LTE培训-SAE网络概述课件

SAE网络概述SAE网络概述目录基础知识结构功能接口协议SAE网络相关标识目录基础知识Page2移动通信技术演进路线多种制式并存3GPPHSPA+HSPAUMTSGSM3GPP2Rev.BRev.AEVDOCDMAUMBIEEE802.16m802.16e802.16dLTETop运营商其它运营商Page2移动通信技术演进路线多种制式并存3GPPHSPAPage3LTE/SAE基本概念LTE－LongTermEvolutionLTE是3GPP演进到R8时的网络结构，是HSPA的后续演进目标；LTE=E-UTRAN（无线接入子系统）＋SAE（核心网子系统）。SAE－SystemArchitectureEvolution由于LTE架构是完全建立在分组域之上的，LTE的系统也被成为EPS（EvolvedPacketSytem）；SAE也被称为EPC（EvolvedPacketCore）。3GPPHSPA+HSPAUMTSGSMLTER97R99R5R7R8Page3LTE/SAE基本概念LTE－LongTermPage4网络演进对设备的要求设备宽带化每用户要求带宽百倍提升需要设备提供更高的吞吐量网络扁平化后，核心网直接面对大量基站需要设备提供更强的信令处理能力“永远在线”用户比例增加IMS&M2M业务的引入需要设备支持海量的用户数和更高的可靠性网络逐渐IP化，增强冗余部署需要更为有效的维护手段和故障诊断方法业务实时化VoiceoverPS，以及流媒体业务的需要需要端到端的QoS控制，并提高业务可靠性保障高端用户及优先业务的实时性能需要提供带宽管理，策略控制后向兼容、平滑演进支持2G/3G传统业务的接入需要核心网支持多接入，设备提供平滑演进Page4网络演进对设备的要求设备宽带化每用户要求带宽百倍Page5LTE/SAE网络架构的特点核心网与接入无关：支持各种接入，包括非3GPP接入方式全分组域组网，支持IP宽带业务简化网络结构和协议标准，无线网络扁平化高数据传送速率优化信令流程，减少网络时延，缩短接续时间，提升网络性能针对不同接入技术，提供端到端的QoS支持不同网络间、不同移动技术间业务的连续性保护网络升级投资，减少TCO下行速率100Mbps/20MHz上行速率50Mbps/20MHz用户面时延<5ms控制面时延<50msdormantactive带宽1.25,1.6,2.5,5,10,15,20MHz（上下行）移动性最优状态0-15Km/h维持高效15-120Km/h正常工作120-350Km/h容量每小区至少支持200激活用户/5MHzPage5LTE/SAE网络架构的特点核心网与接入无关：支Page6不同技术对比（基于10000个基站的网络模型）*数据来源：AnalysysResearch，2007*数据来源：UnstrungInsider，20073GPP技术对比UMTSHSPA(2x5MHz)LTE(2x5MHz)理论平均速率128-384kbps1Mbps4Mbps理论最大速率2Mbps14Mbps20Mbps每月下载流量230TBytes500TBytes1800TBytes每Mbytes成本EUR0.06EUR0.03EUR0.01不同体制技术对比LTEWiMAXUMB市场环境GSM/UMTS运营商首选市场推动积极基本无人问津传统网络兼容与3GPP网络兼容良好很难兼容与3GPP2网络兼容良好无线性能性能出色需要保持对3GPP的领先目前性能最为出色商用时间2010年2008年2009年IPR分散分散集中在少数大公司Page6不同技术对比（基于10000个基站的网络模型）*Page7部署LTE/SAE网络的推动力截至到2007年7月，全球共有59个国家的117个运营商部署了HSPA网络；随着HSPA网络的部署，数据传输速率大大提升。随之而来的是大量革命性的新业务和新应用，于是用户数，特别是网络流量急剧增长；在给运营商带来收入的同时，使得HSPA网络不堪重负。文字短信（80条）多媒体彩信（15条）网络浏览（30分钟）壁纸下载（10次）音乐下载（5次）通话（300分钟）电视/视频（150分钟）用户每月下载数据流量（Mbyte）数据网络商务消息音乐电视游戏个人定制付费信息浏览P2P消息运营商非语音收入（EURBillion）*数据来源：AnalysysResearch，2007Page7部署LTE/SAE网络的推动力截至到2007年7Page8灵活利用频谱：可在不同的带宽，不同的频段下工作浏览速度：LTE在浏览Internet的速度上，甚至和固网不相上下，同时拥有固网所缺乏的移动性优势音乐下载：结合iPhone等新型业务模式，发挥速度快，吞吐量大的优势视频电话：解决了视频电话低刷新率，电池消耗快的问题吞吐量：总吞吐量远远超出HSPA，克服HSPA网络容量不足的困难跨网业务：跨不同接入技术的业务平滑性，给移动网络带来更多的业务LTE/SAE–

解决运营之道带宽资源缺乏，频谱利用率低网络容量紧张，建设费用昂贵业务开展困难，用户满意度差无法跨网运营，技术兼容性差解决方案SAE–

