UMTS - Evolved Packet Core (EPC) Network UMTS - شبكة حزمة النواة المتطورة (EPC)

 UMTS - Evolved Packet Core (EPC) Network UMTS - شبكة حزمة النواة المتطورة (EPC)

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

من خلال العمل المعماري المبكر للنظام المتطور 3GPP ، تم تقديم رأيين حول تنفيذ التنقل باستخدام مستوى المستخدم وبروتوكولات مستوى التحكم.

تمت ترقية الأول باعتباره الأداء الجيد لبروتوكول نفق GPRS (GTP) ، بينما دفع الآخر للبروتوكولات الجديدة (وما يسمى بـ "القاعدة" لـ IETF).

كان لدى كلاهما حجج جيدة من جانبهما -

• تطور GTP - أثبت هذا البروتوكول فائدته وقدراته للمشغلين ، وكان ناجحًا جدًا في العمليات واسعة النطاق. تم تصميمه بالضبط لتلبية احتياجات شبكات المحمول PS.

• البروتوكولات القائمة على IETF - IETF هي هيئة المعايير الفعلية للإنترنت. لقد تطورت بروتوكولات التنقل الخاصة بهم من التركيز على عميل شبكة محمول قائم على بروتوكول الإنترنت إلى "بروتوكول IP Mobile IP (MIP)" تم توحيد PMIP في نظام 3GPP Evolved متوازي. (ولكن يتم استخدام قاعدة عملاء Mobile IP في EPS مع دعم الوصول غير 3GPP.)

EPC للوصول إلى 3GPP في حالة عدم التجوال

الوظائف التي توفرها النقاط المرجعية والبروتوكولات المستخدمة هي -

LTE-Uu

LTE-Uu هي النقطة المرجعية للواجهة الراديوية بين الاتحاد الأوروبي و eNodeB ، وتشمل مستوى التحكم ومستوى المستخدم. تسمى الطبقة العليا من خطة التحكم "التحكم في الموارد الراديوية" (RRC). وهي مكدسة على "بروتوكول تقارب حزم البيانات" (PDCP) ، والتحكم في ارتباط الراديو وطبقات MAC.

S1-U

SI-U هي نقطة مرور مستوي المستخدم بين مرجع eNodeB وخدمة مرجع GW. يتمثل النشاط الرئيسي عبر هذا المعيار في نقل حزم IP للمستخدمين المغلّفة الناشئة عن حركة المرور أو شكل النفق. هناك حاجة إلى التضمين لتحقيق ارتباط IP الافتراضي بين خدمة eNodeB و GW ، حتى أثناء حركة الاتحاد الأوروبي ، وبالتالي تمكين التنقل. يعتمد البروتوكول المستخدم على GTP-U.

S1-MME

S1-MME هي نقطة مستوى التحكم بين مرجع eNodeB و MME. يتم تنفيذ جميع أنشطة التحكم فيه ، على سبيل المثال ، إرسال إشارات للإرفاق ، والفصل ، وإنشاء دعم للتغيير ، وإجراءات السلامة ، وما إلى ذلك. لاحظ أن بعض حركة المرور هذه شفافة بالنسبة إلى E-UTRAN ويتم تبادلها مباشرة بين الاتحاد الأوروبي ومرض التصلب العصبي المتعدد ، وهو جزء يسمى "طبقة عدم الوصول" (NAS) إشارات.

S5

S5 هو المعيار الذي يتضمن مستوى التحكم والمستخدم بين GW و PDN GW Service ولا ينطبق إلا إذا كانت كلا العقدتين موجودة في HPLMN ؛ النقطة المرجعية المقابلة عند تقديم GW هي VPLMN تسمى S8. كما هو موضح أعلاه ، هناك نوعان مختلفان من البروتوكولات ممكنان هنا ، بروتوكول نفق GPRS المحسن (GTP) و Proxy Mobile IP (PMIP).

S6a

S6a هي النقطة المرجعية لتبادل المعلومات المتعلقة بمعدات الاشتراك (التنزيل والمسح). يتوافق مع النقطة المرجعية Gr و D في النظام الحالي ، ويستند إلى بروتوكول DIAMETER.

SGi

هذه هي نقطة الخروج لـ DPR ، وتتوافق مع النقطة المرجعية Gi GPRS و Wi في I-WLAN. تستند بروتوكولات IETF هنا إلى بروتوكولات مستوى المستخدم (أي إعادة توجيه حزم IPv4 و IPv6) ومستوى التحكم حيث يتم استخدام DHCP ونصف القطر / القطر لتكوين عنوان IP / بروتوكول الشبكة الخارجية.

