LTE核心网EPC专题.ppt

LTE核心网EPC技术交流,理解核心网如何发展前先理解为什么要这么发展;,LTE与EVDO的关系数据互操作1X提供语音及低速数据接入,EVDO提供中高速数据接入,LTE提供高速数据接入;LTE主要是热点地区的覆盖,在比较长的时间内,是对EVDO的补充,两者不是对等的,不可能独立发展和建设;LTE与语音业务的关系语音互操作鉴于LTE的上述定位,LTE在比较长的时间内将不适合语音业务的承载;,内容,SAE、EPS、EPC基本概念介绍,2004年12月，3GPP在希腊雅典会议上启动了面向全IP的分组域核心网的演进项目SAE（System Architecture Evolution），其核心网也被称为演进的分组核心网EPC（Evolved Packet Core）LTE和SAE均为项目名称LTE（Long Time Evolution）研究的是无线接入网络的长期演进，新的无线接入系统成为演进的UTRAN(E-UTRAN)。SAE研究的是3GPP核心网络的长期演进，这个项目的目的是定义一个新的全IP分组核心网,称为演进的分组核心网EPC。但在实际使用时没有严格的区分。演进的分组域系统EPS（Evolved Packet System）3GPP R8版本后将SAE改名为EPSEPS=EPCLTE接入网,3GPP核心网标准演进,2000年冻结的R99是第一个3G标准，是个过渡版本，没有商用。2001年冻结的R4是第一个商用3G版本，在核心网电路域引入软交换，实现控制与承载分离。2002年冻结的R5在核心网引入IMS网络，实现核心网的融合发展，但是R5版本还不足以商用，直到2005年R6冻结后，对IMS的功能进行了增强，达到了商用要求。2008年底冻结的R8版本提出EPC，是一个较为完善的版本，也是第一个EPC商用的版本,EPC系统架构,3GPP2,3GPP,WLAN,EPC主要网元功能介绍,PCRF,eNB之间切换的本地锚定点3GPP之间切换的移动性锚定Idle模式下的DL数据缓存分组路由与转发,SGi,GERAN,UTRAN,S11,S3,S5,eUTRAN,HSS,S4,S1-U,S1-MME,S6a,SGSN,IP Network,Gx,X2,AF,例如IMS,PCRF,ServingGateway,S12,PDNGateway,MME,eNB,eNB,MME,用户移动性管理接入和附着控制寻呼，切换和漫游控制,分配UE的IP地址基于每用户的包过滤Bearer层面的IP锚定点连接到外部分组网,SGW,策略控制决策基于流计费控制的功能向PCEF提供策略,核心网架构向EPC演进,电路域语音/SMS,电路域语音/SMS,IP多媒体子系统,互联网,互联网,分组域的演进,控制平面与用户平面的分离,MSC,MSC-S控制平面,MGW用户平面,R4的CS域,SGSN,MME控制平面,S-GW用户平面,EPC架构,拿来主义,承载与控制分离给运营商的好处,MME的集中设置,运营商能轻松管理网络,提升系统容量及资源利用率。并且由于用户面的直接传输能提升用户体验。网络规划将更简单,MME的容量可根据用户数量及用户行为来设计，用户平面实体只需根据业务数据流量来设计即可，可保护运营商的投资。,UE,SGW,PGW,平台/IMS,MME1,MME2,MME3,MME池,内容,语音互操作技术（1）e1xCSFB介绍,LTE无线接入网,UE,2G/3G无线接入网,MME,2）网络重选至2G CS提供话音,MSC Server,2G/3G核心网,SAE,SGs,1）呼叫请求,e1xCSFB：终端驻留在LTE，呼叫建立前先重选回cdma IX，CS提供语音,应用场景：多模终端的Single Radio场景（Single Radio是指LTE/2/3G多模终端在某一时刻只能在一个模的频率上收发数据）,LTE建网初期，网络覆盖不连续。业务提供：LTE网络提供PS域数据业务,语音和短消息业务由CS网络提供基本原理语音呼叫建立：终端在LTE上进行数据业务时，如果发起语音呼叫或者有语音呼叫进入，首先从LTE上重选到CS域，再发起或者接听语音呼叫。