Архитектура SAE

Основные функциональные элементы cети

Особенности технологии

Радиус действия базовой станции LTE может быть различным в зависимости от мощ - ности и используемых частот. В оптимальном случае это порядка 5 км, но при необходи - мости дальность действия может составлять 30 км или даже 100 км (при достаточном поднятии антенны).

Звонок или сеанс передачи данных, инициированный в зоне покрытия LTE, техниче - ски может быть передан без разрыва в сеть 3G (W-CDMA, CDMA2000) или в GSM/GPRS/EDGE. Таким образом, развитие сетей LTE возможно на уже развитых сетях как операторов GSM (в России — операторы «большой тройки») так и операторов CDMA(в России — Енисейтелеком, Скайлинк, Сотел ССБ, БайкалВестКом), что заметно снижает стоимость развертывания сети (в отличие от WiMax сетей).

Рисунок12.2 –Архитектура ядра сетиSAE http://ru.wikipedia.org/wiki/System_Architecture_Evolution

В конце ноября 2010 года Международный союз электросвязи ITU официально при - знал LTE-Advanced стандартом беспроводной связи четвёртого поколения (4G)[2].

Сеть LTE состоит из двух важнейших компонентов: сети радиодоступа E -UTRAN и базовой сети SAE (англ. System Architecture Evolution — Эволюция системной архитекту - ры) это архитектура ядра сети, разработанная консорциумом 3GPP для стандарта беспро - водной связи LTE. На рисунке 12.2 приведена архитектура ядра сети SAE

Основными требованиями проекта 3GPP к сети SAE были: максимально возможное упрощение структуры сети и исключение дублирующих функций сетевых протоколов, характерных для системы UMTS.

	Одной из важнейших за-
	дач управления в сетиLTE
	является	максимально	эф-
	фективное	использование
	радиоресурсов.Данная зада-
	ча решается с помощью со-
	вокупности функции управ-
	ления радиоресурсамиRRM
	(управление радиоресурсами
	сети Е-UTRAN,управление
	службой передачи данных в
	радиоканале,управление мо-
Рисунок12.1 –Взаимодействие сети радиодоступаE-UTRANи	бильностью,управление дос-
тупом,динамическое	рас-
базовой сетиSAE	пределение ресурсов)и с
	помощью	протокола управ-

ления радиоресурсами RRC. Требования к функциям управлению радиоресурсами приве -

дены в TR 25.913.

Управление радиоресурсами сети E-UTRAN (Inter Cell RRM) обеспечивает управление ресурсами группы сот в целях повышения эффективности использования частотного спек -

тра и минимизации помехового взаимного влияния абонентских терминалов и базовых станций, а также поддержку мобильности.

Основным компонентом архитек -

туры SAE является Evolved Packet Core(EPC). EPC служит эквивалентом сети

GPRS.

Компонентами EPC являются:MME (Узел Управления Мобиль -

ностью — Mobility Management Entity)

— это ключевой контролирующий мо - дуль для сети доступа LTE. Он отвеча - ет за процедуры обеспечения мобиль - ности, хэндовера, слежения и пейджин - га UE (Пользовательского Устройства

— User Equipment). Он участвует в процессах активации / дезактивации сетевых ресурсов и так же отвечает за выбор SGW для UE при начальном подключении и при хэндовере внутри LTE со сменой узла Ядра Сети (Core Network — CN). Он отвечает за аутентифика - цию пользователя при взаимодействии c HSS (Home Subscriber Server – сервер абонент - ских данных). HSS представляет собой объединение VLR, HLR, AUC выполненных в од - ном устройстве.

ü). Сигнализация Слоя Без Доступа (Non-Access Stratum — NAS) оканчивается в MME и данный узел так же отвечает за генерацию и распределение временных идентифи - каторов для UE. Он проверяет авторизацию UE для доступа к сервис - провайдерам мо - бильных сетей (Public Land Mobile Network — PLMN) и реализует роуминговые ограни - чения для UE. MME является заключительной точкой сети для шифрования / защиты цело - стности сигнализации NAS и отвечает за управление безопасностью. Узаконенный пере - хват сигнализации так же обеспечивается MME. MME предоставляет плоскость функций контроля для обеспечения мобильности между LTE и сетями доступа 2G/3G через интер - фейс S3 установленный к MME от SGSN. MME так же соединен интерфейсом S6 с до - машним HSS для роуминга UE.

ü SGW (Обслуживающий Шлюз — Serving Gateway): Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из / в подсистему базовых станций. SGW маршрутизирует и направляет пакеты с пользовательскими данными, в то же время вы - полняя роль узла управления мобильностью (mobility anchor) для пользовательских дан - ных при хэндовере между базовыми станциями (eNodeB), а так же как узел управления мобильностью между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP. Когда UE сво - боден и не занят вызовом, SGW проключает нисходящий канал данных (Down Link —DL) и производит пейджинг, если требуется передать данные по DL в направлении UE. Он управляет и хранит состояния UE (например требования по пропускной способности для IP- сервисов, внутреннюю информацию по сетевой маршрутизации). Он так же предостав - ляет копию пользовательских данных при узаконенном перехвате.

ü PGW (Пакетный шлюз — Packet Data Network Gateway): Пакетный шлюз обеспе -

чивает соединение от UE к внешним пакетным сетям данных, являясь точкой входа и вы - хода трафика для UE. UE может иметь одновременно соединение с более чем одним PGW для подключения к нескольким сетям. PGW выполняет функции защиты, фильтрации па - кетов для каждого пользователя, поддержку биллинга, узаконенного перехвата и сортиро - вание пакетов. Другая важная роль PGW — являться узлом управления мобильностью между 3GPP и не -3GPP технологиями, такими как WiMAX и 3GPP2 (CDMA 1X и EvDO).

ü PCRF (Узел выставления счетов абонентам - Policy and Charging Rules Function):

Это - общее название для устройств в рамках SAE EPC, которые отслеживают поток пре - доставляемых услуг, и обеспечивают тарифную политику. Для приложений, требующих контроль или начисление платы в режиме реального времени, может использоваться до - полнительный сетевой элемент под названием Applications Function (AF).

SAE является эволюционным продолжением ядра сети GPRS, с некоторыми отличия -

ми:

ü упрощенная архитектура — архитектура SAE снижает эксплуатационные и капи - тальные расходы. Новая, плоская модель, означает, что потребуется повысить пропуск - ную способность узлов только двух типов (базовых станций и шлюзов), чтобы они спра - вились с трафиком в случае его значительного роста.

ü целиком построена на IP (All IP Network — AIPN) — Первые концепции 3G был разработаны, с тем, что голос по - прежнему передается по системе с коммутацией каналов.

С тех пор наблюдался переход к IP- сетям. Соответственно архитектура SAE построена на базе IP- сети.

ü обеспечивает большую пропускную способность на сети радиодоступа (radio accessnetwork — RAN) — предполагается, что нисходящий канал (Down Link) будет со скоро - стью свыше 100 Мбит / с, и основное внимание системы будет сосредоточено мобильности полосы пропускания, от сети потребуется поддерживать гораздо больше уровней данных.

ü обеспечивает меньшую задержку RAN — с увеличением требуемых уровней взаи - модействия и более быстрых ответов, концепция SAE обеспечит уровень задержки в рай - оне 10 мс.

ü поддерживает мобильность между несколькими гетерогенными RAN, включаю - щим поддержку, как систем типа GPRS, так и не -3GPP систем (например WiMAX)

Дата добавления: 2014-01-15