S10

S10 هي نقطة مرجعية لأغراض نقل MME. إنها واجهة مستوى تحكم خالصة ويستخدم بروتوكول GTP-C المتقدم لهذا الغرض.

S11

S11 هي نقطة مرجعية لمستوى التحكم الحالي بين خدمة MME و GW. يستخدم بروتوكول GTP-C المتقدم (GTP-C v2). يتم التحكم في حامل (أصحاب) البيانات بين eNodeB وخدمة GW بواسطة التسلسل S1-S11 و MME.

S13

S13 هي النقطة المرجعية لسجل هوية المعدات (EIR) و MME ، ويتم استخدامها للتحكم في الهوية (على سبيل المثال بناءً على IMEI ، إذا كانت مدرجة في القائمة السوداء). يستخدم بروتوكول القطر SCTP.

Gx

Gx هي النقطة المرجعية لسياسة تصفية سياسة QoS والتحكم في الحمل بين PCRF و PDN GW. يتم استخدامه لتوفير عوامل التصفية وقواعد التسعير. البروتوكول المستخدم هو القطر.

Gxc

Gxc هي النقطة المرجعية الموجودة في أكثر من Gx ولكنها تقع بين GW و PCRF وتعمل فقط في حالة استخدام PMIP على S5 أو S8.

آر إكس

يتم تعريف Rx على أنها وظيفة تطبيق (AF) ، موجودة في NDS و PCRF لتبادل المعلومات المتعلقة بالسياسة والفواتير ؛ يستخدم بروتوكول DIAMETER.

EPC للوصول إلى 3GPP في التجوال

أثناء التجوال في هذه الحالة ، إما -

يمتد مرة أخرى إلى HPLMN (عبر شبكة ربط بيني) ، مما يعني أن كل حركة مرور المستخدم في الاتحاد الأوروبي يتم توجيهها عبر PDN GW في HPLMN ، حيث يتم توصيل DPRs ؛ أو

من أجل طريقة أفضل لحركة المرور ، فإنه يترك PDN GW في VPLMN إلى PDN محلي.

الأول يسمى "حركة المرور الموجهة إلى المنزل" والثاني يسمى "الاختراق المحلي". (لاحظ أن المصطلح الثاني يستخدم أيضًا في مناقشة تحسين حركة المرور للمنزل NBs / eNodeB ، ولكن بمعنى مختلف لأنه في مفهوم التجوال 3GPP ، تتضمن خطة التحكم دائمًا HPLMN).

التفاعل بين EPC و Legacy

منذ البداية ، كان من الواضح أن نظام 3GPP Evolved سيتفاعل بسلاسة مع أنظمة 2G و 3G الحالية ، أو 3GPP PS منتشرة على نطاق واسع ، أو بشكل أكثر دقة ، مع قاعدة GERAN و UTRAN GPRS (لجوانب العمل البيني مع نظام CS القديم للعلاج صوت محسن).

إن مسألة التصميم المعماري الأساسي لشبكة 2G / 3G في EPS هي موقع خريطة GGSN. يتوفر نسختان وكلاهما مدعوم -

• GW المستخدم - إنها الحالة العادية حيث تنتهي خدمة GW مستوى المستخدم (كما هو موضح في شبكة GPRS الحالية).

  تم الانتهاء من خطة التحكم في MME ، وفقًا لتوزيع المستخدمين ومستوى التحكم في EPC. يتم تقديم النقاط المرجعية S3 و S4 ، وهي تستند إلى GTP-U و GTP-C ، في المقابل. S5 / S8 مقيد بالسلاسل إلى PDN GW. الميزة هي أن التشغيل البيني سلس ومُحسَّن. الجانب السلبي هو أنه بالنسبة لهذا النوع من قابلية التشغيل البيني ، يجب ترقية SGSN إلى Rel. 8 (بسبب الدعم الضروري للميزات الجديدة على S3 و S4).

• PDN GW - في هذه الحالة ، يتم إعادة استخدام الوراثة المعيارية غير المتغيرة Gn ​​(عند التجوال ، ستكون Gp) بين SGSN و PDN GW ، لكل من مستوى التحكم والمستعمل. وتتمثل ميزة هذا الاستخدام في أن SGSN يمكن أن تكون سابقة الارتباط. 8. علاوة على ذلك ، فإنه يحمل قيودًا معينة على إصدارات IP والنقل وبروتوكول S5 / S8.

