SAE体系结构.ppt

SAE核心网体系结构,SAE体系结构,基于GTP协议 TS23.401中定义 与传统的2G/3G保持良好的一致性 不支持非3G接入技术 基于IETF定义的PMIPv6协议 TS23.402中定义 使用IETF所定义的移动性管理协议PMIPv6 支持非3G接入技术,401定义的非漫游体系结构,SGi,S12,S3,S1-MME,PCRF,S7,S6a,HSS,Operator,s IP Services,(e.g. IMS, PSS etc.),Rx+,S10,UE,UTRAN,GERAN,SGSN,“,LTE,-,Uu,”,E-UTRAN,MME,S11,S5,Serving Gateway,PDN Gateway,S1-U,S4,401定义的漫游体系结构,S6a,HSS,S8a,S3,S1-MME,S10,UTRAN,GERAN,SGSN,MME,S11,Serving Gateway,UE,“,LTE-Uu,E-UTRAN,S12,HPLMN,VPLMN,PCRF,S7,Rx+,SGi,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),PDN Gateway,S1-U,S4,（家乡路由模式）,401定义的漫游体系结构,S6a,HSS,S5,S3,S1-MME,S10,GERAN,UTRAN,SGSN,MME,S11,Serving Gateway,UE,“,LTE,-,Uu,”,E-UTRAN,S4,HPLMN,VPLMN,V-PCRF,S7,SGi,PDN Gateway,S1-U,H-PCRF,S9,Home Operators IP Services,Rx+,Visited Operator PDN,S12,Rx+,（本地输出+本地PCC控制模式）,402所定义的非漫游体系结构,SGi,PCRF,S7,S6a,HSS,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),S1-U,S1-MME,E-UTRAN,2G/3G SGSN,S4,S3,S5 PMIP,Rx+,PDN Gateway,MME,S11,S10,S7c,Serving Gateway,3GPP Access,（没有非3GPP接入模式）,402所定义的非漫游体系结构,SGi,PCRF,S7,HSS,S2b,Wn*,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Wm*,Wx*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,HPLMN,Non-3GPP Networks,S6c,Rx+,PDN Gateway,ePDG,3GPP AAA Server,S7b,S2a,S7a,Trusted non-3GPP Access,Ta*,S7c,S5,S6a,3GPP Access,Serving Gateway,UE,Wu*,（有非3GPP接入，使用S5, S2a, S2b 模式）,402所定义的非漫游体系结构,SGi,PCRF,S7,HSS,Wn*,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Wm*,Wx*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,HPLMN,Non-3GPP Networks,S6c,Rx+,PDN Gateway,Trusted non-3GPP Access,Ta*,S2c,S2c,ePDG,3GPP AAA Server,UE,S7a,S7b,S7c,S5,S6a,S2c,3GPP Access,Serving Gateway,（有非3GPP接入，使用S5,S2c 模式）,402所定义的漫游体系结构,HSS,Trusted Non-3GPP Access,HPLMN,Wd*,Non-3GPP Networks,VPLMN,vPCRF,Ta*,3GPP AAA Server,S2a,S7a,S9,SGi,S7,S6c,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Rx+,Wx*,Wn*,ePDG,Wa*,Untrusted Non-3GPP Access,Wm*,S2b,S7b,S7c,S8a/b,S6a,3GPP Access,Serving Gateway,3GPP AAA Proxy,PDN Gateway,（家乡路由，使用S8a/b，S2a/b模式）,hPCRF,402所定义的漫游体系结构,hPCRF,S6a,HSS,Trusted Non-3GPP Access,HPLMN,Wd*,Non-3GPP Networks,S6d,VPLMN,S8a/b,vPCRF,3GPP Access,Ta*,3GPP AAA Server,S2a - PMIP,S7c,S7a,S9,SGi,S7,S6c,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Rx+,Wx*,ePDG,S2b,Wm*,Wn*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,S7b,（家乡路由，使用S8b，S2a，S2b(S8b+S2a-S2b)模式）,PDN Gateway,Serving Gateway,3GPP AAA