LTE核心网简介

LTE核心网简介一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page2Page3EPS网络架构EPS(EvolvedPacketSystem)UE（UserEquipment）LTE（LongTermEvolution）SAE（SystemArchitectureEvolution）EPC(EvolvedPacketCore)SAE=EPCPage4EPC网络架构•S-GW和P-GW合设Operator'sIPServicesPCRFS-GW/P-GWeNodeBMMESGSNHSSLTENodeBRNCUTRANBSC/PCUBTSGERANRxGxSGiS1-US1-MMES12S4S6aS3S11Page5EPC网络架构•S-GW和P-GW分设S-GWeNodeBMMESGSNHSSLTENodeBRNCUTRANBSC/PCUBTSGERANGxS1-US1-MMES12S4S6aS3S11Operator'sIPServicesPCRFRxSGiP-GWS5Page6EPS网络功能•EPS网络实现以下逻辑功能：–网络接入控制功能–数据路由和转发功能–移动性管理功能–安全功能–无线资源管理功能–网络管理功能Page7EPC主要逻辑网元功能MME:mobilitymanagemententityP-GW:packetdatanetworkgatewaySGW:servinggatewayHSS:homesubscriberserverPCRF:policyandchargingrulefunction8TD-LTE网络结构SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPSServiceServingGWPDNGWS5/8SAEGWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxUEE-UTRANEPCEPS负责无线资源管理负责移动性管理功能负责用户面接入功能提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控提供鉴权和签约等功能用户设备(UE)接入网(E-UTRAN)核心网(EPC)整个TD-LTE系统由3部分组成Page8GGSNBSCSGSNMMEeNodeBSAEGWNodeBRNCBTS扁平化、全IP化无BSC/RNC由于LTE的高速率，将来LTE对传输网络需求巨大（以G为单位），1个宏站带宽需求在200M以上，需要提前做好传输网络规划和建设。核心网-网络变化及传输需求Page9TD-LTE与TD/2G协同组网网络结构电路域MGWMSCSERVERGMGW2G/TDRAN分组域SGSNGGSNSBCIM-MGW其它IMS网元HSSMGCFSBCASCM-IMSE-UTRANMMES-GWEPCP-GWSAE-GW其它数据业务网HLRGMSCSERVERHSSinternet(CMNet)集团客户、家庭用户S1-MMES1-US6aS11完成类似于SGSN的功能完成类似于GGSN的功能S5/S8SGiTD-LTE仅存在核心网分组域（EPC）GrGnGnSGs：MME-普通MSC-S-LTE短信-CSFallBack话音Sv：MME-SRVCCMSC-S-LTEVoIMS+SRVCC11核心网-网络融合降低负荷保护投资Page11一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page12简要流程E-UTRANMMES-GWEPC(EvolvedPacketCore)P-GWSAE-Gateway外部数据网eNodeBIP网络HSSDNS(3)选择S-GW、P-GW(4)P-GW地址(5)请求为用户建立默认承载(6)为用户建立默认承载(分配用户IP地址)用户接入网络后，系统立即为用户建立一个“默认承载”（类似于PDP）-AlwaysOnLine-用户需要IP地址后续，当用户需要与外部数据网通信时，使用已经建立的“默认承载”LTE数据业务方案Page1314LTE短信业务方案•基于3GPP标准规定的SGs接口方式E-UTRANMMES-GWP-GWSAE-GWeNodeBHSSIP网络电路域MSCServer现网短信中心SGs接口仅用于“短信”，全网/全省可固定选择1个MSC-SHLR融合的HSS/HLR12345LTE“单待”终端驻留在LTE网络时，不能使用2G/TD电路域短信业务适用于：-计费信息通知-接收“彩信”00：MME与MSC-S之间通过SGs接口执行联合位置更新，HLR记录用户位于此MSC-S1、2、3：正常的短信业务流程，短信中心将“短信”发送至MSC-S4：MSC-S通过SGs接口将“短信”发送至MME5：MME将“短信”通过LTE网络发送至用户Page14LTE语音业务方案-双待终端E-UTRANMMES-GWP-GWSAE-GWEPC电路域SGs接口拜访MSCServer双待单卡终端2G/TD2G/TDLTE卡SGs接口短信MSCServer单待单卡终端2G/TDLTE卡双待双卡终端2G/TDLTE卡1卡2AC“单待”终端：执行SGs接口联合位置更新“双待”终端：不执行SGs接口联合位置更新A：话音业务B：数据业务C：单待终端的短信业务BHSS/HLR双待终端：始终由电路域提供话音业务Page15LTE话音业务方案-CSFB©中国移动通信集团设计院有限公司2G/TDRANE-UTRANMMES-GWP-GWSAE-GatewayeNodeBHSSDNSIP网络电路域MSCServerMGWEvolvedPacketCoreIP网络LTE终端（多模单待）其它数据业务网同时，LTE终端将数据业务也切换到2G/TD分组域IMS核心网LTE终端的来话呼叫HLR用户接入LTE网络，鉴权、位置更新0-10-2通过SGs接口执行“联合位置更新”1主叫局查询HLR，HLR将MSC-S提供的MSRN返回给主叫局2主叫局将呼叫接续至MSC-S3通过SGs接口通知终端此时有一个CS域来话呼叫4终端切换至TD/2G网络响应寻呼5建立话路连接1、与LTE共覆盖区的所有MSCServer均需改造支持CSFB2、LTE终端需支持CSFB终端位于TD/2G网，由电路域提供业务终端位于LTE网：-主叫：切换至电路域提供业务-被叫：通过LTE得到来话通知后切换至TD/2G无线网，通过电路域接收呼叫Page16LTE话音业务方案-VoIMS（VoLTE）-利用TD-LTE/EPC作为透明传送的IP通道，将TD-LTE终端接入IMS网络，由IMS网络为用户提供话音业务——LTEVoIMS。