核心网基本原理及关键技术.

第1页LTE核心网关键技术苑红2012-3-21第2页提纲2.码号5.用户数据管理6.QoS7.策略控制8.IPv6过渡方案4.Diameter信令路由9.LTE基础通信业务网络方案10.计费、安全1.网络架构及分阶段部署方案3.互通和国际漫游第3页LTE核心网(EPC)的架构变化和重要特点标准LTE网络架构下，所有用户仅接入分组域未来所有业务都应通过分组域提供；仅有分组域，无电路域控制和承载分离，网络结构扁平化eMSCMGWCSMGWMSCSPSSGSNGGSNSGSNEPCMMESAE-PGWHSS2G/TD核心网LTE核心网EPC无CS域控制和承载分离：控制面MME，用户面SAEGW；扁平化网络架构：LTE仅有eNodeB，用户面由2G/TD三级转发变为一级转发GGSNBSCSGSNMMEeNodeBSAEGWNodeBRNCBTS核心网控制面协议主要基于GTPCv2和Diameter，用户面主要基于GTPUv1传输层协议主要基于UDP和SCTPDiameterSCTP/TCPIPDiameterSCTP/TCPIPS6aDRADRASGSNHSSMME为了进一步提高用户体验、降低时延，给用户提供差分化的服务，支持多种无线技术的接入，LTE核心网在2G/3G核心网的基础上做了革命性的演进。基于全IP的架构第4页SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3-MME：LTE接入下的控制面网元，负责移动性管理功能（包含了SGSN和RNC的部分功能）；-S4SGSN：2G/3G接入下的控制面网元，相当于接入2G/3G的MME，进行移动性管理和会话管理；-S-GW：SAE网络用户面接入服务网关，相当于传统GnSGSN的用户面功能；-P-GW：SAE网络的边界网关，提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能，相当于传统的GGSN。除了2G/3G/LTE接入外，EPC同时支持WLAN/WiMax/CDMA等接入方式-HSS：SAE网络用户数据管理网元，提供鉴权和签约等功能，包含HLR功能。-PCRF：策略控制服务器，根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控；-AF：业务策略提供点-eNodeB：负责无线资源管理，集成了部分类似2G/TD基站和基站控制器的功能；AFRxEPC标准架构网元功能控制面承载面（用户面）第5页EPC标准架构接口功能SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3-S1：EPC与eNB的接口(类似IU)，包括控制面接口S1-MME和用户面接口S-U（GTPv1）；-S6a：MME通过S6a接口从HSS获得鉴权和签约信息，协议基于Diameter，传输层基于SCTP-S6d：S4-SGSN通过S6d接口从HSS获得鉴权和签约信息，协议类型同S6a-S11：控制面网元MME和用户面网元S-GW间的信令接口，基于GTPv2；-S10：进行MME间互操作时，MME通过S10接口传递承载上下文信息，基于GTPv2-S5：S-GW和P-GW间接口，包括控制面（GTPv2）和用户面（GTPv1）-S8：国际漫游接口，拜访地S-GW接入归属地P-GW，协议同S5-S3：当2G/TD与LTE互操作时，S4-SGSN与MME间通信的接口，基于GTPv2-S4：S4SGSN与S-GW间的接口，包括控制面（GTPv2）和用户面（GTPv1）-Gx：PCRF与PCEF（位于P-GW）间的接口，用户业务信息上报和策略下发，基于Diameter协议AFRx-Rx：AF通过Rx接口向PCRF通知业务属性-S9：拜访地PCRF与归属地PCRF互通接口，用户获取归属地策略信息-SGi：分组域数据访问外部业务平台的接口，类似GPRS网络中的Gi接口第6页组网方案全融合核心网HSS/HLRTD-LTEMME/SGSNSAEGW/GGSNEPCDNSCS域核心网EPCCGMSCServer2G/TD融合组网初期（扩大规模试验/试商用）规模商用独立组网（规模试验）LTE核心网(EPC)分阶段部署方案1、规模试验阶段，单厂家LTE独立组网，验证LTE基本功能；2、扩大规模试验阶段（试商用初期），采用新建EPC融合核心网和现网设备改造相结合的形式，实现互通，最大限度减少对现网的影响；3、试商用后期和大规模商用时，现网GPRS设备演进升级为核心网全融合设备，有效保护已有投资。2G/TDSGSNGGSN2G/TD新建融合核心网HSS/HLRTD-LTEGPRS核心网EPCDNSGPRSCGCS域核心网HLREPCCGMSCServerGPRSDNSMME/SGSNSAEGW/GGSNMME/SGSNHSS/HLR2G/TDSGSNGGSNEPC独立组网TD-LTEGPRS核心网DNSGPRSCGCS域核心网HLREPCCGMSCServerGPRSDNSSAEGWMMEHSS第7页LTE规模试验阶段核心网组网架构GnGnGSM/GPRS/EDGE（+）TD-SCDMA/HSPATD-LTESGSNSAEGWMMEHSS/HLRGGSNEPC核心网PCRFHLR2G/TDPS域核心网P-GW/GGSNS-GWGr现有2G/TD终端LTE多模终端DNSSAEDNSS5/S8S11S1-MMES1-US6aCGGx…组网新建HSS/HLR设备，通过S6a/MAP接口和融合MME/SGSN互通，存储LTE单模、LTE多模、LTEMifi的新号段用户数据。纯2G/TD用户数据仍然存储在老HLR。