Proxy,402所定义的漫游体系结构,hPCRF,S6a,HSS,Trusted Non-3GPP Access,HPLMN,Wd*,Non-3GPP Networks,S6d,VPLMN,S8a,3GPP Access,Ta*,3GPP AAA Server,SGi,S7,S6c,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Rx+,Wx*,S2b,Wm*,Wn*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,Serving Gateway,PDN Gateway,ePDG,3GPP AAA Proxy,（家乡路由，使用S8a，S2a，S2b(S8a+S2a-S2b)模式）,S2a-PMIP,402所定义的漫游体系结构,hPCRF,HSS,Wn*,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Trusted Non-3GPP Access,Wa*,HPLMN,Wd*,Non-3GPP Networks,VPLMN,vPCRF,Wm*,Untrusted Non-3GPP Access,Ta*,3GPP AAA Server,S2c,S2c,S9,SGi,S7,Rx+,S6c,UE,3GPP AAA Proxy,Wx*,S7a,S7b,S7c,S8a/b,S6a,S2c,3GPP Access,Serving Gateway,PDN Gateway,ePDG,（家乡路由，使用S8a/b，S2c模式）,402所定义的漫游体系结构,hPCRF,HSS,Trusted Non-3GPP Access,HPLMN,Wd*,Non-3GPP Networks,S6c,VPLMN,vPCRF,PDN Gateway,3GPP AAA Server,S7a,S9,S2a,S7,Rx+,SGi,Wx*,Ta*,Visited network IP services or proxies to home network services or PDN,Rx+,S7b,ePDG,S2b,Wn*,Wm*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,S5,S7c,S6a,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),3GPP Access,Serving Gateway,3GPP AAA Proxy,（本地输出，使用S5,S2a,S2b模式）,402所定义的漫游体系结构,HSS,Wn*,Trusted Non-3GPP Access,Wa*,Wd*,S6c,Wm*,Untrusted Non-3GPP Access,Ta*,3GPP AAA Server,S9,S7,S2c,S2c,UE,Rx+,SGi,Wx*,Visited network IP services or proxies to home network services or PDN,Rx+,S7a,S7b,S5,S7c,S6a,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),S2c,3GPP Access,Serving Gateway,HPLMN,Non-3GPP Networks,VPLMN,3GPP AAA Proxy,hPCRF,vPCRF,PDN Gateway,ePDG,（本地输出，使用S5,S2c模式）,功能实体,MME Serving GW PDN GW PCRF EPDG,MME功能实体说明,MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体 完成与UE的NAS（Non Access Stratum，非接入层）的命令交互，即控制平面的功能，包括 用户的移动性管理，安全功能，鉴权功能 用户的会话管理功能，包括会话的建立，修改，删除功能； QoS控制等功能 一个用户只能由一个服务MME。,用户平面实体,PDN GW，Packet Data Network Gateway，分组数据网网关 EPS网络与分组数据网连接的网关，它包含如下的功能： UE的IP地址分配 PCEF（Policy Control and Charging Enforce Function），政策控制与计费增强功能 用户数据的封装，路由，QoS保证 Serving GW，Serving Gateway，服务网关 用户接入核心网的第一个节点。完成用户数据的封装，路由，QoS保证 一个用户只能有一个Serving GW，但可以有多个PDN GW 一般情况下Serving GW可以与PDN GW是合并，但有如下的情形是分开的 当UE访问多个PDN网络时，这时有多个PDN GW；或 当UE漫游时，要求用户的数据必须路由会UE的家乡网络时； 当UE因移动性，离开当前Serving GW进入另一个Serving GW的服务区域时；,其它网络功能实体说明,HSS,Home Subscriber Server ,家乡签约用户服务器 如同HLR，但支持更多的业务，更高的安全性。 PCRF, Policy Control and Charging Rule Function,政策控制与计费规则功能 实现QoS的控制与计费，运营商的政策规则关联的逻辑实体。 