)點，根據(jù)實際需求靈活選擇部署方式。這種策略可以在保證網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的同時，降低運維成本?；旌喜渴鸩渴鸩呗?G核心網(wǎng)融合隨著5G技術(shù)的發(fā)展，LTE核心網(wǎng)將逐漸與5G核心網(wǎng)融合，形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這將帶來更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的時延和更豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用場景。邊緣計算隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的發(fā)展，LTE核心網(wǎng)將逐漸向邊緣計算方向演進(jìn)。邊緣計算可以將計算和數(shù)據(jù)存儲能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低數(shù)據(jù)傳輸時延，提高業(yè)務(wù)處理效率。自動化和智能化為了提高網(wǎng)絡(luò)運維效率和降低運維成本，LTE核心網(wǎng)將向自動化和智能化方向演進(jìn)。通過引入人工智能、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動配置、故障預(yù)測和自愈等功能。網(wǎng)絡(luò)切片為了滿足不同業(yè)務(wù)場景的需求，LTE核心網(wǎng)將向網(wǎng)絡(luò)切片方向演進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以將物理網(wǎng)絡(luò)劃分為多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個邏輯網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定制和優(yōu)化。演進(jìn)方向06總結(jié)與展望架構(gòu)演進(jìn)LTE核心網(wǎng)采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少了網(wǎng)絡(luò)層次，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。高性能LTE核心網(wǎng)具有高吞吐量、低時延、高可靠性等特點，滿足了移動互聯(lián)網(wǎng)時代的需求。安全性增強LTE核心網(wǎng)采用了多種安全機制，如加密、完整性保護、認(rèn)證等，確保了網(wǎng)絡(luò)安全和用戶隱私。總結(jié)網(wǎng)絡(luò)切片LTE核心