新建MME设备支持LTE用户接入。新建SAEGW/GGSN设备，作为LTE单模、LTE多模、LTEMifi的锚定点，纯2G/TD用户仍然要锚定到老GGSN设备。升级SGSN支持LTE终端能力的识别和锚定到SAEGW。新建LTE无线设备，在该区域覆盖LTE信号，可接入LTE单模、LTE多模、LTEMifi等终端类型业务。2G/TD无线信号全覆盖，实现纯2G/TD终端业务的连续性。LTE单模终端：只在LTE覆盖区域接入互联网。LTE双模终端：在试验区域内的23G覆盖区和LTE覆盖区实现简单互操作。LTEMIFI：只在LTE覆盖区接入Mifi业务。…业务体验实验室测试已基本结束，外场试验正在开展第8页LTE扩大规模试验(试商用)阶段核心网组网架构…组网新建HSS/HLR设备，通过S6a/MAP接口和融合MME/SGSN互通，存储LTE单模、LTE多模、LTEMifi的新号段用户数据。纯2G/TD用户数据仍然存储在老HLR。新建MME/SGSN设备区分2G/TD/LTE终端类型，实现不同的数据面锚定点的选择。新建SAEGW/GGSN设备，作为LTE用户的锚定点，纯2G/TD用户仍然要锚定到老GGSN设备。升级SGSN支持LTE终端能力的识别和锚定到SAEGW。新建DRA实现省间漫游。新建LTE无线设备，在该区域覆盖LTE信号，可接入LTE单模、LTE多模、LTEMifi等终端类型业务。2G/TD无线信号全覆盖，实现纯2G/TD终端业务的连续性。2G/TD终端：在LTE试点区域和非试点区域，2G/TD终端体验一致。LTE单模终端：只在LTE覆盖区域接入互联网及短信业务。LTE双模终端：试点区域内或纯2G/TD网络中都能接入业务。LTEMIFI：只在LTE覆盖区接入Mifi业务。…业务体验业务平台业务平台InternetInternet2G/TDSGSNGGSN2G/TD新建核心网HSS/HLRTD-LTEMME/SGSNSAEGW/GGSNPCRF用户面控制面现网设备HLRSGSN升级支持识别LTE终端能力2G/TDCS域核心网MGWMSCServer新建核心网MME/SGSNSAEGW/GGSNDRA省间漫游实验室测试华为、诺西、爱立信已结束，阿朗和中兴正在测试，外场试验正在计划第9页提纲2.码号5.用户数据管理6.QoS7.策略控制8.IPv6过渡方案4.Diameter信令路由9.LTE基础通信业务网络方案10.计费、安全1.网络架构及分阶段部署方案3.互通和国际漫游第10页新引入码号（1/3）MCCMNCMMEGroupIDMMECodeLACRACM-TMSIGUMMEI29-2423-1615-0MCCMCC29-2423-1615-0RAIP-TMSI23-1615-0P-TMSISignatureMCCMNCMMEGroupIDMMECodeLACRACM-TMSIGUMMEI29-2423-1615-0MCCMCC29-2423-1615-0RAIP-TMSIGUTIRAI/P-TMSIGUTIRAI/P-TMSI新引入码号：GUTI全球唯一临时标识（GloballyUniqueTemporaryUEIdentity），类似RAI+P-TMSIGUTI=GUMMEIM-TMSI,GUMMEI=MCCMNCMMEIdentifierMMEIdentifier=MMEGroupIDMMECode2G/3G与LTE进行互操作时，GUTI与RAI+P-TMSI需进行映射第11页新引入码号（2/3）新引入码号：TAI追踪区标识（TrackingAreaIdentity），表示用户位置信息，类似2G/3G位置区LAI或路由区RAItac-lbTAC-low-byte.tac-hbTAC-high-byte.tac.epc.mncMNC.mccMCC.3gppnetwork.orgTAList：跟踪区列表，由一组TAI组成，最多包含16个TAI第12页新引入码号（3/3）新引入码号：EPC网元域名标识（FQDN）包括MME、SGSN、HSS、S-GW、P-GW标识MME的域名标识为：mmecMMEC.mmegiMMEGI.mme.epc.mncMNC.mccMCC.3gppnetwork.org其它网元标识构造时，其后缀遵循标准构造方式：node.epc.mncMNC.mccMCC.3gppnetwork.org，node必须保留，其前可跟随gw、hss等；后缀之前可以按需求扩展，比如可为：gw10.guangzhou.guangdong.node.epc.mnc000.mcc46.3gppnetwork.orgS-GW与P-GW合设时域名构造S-GW与P-GW域名字段数需保持一致，以便于网元选择时使用就近原则合设的S-GW与P-GW域名需保持一致，以便于网元选择时优先发现合设的节点APNAPN-NI与APN-OI编码方式与2G/3G相同APN-OI格式仍为：mncMNC.mccMCC.gprsAPN的域名格式为：APN-NI.apn.epc.mncMNC.mccMCC.3gppnetwork.org第13页MMEGI问题的产生背景为什么要对LAC和MMEGI做区分？-MMEGI和LAC共享16位的码号空间；-LTE终端如果从LTE移动到2G/TD，用户进行路由更新，SGSN选择MME时需区分LAC和MMEGI的取值MMEGI和LAC共享16位的码号空间，因此要求MMEGI与LAC取值不同，否则无法锚定到相应网元获取用户上下文信息，需进行MMEGI码号规划。GnSGSN判断用户源接入方式–GnSGSN查找MME和查找其它GnSGSN的构造方式相同，只能构造为racRAC.lacLAC.mncMNC.mccMCC.gprs–若用户从LTE移动到2G/TD网络，LAC