可以更加精细的QoS控制； 可以实现更加精细的计费控制；,接口,S1-MME：EUTRAN与MME之间的接口，属于控制平面 S1-U：EUTRAN与Serving GW之间的接口，属于用户平面 S2:分为S2a及S2b，是非3GPP接入系统接入EPS系统的接口 S3:SGSN与MME的接口，为控制平面接口 S4:SGSN与Serving GW的接口，为用户平面接口 S5:Serving GW与PDN GW之间的接口，用户平面接口 S6:HSS与MME之间的接口，信令接口 S7:PCRF与PDN GW，S-GW，ePDG等之间的接口，信令接口 S8:vServing GW与hPDN GW之间的接口，它是S5的漫游扩展，用户平面接口 S9:vPCRF与hPCRF之间的接口，信令接口 S10:MME与MME之间的接口，信令接口 S11:MME与Serving GW之间的接口，信令接口 S12:UTRAN与Serving PDN之间的接口，用户平面接口 SGi:PDN GW与PDN之间的接口，用户平面接口信令接口（MBMS),接口协议,S1-MME:S1-AP/SCTP/IP S1-U:GTP-U/UDP/IP S2: CMIP(MIPv4-FA,DSMIPv6),PMIPv6 S3,S5/S8a,S10,S11: GTP-C/UDP/IP S4,S5/S8a,S12: GTP-U/UDP/IP S6a,S7,S9: Diameter/SCTP/IP S5/S8b:PMIPv6 S2,S5/S8b:Tunneling Protocol(GRE) SGi: IP,控制平面与接口,SCTP,L2,L1,IP,L2,L1,IP,SCTP,S1-MME,eNodeB,MME,S1-AP,S1-AP,NAS,MAC,L1,RLC,PDCP,UE,RRC,MAC,L1,RLC,PDCP,RRC,LTE-Uu,NAS,Relay,UDP,L2,L1,IP,L2,L1,IP,UDP,S3/S5/S8a/S10/S11,MME/SGSN/S-GW/P-GW,GTP-C,GTP-C,MME/SGSN/S-GW/P-GW,S5 or S8b,Serving GW,PDN GW,用户平面与接口,L,1,RLC,PDCP,MAC,IP,Application,L,1,RLC,PDCP,MAC,L,1,UDP,/,IP,GTP,-,U,L,2,Relay,L,1,UDP,/,IP,L,2,IP,S5/S8a,L,1,UDP,/,IP,L,2,GTP-U,L,1,UDP,/,IP,L,2,GTP,-,U,Relay,S1,-,U,GTP-U,Serving GW,PDN GW,S5/S8b,Tunnelling Layer,GTP-U,UDP/ IP,IPv4IPv6,L2,Relay,L2,L1,L1,PDCP,RLC,MAC,L1,IP,Application,IPv4/IPv6,L2,L1,Tunnelling Layer,IP,SGi,S1-U,LTE-Uu,eNB,RLC,UDP/ IP,L2,PDCP,GTP-U,Relay,MAC,L1,L1,UE,eNB,UE,P,-,GW,S,-,GW,非3GPP接入相关的接口-S2a,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,IPv4/v6,IPv4/v6,UE,Trusted Non-3GPP IP Access (MAG),Gateway,LMA,S2a,Tun Ly,L2/L1,L2/L1,L2/L1,PMIPv6,UE,Trusted Non-3GPP IP Access (MAG),Gateway,LMA,S2a,L2/L1,PMIPv6,IPv6/IPv4,IPv6IPv4,IPv4/v6,L2/L1,IPv4,L2/L1,L2/L1,IPv4,L2/L1,IPv4,IPv4,Trusted Non-3GPP IP Access (FA),Gateway,HA,S2a,Tun Ly,Tun Ly,L2/L1,UDP,UE,Trusted Non-3GPP IP Access (FA),Gateway,HA,S2a,IPv4,IPv4,Control Plane,User Plane,L2/L1,L2/L1,UDP,IPv4,IPv4,UDP,MIPv4,MIPv4,IPv4,UDP,MIPv4,L2/L1,MIPv4,Tun Ly,PMIPv6,MIPv4-FA,非3GPP接入相关的接口-S2b/c,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,IPv4/v6,IPv4/v6,UE,Gateway,LMA,S2b,Tun Ly,L2/L1,L2/L1,L2/L1,PMIPv6,UE,ePDG MAG,Gateway,LMA,S2b,L2/L1,PMIPv6,IPv6/IPv4,IPv6IPv4,IPv4/v6,Tun Ly,ePDG MAG,L2/L1,IPv4/v6,IPv4/v6,IP Access System router,Gateway,HA,S2c,Tun Ly,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,IPv4/v6,L2/L1,IPv4/v6,IPv4/v6,Tun Ly,L2/L1,DSMIPv6,L2/L1,IPv6/v4,L2/L1,IPv6/v4,L2/L1,DSMIPv6,IP Access System Router,Gateway,HA,S2c,UE,UE,IPv6/IPv4,IPv6/IPv4,Control Plane,User Plane,S2b: