EPC核心网-系统架构-系统介绍

EPC介绍EPC关键技术介绍EPC业务流程介绍EPC的标准化进展31可行性研究阶段2004年12月正式立项至2006年6月完成。主要是网络结构优化的可行性研究，输出的基准协议是3GPPTR23.882:3GPPsystemarchitectureevolution(SAE):Reportontechnicaloptionsandconclusions2Stage1（需求阶段）定义SAE的需求，2006年12月完成输出的基准协议是3GPPTS22.278:Servicerequirementsforevolutionofthesystemarchitecture:3Stage2（技术实现阶段）定义SAE的网络结构、功能实体及其相互接口。2008年6月完成输出的基准协议包括：3GPPTS23.401:GeneralPacketRadioService(GPRS)enhancementsforLongTermEvolution(LTE)access“3GPPTS23.402:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):Architectureenhancementsfornon-3GPPaccesses4Stage3（协议实现阶段）定义各接口上的具体协议。2009年3月完成当前定义的协议有：3GPPTR24.801:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE);CTWG1aspects3GPPTR29.803:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):CTWG4aspects3GPPTR29.804:3GPPSystemArchitectureEvolution(SAE):CTWG3aspects3GPP标准组织与制定阶段阶段1：需求SA1/NGMN阶段2：结构EPSbySA2LTEbyRAN3阶段3：详细实现EPCCT1/3/4SA3/5/5LTERAN1/2/3/4/5SA3/5RAN1-物理层RAN2-L2与L3无线协议RAN3-结构与S1/X2接口RAN4-RF与RRM性能要求RAN5-终端测试EPC主要协议介绍TS23.401GPRSenhancementsforE-UTRANaccessTS23.402Architectureenhancementsfornon-3GPPaccessesTS23.203PolicyandchargingcontrolarchitectureTS23.216SingleRadioVoiceCallContinuity(SRVCC)TS23.272CSfallbackinEvolvedPacketSystem(EPS)Stage2TS33.4013GPPSAESecurityarchitectureTS33.4023GPPSAESecurityaspectsofnon-3GPPaccessesEPCArchitecture(3GPPStandard)SGSNHSSMMESGWPGWBSCRNCBTSNodeBeNodeBOperator'sServicesPCRFControlplanetrafficUserplanetrafficEPCS6dS6aS3S4S10S11S1-MMES1-US5(GTP)RxGxSGiSAE-GW:SGW+PGWHSS,MME,SAE-GWrealizeLTEaccessandinterworkingwithNon3GPPnetwork.BasedonGTPmobility,S4SGSNsupportlegacyUTRAN&GERANaccess.BasedonMIPmobility,ePDG/AAA/PCRFincreasenetworkQoSandsecurity.FlatArchitecture,AccessAgnostic,Separationofcontrolplanefromuserplane,andallIPePDGS2bS2a/cNon3GPPAccessNetworkS10xS10x3GPPCSCoreMobilitybasedonMIPHandoverOptimization6EPC主要接口介绍接口协议协议号相关实体接口功能S1-MMES1AP36.413eNodeB-MME用于传送会话管理(SM)和移动性管理(MM)信息S1-UGTPv129.060eNodeB–S-GW在GW与eNodeB设备间建立隧道，传送数据包S11GTPv229.274MME–S-GW采用GTP协议，在MME和GW设备间建立隧道，传送信令S3GTPv229.274MME–SGSN采用GTP协议，在MME和SGSN设备间建立隧道，传送信令S4GTPv229.274S-GW–SGSN采用GTP协议，在S-GW和SGSN设备间建立隧道，传送数据和信令S6aDiameter29.272MME-HSS完成用户位置信息的交换和用户签约信息的管理S10GTPv229.274MME-MME采用GTP协议，在MME设备间建立隧道，传送信令S12GTPv129.060S-GW–UTRAN在UTRAN与GW之间建立隧道，传送数据S2aPMIPv6/MIPv4RFC5213P-GW–TrustedNon-3GPPIPAccesse用于传送非3GPP接入的业务接入信息S5/S8GTPv229.274S-GW–P-GW采用GTP协议，在GW设备间建立隧道，传送数据包支持3GPP接入，EPC新增网元的主要功能点MMEServingGWPDNGWNAS信令处理NAS信令的安全保护3GPP内不同节点之间的移动性管理空闲移动终端的跟踪和可达TAList管理PDNGW和ServingGW选择MME和SGSN的选择合法监听漫游控制安全认