语音业务结束后；UE重选回E-UTRAN；语音连续性：不会发生LTE和2G/3G之间的切换处理短信收发：短消息利用SGs接口，通过LTE无线信道传递给UE，UE不需要重选至2G,IWS,语音互操作技术（2）SRVCC介绍,IMS网络提供VoIP和多媒体业务，CS域提供语音业务通过SRVCC提供LTE到CS网络的语音业务连续性IMS网络提供即时消息业务，CS域提供短消息业务，IMS网络提供消息业务互通,SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity）多模终端的Single Radio场景LTE覆盖面较大，核心网部署IMS网络,应用场景,EPC,2G/TD,CS,SCC AS,IMS,LTE,远端IMS终端,切换前呼叫,切换后呼叫,MSCS,基本原理,在LTE覆盖范围内通过IMS提供VoIP语音，IMS提供呼叫控制及后续的切换控制在用户通话过程中移出LTE覆盖范围时，IMS SRVCC作为控制点与CS域交互，将原有通话切换到CS域，保证语音业务连续性,业务提供策略,SRVCC是为了保证语音呼叫连续性，而提出的在LTE的覆盖边界处，将锚定在IMS域（VCC AS）的语音呼叫从LTE切换到 CS域的一种切换技术。,语音互操作技术（3）SVLTE介绍,LTE无线接入网,UE,2G/3G无线接入网,MME,MSC Server,2G/3G核心网,SAE,1）呼叫请求,SVLTE：终端是双收双发双待，同时支持CS提供语音业务，LTE提供数据业务,应用场景：LTE与语音网同步支持(Simultaneous Voice and LTE),不需要对现有网络做改造。业务提供：LTE网络提供PS域数据业务，语音和短消息业务由CS网络提供基本原理:两张网络叠加，通过终端实现两张网络同时注册，不需要网络之间的交互。,语音互操作技术（3）技术方案比较,建议：建网初期为快提供业务，优先采用SVLTE，考虑到国际漫入的终端有可能只支持CSFB，网络侧可以考虑同时支持CSFB的技术。,数据互操作技术eHRPD网络引入,支持LTE数据业务向CDMA的切换，HRPD网络需要升级为eHRPD；无线网由HRPD网络升级，核心网与EPC共用，便于维护管理。,互操作,统一核心网,LTE/EPC,eHRPD,HRPD,升级,数据互操作方案,非优化切换流程：,优化切换流程：,BTS,eNodeB,eAN/ePCF,3GPP2 AAA,SGW,PGW,MME,HSS,eHRPD,LTE,终端,非优化切换方案：无需改造现网，切换时延约2-8秒,优化切换方案：利用与现网间的新增接口，提供无损数据业务切换，并把切换时延减少到1秒以内,1.终端在LTE网络附着。,2.终端利用S101接口完成eHRPD预注册。,3.终端通过S101接口发起切换流程，同时在切换过程中通过S103传输下行数据。,4.切换完成，LTE资源释放。,HSGW,3GPP AAA,1.终端在LTE网络接入进行数据传输。,2.终端检测到LTE信号弱而eHRPD信号良好，将中断LTE连接，并接入eHRPD继续数据业务。,切换请求,下行数据,目前支持优化切换功能终端与网络设备尚不成熟，因此现阶段主要验证非优化切换功能，第一阶段选择非优化方案，第二阶段选择优化方案,17,PCC技术（1）技术发展,PCC（策略和计费控制）架构支持基于用户和业务的QoS控制和计费控制，是差异化运营的关键技术。PCRF根据用户的签约和套餐信息确定不同的QoS策略，下发给PCEF执行。PCRF根据用户访问的业务不同 实施不同的QoS策略，保障用户 的体验。PCEF根据PCRF的定制要求上报时间信息：例如接入方式改变、位置改变、业务信息改变等。AF：应用功能。,R7版本：基本框架和功能。R8版本：增加了漫游场景，V-PCRF和H-PCRF之间的交互。R9版本：增加用量监控，可以基于此功能做FUP。R10版本：增加基于非IMS业务的QoS控制。,23,l流量l时长l流量时长组合l事件或内容l不计费l在线计费l离线计费,计费,l门控/阻断l用量监控lQoS保障和控制l业务数据流的优先级排序和冲突处理,策略控制,PCC技术（2）主要功能,PCC是基于用户、业务、时间、位置、网络状态等实施多维度的策略、管控和计费，是实现移动网智能管道的标准架构。,；,1）根据网络忙闲状态对用户或者业务实施不同的 策略2）FUP，基于用户的套餐对其用量进行监控，并在到达门限后实施一定的管控策略3）业务数据流的优先级和冲突处理,1）对有QoS要求的业务进行业务带宽和时延等的保障；2）对P2P等消耗大量带宽的低价值业务进行限流管控。