PMIPv6,S2c: DSMIPv6,401所定义的QoS体系结构,Serving GW,PDN GW,eNB,Radio Bearer,S5/S8 Bearer,Application / Service Layer,UL,-,TFT,RB,-,ID,DL Service Data Flows,DL,-,TFT,DL,-,TFT,S5/S8a,-,TEID,RB,-,ID,S1,-,TEID,S1 Bearer,S1,-,TEID,S5/S8a,-,TEID,UE,UL Service Data Flows,UL,-,TFT,Serving GW,PDN GW,eNodeB,Radio Bearer,S5/S8 Bearer,Application / Service Layer,UL,-,TFT,RB,-,ID,DL Service Data Flows,DL,-,TFT,DL,-,S5/S8a,-,TEID,RB,-,ID,S1,-,TEID,S1 Bearer,S1,-,TEID,S5/S8a,-,TEID,UE,UL Service Data Flows,UL,-,TFT,402所定义的QoS体系结构,eNB,PDN GW,UE,Service Data Flows,UL Packet Filter,UL-PFRB-ID,Service Data Flows,DL Packet Filter,DL-PFS1-TE-ID,RB-IDS1-TE-ID,Radio Bearer,S1 Bearer,Application / Service Layer,IP Transport Leg,Serving GW,DL Packet Filter,DL-PFTNL QoS,S1-TE-IDTNL QoS,SAE-MBMS的体系结构,UE,LTE-Uu,E-UTRAN,SGi-mb,MBMS2,eBM-SC,M3,Content Provider,SGmb,M1,PDN Gateway,SGi,MBMS1,Sm,MBMS1：MBMS的会话控制功能实体。 MBMS2：MBMS的内容同步，传输实体，同时中继MBMS的会话控制消息。 M1: MBMS2与E-UTRAN之间传递MBMS数据的参考点，基于IP多播传输。 M3: MBMS1与E-UTRAN之间会话控制的控制平面参考点。 Sm: MBMS1与MBMS2之间控制平面参考点。 SGi-mb: eBM-SC与MBMS2之间传递MBMS数据的参考点。 SGmb: eBM-SC与 EPC (即MBMS2)之间的控制平面参考点。,SAE标准进展表,Stage 1,Stage 2,Stage 3,SAE核心网标准冻结时间表,2007-12,2008-6,2008-12,TS22.278已冻结,TS23.401 TS23.402,TS24.XX TS29.XX TSXX.YY,控制平面与用户平面分离,在SAE网络中，用户的上下行速率都非常大，传统的合并用户平面与控制平面于一体的网络体系结构不能满足大量，高速的用户永远在线的接入，为此，必须将用户平面与控制平面分离，使得用户平面只处理用户平面的数据，从而大大提高处理的效率与性能，因此在SAE必须实现控制平面与用户平面分离。 控制平面与用户平面完全分离 控制平面由MME来完成,同时MME负责承载与QoS控制 用户平面由Serving GW与PDN GW来完成 控制平面与用户平面的关系 当控制平面与用户平面分离后，MME处于“主”，GW是“从”，也就是控制平面的实体为控制地址，用户平面实体的实体处理从属的地位，即MME选择哪一个GW来作为UE的用户平面实体。,多位置注册区域,在传统的G系统中，没有层次化的服务区，也没有重叠的服务区的概念，在同一个地点，所有的UE具有相同的位置区与呼叫区。系统不能根据UE的一些特性，如UE的移动速度，来决定UE的位置区与呼叫区。系统的位置区更新与呼叫不能进行优化，造成系统的性能不能提高。 在SAE中，提出一个用户在可以同时注册到一个或多个服务区域（LA，Location Area，位置区域）。 在同一个位置的不同的UE，具有不同的服务区域列表。 UE的多位置注册区域由核心网来分配。 核心网根据UE的移动特性，如历史的LA数据，可以预测出UE的移动特性，分配UE的多位置注册区域。 核心网可以采用各种各样的智能算法来实现。不采用UE来计算是由于UE的电池及UE的CPU的处理能力的原因。 多位置注册区域可以实现OverLap（重叠）服务区域及hierarchical(层次化的)服务区域的功能 重叠服务区域与层次化服务区域的优点均可满足，并具有比它们更大的灵活性。 核心网算法的修改与更新非常容易，并对UE是透明的 这也是不使用UE来决定多位置注册区域的原因之一 对于高速，中速，低速的用户的位置区更新与寻呼信令量均可实现良好的平衡。,SAE-全IP的网络,由基于IP的Internet服务越来越多，应用越来越宽广，因此SAE网络必须能够适应这种趋势，支持全IP的各种应用 全IP的网络 支持IPv4与或IPv6的传输网络 支持IPv4与或IPv6的终端 支持IPv4与或IPv6的服务 保证IPv4与IPv4,IPv6与IPv6之间，IPv4与IPv6版本之间服务的无缝性。 由于IPV4在一定的时间不会消失，只支持IPv6是不现实的。,SAE网络：IP永远在线,由于呈现（Presence），实时消息（Instant Message)等新型业务的出现，特别是基于IMS的业务的出现，要求UE永远在线。 当UE注册到SAE网络（即UE开机并附着到SAE网络）后，SAE网络就会给