2G/TDRANE-UTRANMMES-GWP-GWSAE-GatewayeNodeBIP网络电路域MGWEPCIP网络话音业务其它数据业务网IMS核心网LTE终端切换到2G/TD网络MME控制话音切换MSCServerMSCServerEnhanecdSRVCCMGWMME与SRVCCMSC-S之间新增Sv接口-传送“切换”信息SRVCC实现方案：-切换流程复杂；-时延较长，可能会影响成功率现网改造或新建终端位于TD/2G网，由电路域提供业务终端位于LTE，CM-IMS负责业务处理，LTE/EPC提供IP通道Page17一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page18eNodeB与MME之间的网络组织方案一：为每个eNodeB固定配置其所归属的一个MMEMMEMME方案二：MMEPOOLMMEMME用户第一次附着在网络中时，由eNodeB负责为用户选择1个MME，同时MME为用户分配一个GUTIGUTI=MCC+MNC+MMEGI+MMEC+M-TMSIMMEPOOL号标识MME标识MMEPOOL是3GPPR8版本的必选基本功能增加了MME向eNodeB的反馈机制（MME可以向eNodeB下发weight，标识自己的负荷状态，供eNodeB选择POOL内的MME）√建议：采用方案二-MMEPOOL作为基本的必选功能要求-当MME数量达到2个以上，且覆盖区域连续的情况下，部署MMEPOOLPage19S-GW与eNodeB之间的网络组织MMES-GWIP网络P-GWS-GWS-GWeNodeBeNodeBeNodeBMMES-GWIP网络P-GWS-GWS-GWeNodeBeNodeBeNodeB用户跨eNodeB漫游时，需要跨S-GW重新建立DefaultBearer用户跨eNodeB漫游时，重新建立DefaultBearer，S-GW不改变方案一：归属连接设置eNodeB与S-GW的归属关系；即：各eNodeB的业务仅由固定的一个(或两个)S-GW负责疏通方案二：全连接不设置eNodeB与S-GW的归属关系；即：各eNodeB的业务由一组S-GW负荷分担的疏通√Page20eNodeBEPCeNodeBPTNPTNPTN城市1城市2省会城市MMESAE-GWeNodeBEPCeNodeBPTNPTNPTN城市1城市2省会城市MMESAE-GWIP承载网VVVVVVVVVVVVCECEARARBR/AR方案一：PTN直接互连方案二：PTN通过IP承载网互连eNodeB与核心网之间IP承载方案√Page21建议：采用方案一方案一：PTN直接互连方案二：PTN通过IP承载网互连IP地址分配集团统一制定原则，省内PTN自行规划需要IP承载网专门配置S1/X2接口的MPLSVPN，并统一规划和分配IP地址资源对IP承载网资源的占用无需占用IP承载网的资源1、需占用IP承载网的地址资源（尤其是随着eNodeB数量的增加，将来需占用较多的IP地址资源）2、需占用CE的接口，有可能需新建CE，并增加对AR接口资源的占用3、IP承载网的传输带宽需扩容对二干传输资源的占用需配置专用的资源用于LTE但总量与方案二基本相当可共用IP承载网的传输资源。但是由于IP承载网是采用“轻载”的设计理念；需要IP承载网预留较多的传输资源用于话音业务的保障。例如：原AR—BR：目前配置为1个10GE传输资源；S1接口需要10GE传输，则AR—BR需改造为（10+10）/50%=3～4个10GE网络结构清晰、简单；业务网直接承载在具备IP功能的传输网上跨本地网的业务在业务网与具备IP功能的传输网之间增加了一层IP路由。（业务流多经过了CE、AR、BR的转接，增加了时延）对IP承载网“话音”业务的影响无影响话音业务是“固定带宽”；LTE主要承载的是“可变速率”的数据业务；为避免突发的数据业务流量对话音业务资源的挤占，需要IP承载网提供对“话音业务”资源保障功能安全性封闭的网络，安全性较高IP承载网，安全性较高S1/X2接口（无线网与核心网之间）承载方案Page22电路域MGWMSCSERVERGMGWGGSNPDNGMSCSERVER集团客户、家庭用户BSCRNCSGSN分组域MMES-GWEPCP-GWSAE-GWHSSE-UTRANHLR2G/TDRANIP专网SBCIM-MGW其它IMS网元HSSMGCFSBCASCM-IMSIP专网CMNETCMNETWAP等业务平台中国移动TD/2G核心网的IP承载网络现状EPC内部及与TD/2G分组域间IP承载方案Page23SGSNGGSNIP承载网方式一：BG互通SAEGW/GGSN方案一：EPC融合设备承载在IP承载网，TD/2G核心网分组域承载在CMNetCMNETCMNETSGSNGGSNIP承载网方式二：接口互通SAEGW/GGSNCMNETCMNET需配置BG-BG集中设置，路由迂回严重-BG分散设置，增加投资较多需通过BG的业务包括：-部分SGSN之间的切换（信令、媒体）-MME/SGSN的TD/2G业务-部分LTE终端在TD/2G无线网的业务-MME、SGSN查询融合DNS的信令1、融合设