3）对损害运营商利益的业务进行阻断4）对不同等级的客户提供差异化的服务,1）基于流量、流量+时长、的计费策略2）基于事件等多种灵活计费策略3）基于业务流的计费4）适应移动互联网的发展，开展和第三方合作分成的后付费模式,用PCC打造智能管道,PCC技术（3）是智能管控的重要手段,保障重点业务和重点客户对部分业务限流甚至阻断,实施多维度的组合策略,灵活多样的计费策略和计费模式,POOL技术（1）,MME POOL组网优势负载均衡优化:MME将负载反馈动态给eNodeB，eNodeB可以实时调整负荷分发算法;过载控制优化:MME将过载信息通告给eNodeB和SGW，通过eNodeB和SGW限制部分用户接入和寻呼，避免设备过载;,SAE POOL部署2,POOL组网带来的好处,网络资源共享,网络级可靠性,网络性能提升,减少了跨设备的切换，提高了网络效率和服务质量；减少了相关接口信令流量，节省了传输开销。,设备间资源共享，提高整体利用率，降低投资成本；网络扩容、升级等简单高效，降低了OPEX。,峰值话务为多个设备分担，避免了对网络的冲击；设备级的网络容灾和备份，提高了网络可靠性。,POOL技术（2）对网络的影响,内容,业界CDMA-LTE互操作基本需求,LTE网络的建设是一个逐步发展的过程，为保证用户的业务体验，CDMA与LTE语音互操作和数据互操作的实现是C网运营商向LTE演进的关键为保证数据业务的连续性，必须提供LTE与HPRD的切换功能。,LTE,CDMA 1X/EVDO,eHRPD网络的引入必要性,主要体现在以下三个方面：支持与LTE数据业务的互操作（切换）；与LTE使用同一个核心网络，便于维护管理；引入新特性，提升网络能力和客户体验。加强鉴权能力EAP AKA鉴权支持多PDN支持多种承载类型和承载复用能力支持网络侧发起QoS,eHRPD引入时间可选策略,可选策略一：LTE牌照发放之前，提前升级部署eHRPD网络，发展eHRPD用户，同时LTE服务推出后初期即支持业务连续性。前提：LTE发放牌照之前，eHRPD设备具备商用条件，先部署eHRPD，为引入LTE 赢得时间。可选策略二：LTE牌照发放后，待LTE与eHRPD同步完成部署再推出LTE服务，支持业务连续性。前提：LTE服务策略是LTE服务推出初期即要求支持在LTE与CDMA网络数据业务的连续性，以保证LTE客户体验。LTE牌照发放时间确定后再升级HRPD现网，避免对现网业务影响和频繁升级获得LTE牌照之前，LTE、eHRPD以及两者之间的互操作进行了充分地验证，设备已达商用程度。,从LTE牌照发放、网络部署、LTE服务市场竞争的时间维度综合考虑，eHRPD演进时间有以下两种可选策略：,26,从LTE用户体验角度出发，优选策略1,PDSN,HSGW,HRPD,AN/PCF,eAN/ePCF,LTE业务平台,SGW,MME,PGW,LTE/eHRPD终端,HRPD终端,eHRPD,EPC,HRPD,AAA,HSS/AAA,LTE部署初期，eHRPD和HRPD网络关系示意图,HA,Internet,EVDO业务平台,LTE&EVDO业务平台,LTE局部部署、eHRPD无线网络全网升级eHRPD网络为有业务连续性需求的LTE用户提供服务LTE和eHRPD核心网可访问LTE业务平台eHRPD无线网络兼容HRPD老终端接入,LTE与CDMA协同发展策略,1X承载语音/短信，语音互操作方案建议初期选择SVLTELTE/eHRPD承载数据业务能平滑承载的业务（不需改动现网，也不对LTE网络提出额外需求）基于IP的通用数据业务;WAP/彩信业务承接;不能平滑承载的业务（需改动现网，或对LTE网络有额外需求）厂商私有业务;LTE相关业务：这类业务与LTE技术紧密相关，如广播多播业务;数据互操作方案建议初期选择非优化方案,28,LTE与CDMA一段时期内共存互为补充,eHPRD核心网部署,PGW、HSGW新建PGW，与HSGW配套的PGW省集中单独设置HSGW可以新建或由PDSN升级如新建，可考虑利用扩容PDSN的时机直接新建HSGW，兼做PDSN如现网PDSN容量有空余，且支持软件升级，采用升级方式，即可建设节约成本，又可提高网络资源利用率HSS、3GPP/3GPP2 AAA proxyeHRPD网络的核心网元除了HSGW之外，还需要新建PGW、HSS、3GPP AAA等网元。,引入PCC技术，网络改造策略（1）,PDSN现网设备升级支持Gx接口（PDSN和PCRF之间），使之能支持QoS控制策略新建PCRF/SPR升级数据采集设备新建网络状态分析系统,引入PCC技术，网络改造策略（2）,推动移动网智能管道的发展，提高移动网络的资源利用效率以及用户的业务体验 从现有的静态策略控制提升为动态闭环的策略控制,PCRF,谢谢！,