التفاعل مع نظام Legacy 3GPP CS

خلال مرحلة تصميم 3GPP Evolved ، أصبح من الواضح أن النظام الجديد لا يمكن أن يتجاهل نظام CS القديم مع خدمة الاتصال "الصوتية" الأكثر أهمية. كان المشغلون ببساطة استثمارات مترابطة للغاية في هذا المجال ، ولذلك تم طلب التشغيل البيني الفعال للغاية.

تم تطوير حلين -

• استمرارية المكالمات الصوتية للراديو الفردي (SRVCC) لتحويل المكالمات الصوتية من LTE (مع الصوت عبر IMS) إلى النظام القديم.

• احتياطي CS - تمكين نقل مؤقت إلى CS القديم قبل تنفيذ نشاط CS الوارد أو الصادر.

استمرارية المكالمات الصوتية للراديو الفردي (SRVCC)

في هذا الحل الذي اختاره 3GPP لـ SRVCC مع GERAN / UTRAN ، يتم توصيل MSC المعزز بشكل خاص عبر مستوى تحكم جديد للواجهة لـ MME.

لاحظ أن MSC الذي يخدم الاتحاد الأوروبي يمكن أن يكون مختلفًا عن دعم واجهة Sv. في IMS ، من الضروري وجود خادم تطبيق (AS) لـ SRVCC. يعتمد Sv على GTPv2 ويساعد في إعداد الموارد في النظام المستهدف (الوصول والشبكة الأساسية والترابط بين مجال CS و IMS) ، أثناء الاتصال للوصول إلى المصدر.

وبالمثل ، مع SRVCC CDMA 1xRTT يتطلب تشغيل خادم 1xRTT (IWS) ، والذي يدعم الواجهة ومرحل الإشارة من / إلى 1xRTT MSC الذي يخدم UE S102 لنفس الغرض. S102 هي واجهة نفق وتنقل رسائل تشوير 1xRTT ؛ بين MME و UE يتم تغليفها.

CS الاحتياطية

لا يتم فصل GW و PDN GW (لا يتم عرض S5 / S8) ويتم دمج VLR مع خادم MSC. تم إدخال واجهة SG جديدة بين MSC Server / VLR و MME ، مما يسمح بإجراءات مشتركة ومنسقة. يتكون المفهوم من -

• مرحل الإشارة لإنهاء طلب CS (المكالمات الواردة ، معالجة شبكة تشغيل خدمة إضافية أو SMS Legacy) من خادم MSC لـ MS على SG والعكس بالعكس ؛

• إجراءات التشغيل المجمعة بين مجال PS ومجال CS.

التعامل مع وصول غير 3GPP

كان العمل البيني مع نظام مختلف لشبكات الوصول 3GPP (يسمى non-3GPP / access) هدفًا مهمًا لـ SAE ؛ يجب أن يتم ذلك تحت مظلة EPC. يمكن تحقيق قابلية التشغيل البيني على مستويات مختلفة (وفي الواقع ، تم ذلك على الطبقة 4 باستخدام VCC / SRVCC). ولكن بالنسبة للنوع العام للعمل البيني ، بدا أنه من الضروري الاعتماد على الآليات العامة ، لذلك بدا مستوى IP هو الأنسب.

بشكل عام ، تتمتع الأنظمة الكاملة للشبكات المتنقلة والثابتة ببنية مشابهة لتلك الموضحة أعلاه. بالنسبة لنظام 3GPP المتطور ، توجد عادة شبكة وصول وشبكة أساسية. في نظام 3GPP المتطور المجدول لهندسة التشغيل البيني ، تتصل أنظمة تقنيات الوصول الأخرى بـ EPC.

بشكل عام ، تتمتع أنظمة الشبكة المتنقلة الكاملة وأنظمة الشبكة الثابتة ببنية مماثلة كما هو موضح في نظام Evolved 3GPP وتتكون عادةً من شبكة وصول وشبكة أساسية.

تقرر أيضًا السماح بنوعين مختلفين من التشغيل البيني ، بناءً على خاصية أنظمة الوصول. بالنسبة للشبكات التي لا تتمتع بثقة في الوصول إلى 3GPP ، يُفترض أن الاتصال الآمن بينها وبين EPC يتم تنفيذه وأيضًا حماية قوية للبيانات مضمونة بشكل كاف.