证承载管理eNodeB之间的切换的本地锚点E-UTRAN空闲模式下数据缓存以及触发网络侧ServiceRequest流程合法监听数据包路由和转发上下行传输层数据包标记基于用户和QCI力度的统计（用于运营商间计费）基于用户、PDN和QCI力度的上行和下行的计费基于用户的包过滤合法监听IP地址分配上下行传输层数据包标记PCCnon-GBR的基于AMBR的下行速率控制GBR的基于MBR的下行速率控制DHCPv4和DHCPv6（client、server）上行和下行的承载绑定上行承载绑定校验类似SGSN的控制面功能类似SGSN的用户面功能类似GGSN的功能TA(TrackingArea)List——移动管理优化TAList1TAList2IdeaofTAListAllthetrackingareasinaTrackingAreaListtowhichaUEisregisteredareservedbythesameservingMME.TheMMEmayinitiatetheGUTIReallocationproceduretoreallocateTAIlistatanytimewhenasignalingassociationisestablishedbetweenUEandMME.TheTAIlistmayalsobereallocatedbytheAttachortheTrackingAreaUpdateproceduresTheUEdoesn’tneedtriggerTAupdateprocedurewhentheUEmovesinthesameTAList.TheTrackingAreaIdentityisconstructedfromtheMCC(MobileCountryCode),MNC(MobileNetworkCode)andTAC(TrackingAreaCode).TA1TA2TA5TA4TA3MMEISR(IdleSignalingReduction)——移动管理优化TA1TA3RA3TA2TA4TA5RA1RA2TAList1TAList2ISRCombinedArea=TAList+RATheUEdoesn’tneedtriggerTAupdateprocedurewhenitmovesinthecombinedarea.ISRisnotrecommendedtodeployincommercialphasebecauseofitscomplexityandlessbenefits.CombinedareaRA4IPv4v6双栈（DualStack）EPS承载处理IPv4v6承载的优势承载类型LTE2/3G备注IPv4YYUE获取IPv4地址转发IPv4报文Ipv6YYUE获取IPv6地址转发IPv6报文IPv4v6YY/NUE获取IPv4和v6地址和转发IPv4和v6报文解决在1个PDP上下文中传送IPv4和IPv6地址的用户数据，减少了需要的承载上下文数量终端SGSN/MMEPDN-GW根据终端的能力在请求建立的承载类型具备IPv6和IPv4能力请求IPv4v6IPv4终端请求IPv4IPv6终端请求IPv6终端能力不明，请求IPv4v6MME/SGSN根据如下条件，向PGW请求标示DualStackFlagUE是否签约DualStack，否则拒绝，否则返回给UE“subscriptionlimitation”UE是否可能切换到不支持IPv4v6网络，是则返回给UE“singleaddressbearersonly”PGW检查如下条件，判断是否接受DualStack请求若不允许该APN使用两个IP地址，则只分配一个IP地址，并返回给UE“networkpreference”如果允许该APN使用两个IP地址，则分配IPv4地址和IPv6地址，接受请求R8网络IPv4v6双栈承载的处理方式LTE与2/3G承载之间要求一对一映射EPC网络的安全优化UEeNBeNBXuXuMMES1-CS1-CX2EvolvedPacketCore(EPC)E-UTRANSAEGWS1-US1-USecuritylayer1Securitylayer2Securitylayer1EPSSecurityandUMTSSecurityinCommonEPSaccessauthentication:AKAEPSSecurityandUMTSSecurityinDifferenceEPSsecuritylayersAS（AccessStratum）security–SecuritybetweenUEandeNB（E-UTRAN）,includingRRCsignalingconfidentiality,RRCsignalingintegrityandUP(UserPlane)confidentialityNAS（NonAccessStratum）security–SecuritybetweenUEandMME,includingNASsignalingconfidentialityandNASsignalingintegrityNetworkDomainSecurity–Securitybetweenlayer1andlayer2,adoptingNDS/IPsecSNOW3GAESZTEsupporttheabovealgorithmsaccordingto3GPP33series.ASandNASalgorithmsEPC网络中SGSN网元类型分析SGSN为GnGpSGSNSGSN为S4SGSN优点对原有GPRS网络改动少原2/3G用户的业务流程和用户感受度没有太大改变网络结构简单在运营商网络中只有一张网络，即EPC网络；运营商网络内只需要一套签约数据管理：HSS；运营商网络内只需要一套DNS：R8DNS（EPCDNS）；与非3GPP网络的互通不存在问题；本网内只有一套计费体系：EPC计费；