不仅仅是技术进步Page8LTE/SAE–解决运营之道带宽资源缺乏，频Page9目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page9目录基础知识Page10PS核心网网络演进Page10PS核心网网络演进Page11EPS网络架构Page11EPS网络架构Page12EPS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Page12EPS网络功能EPS网络实现以下逻辑功能：Page13SAE架构分析控制面和用户面分离，MME单独为一个节点，GW划分为一个ServingGW，一个PDNGW，作为一种优化架构，两个GW可以合一部署。S1接口用户面采用GTP-U，QoS架构保持不变，即不同承载使用不同的隧道。SM位于MME，MME和ServingGW的接口标准化，并且MME和ServingGW可以在实现中，部署于同一个物理节点或者分开的物理节点中。S5存在GTP和PMIP协议两种可能选择。S3、S4、S11接口明确采用GTPPage13SAE架构分析控制面和用户面分离，MME单独为Page14SAE网络架构-Gateway合设作为一种优化架构，ServingGateway和PDNGateway可以合一部署。Page14SAE网络架构-Gateway合设作为一种优化Page15SAE网络架构－HomeRouted的漫游方式S5和S8接口存在GTP和PMIP协议两种可能选择。S5和S8a/b接口不需要级联（chaining），即漫游HomeRoutedTraffic场景只需要S8a/b漫游接口，不需要S5接口同时存在。Page15SAE网络架构－HomeRouted的漫游方Page16SAE网络架构－LocalBreakout的漫游方式Page16SAE网络架构－LocalBreakout的Page17SAENON-3GPP网络架构Page17SAENON-3GPP网络架构Page18SAE网络架构特征控制和承载的分离，分成控制面节点MME和用户面节点.架构扁平化，BS+AGW的Flat架构，BS对MME/ServingSAEGW可见全面分组化，下一代核心网将全部基于分组域，不再有电路域.分离分组化扁平化Page18SAE网络架构特征控制和承载的分离，分成控制面Page19SAE网络架构特征支持多接入技术，支持和现有3GPP系统的互通，同时支持非3GPP网络(eg.WLAN、WiMAX)的接入，支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换.支持端到端的QoS保证.增加对实时业务的支持，简化业务连接建立的时延，连接建立的时间要求小于200ms.多接入实时业务QOSPage19SAE网络架构特征支持多接入技术，支持和现有3Page20SAE各网元功能实体简介移动性管理会话管理用户鉴权及密钥管理合法监听(控制面部分)NAS层信令的加密和完整性保护TAList管理P-GW及S-GW节点的选择主要负责UE用户平面的数据传送、转发以及路由切换等合法监听(用户面)基于用户和承载的计费路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能基于用户的包过滤合法监听UE的IP地址分配，接入外部PDN的网关功能上下行传输层数据包标记上下行业务级计费、网关控制与速率执行移动性管理用户鉴权及密钥管理3GPP用户签约数据管理非3GPP用户签约数据管理MMEPDNGWHSSServingGWPage20SAE各网元功能实体简介移动性管理主要负责UEPage21目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page21目录基础知识Page22SAE接口协议Page22SAE接口协议Page23控制面协议栈NASRRCPDCPRLCMACL1NASS1-APSCTPIPL2L1RRCS1-APPDCPSCTPRLCIPMACL2L1L1UELTE-UueNodeBMMES1-MMEPage23控制面协议栈NASRRCPDCPRLCMACLPage24用户面协议栈Page24用户面协议栈Page25S1接口eNodeBMMES1-MMES-GWS1-UPage25S1接口eNodeBMMES1-MMES-GWPage26S6a接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aPage26S6a接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage27S10接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aMMES10Page27S10接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage28S11接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aMMES10S-GWS11Page28S11接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage29S5/S8接口eNodeBS-GWS1-UMMES11P-GWS5P-GWS8PLMN1PLMN2Page29S5/S8接口eNodeBS-GWS1-UMMPage30S5/S8接口:3gpp234013GPP23.401(3gppaccess)：定义S5/S8接口基于GTP协议。控制面使用GTPv2协议，用户面使用GTPv1协议ControlplaneUserplanePage30S5/S8接口:3gpp234013GPPPage31Gx/Gxc接口S-GWP-GWGxcPCRFGxP-GW/S-GWGx/GxcPage31Gx/Gxc接口S-GWP-GWGxcPCRFPage32SGi接口P-GWAAAServerWebServerSGiPDNPage32SGi接口P-GWAAAServerWebPage33目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page33目录基础知识Page34SAE网络标识MMETAListTA1CELL1CELL2TA2CELL3CELL4TAListTA1CELL1CELL2TA2CELL3CELL4MMEI=MMEGroupID+MMECodeIMSIMSISDNGUTI=GUMMEI+M-TMSI=MCC+MNC+MMEI+M-TMSITAI=MCC+MNC+TACPage34SAE网络标识MMETAListTA1CEPage35EPS系统中的标识GUTI（GloballyUniqueTemporaryID，GUTI)GUTI=GUMMEI+M-TMSIGUMMEI=MCC+MNC+MMEIMMEI=MMEGI+MMECM-TMSI类似UMTS系统的TMSI和P-TMSI两个参数PS域相关标识MMCMNCM-TMSIMMECMMECI16bit8bit8bit16bit32bitPage35EPS系统中的标识GUTI（GloballyPage36EPS系统中的标识TAI（TrackingAreaID，TAI)TAI=MCC+MNC+TACRNTI(RadioNetworkTemporaryIdentifer，RNTI)E-UTRAN新增了以下两种新的RNTIA.C-RNTI在小区级识别RRC连接时，C-RNTI提供唯一的UE识别号。B.RA-RNTI在一些顺势状态时，避免冲突使用的。PS域相关标识Page36EPS系统中的标识TAI（TrackingPage37APN（接入点名，AccessPointName）结构：NI+OI.mnc<MNC>.mcc<MCC>.gprsAPNNetworkIDAPNOperatorIDOperatorID:固定扩展，必须以“.gprs”结束NetworkID不能以“.gprs”结束EPS系统中的标识Page37APN（接入点名，AccessPointPage38APNMSMMEPGWPGWPGWDNSAPN1APN2APN3APN1=PGW1IPAPN2=PGW2IPAPN3=PGW3IPAPNAPNPGWIPAPN1APN2APN3Page38APNMSMMEPGWPGWPGWDNSAPNPage39APNMMEMSMMEMSinternetPGWPGWRoamingAPN:CMNET区域1通用APN区域2Page39APNMMEMSMMEMSintePage40APNMMEMSMMEMSPGWPGWRoamingAPN:test.xyVPNtunnel区域APN区域1区域2Page40APNMMEMSMMEMSPGThankYouThankYou演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！SAE网络概述SAE网络概述目录基础知识结构功能接口协议SAE网络相关标识目录基础知识Page45移动通信技术演进路线多种制式并存3GPPHSPA+HSPAUMTSGSM3GPP2Rev.BRev.AEVDOCDMAUMBIEEE802.16m802.16e802.16dLTETop运营商其它运营商Page2移动通信技术演进路线多种制式并存3GPPHSPAPage46LTE/SAE基本概念LTE－LongTermEvolutionLTE是3GPP演进到R8时的网络结构，是HSPA的后续演进目标；LTE=E-UTRAN（无线接入子系统）＋SAE（核心网子系统）。SAE－SystemArchitectureEvolution由于LTE架构是完全建立在分组域之上的，LTE的系统也被成为EPS（EvolvedPacketSytem）；SAE也被称为EPC（EvolvedPacketCore）。3GPPHSPA+HSPAUMTSGSMLTER97R99R5R7R8Page3LTE/SAE基本概念LTE－LongTermPage47网络演进对设备的要求设备宽带化每用户要求带宽百倍提升需要设备提供更高的吞吐量网络扁平化后，核心网直接面对大量基站需要设备提供更强的信令处理能力“永远在线”用户比例增加IMS&M2M业务的引入需要设备支持海量的用户数和更高的可靠性网络逐渐IP化，增强冗余部署需要更为有效的维护手段和故障诊断方法业务实时化VoiceoverPS，以及流媒体业务的需要需要端到端的QoS控制，并提高业务可靠性保障高端用户及优先业务的实时性能需要提供带宽管理，策略控制后向兼容、平滑演进支持2G/3G传统业务的接入需要核心网支持多接入，设备提供平滑演进Page4网络演进对设备的要求设备宽带化每用户要求带宽百倍Page48LTE/SAE网络架构的特点核心网与接入无关：支持各种接入，包括非3GPP接入方式全分组域组网，支持IP宽带业务简化网络结构和协议标准，无线网络扁平化高数据传送速率优化信令流程，减少网络时延，缩短接续时间，提升网络性能针对不同接入技术，提供端到端的QoS支持不同网络间、不同移动技术间业务的连续性保护网络升级投资，减少TCO下行速率100Mbps/20MHz上行速率50Mbps/20MHz用户面时延<5ms控制面时延<50msdormantactive带宽1.25,1.6,2.5,5,10,15,20MHz（上下行）移动性最优状态0-15Km/h维持高效15-120Km/h正常工作120-350Km/h容量每小区至少支持200激活用户/5MHzPage5LTE/SAE网络架构的特点核心网与接入无关：支Page49不同技术对比（基于10000个基站的网络模型）*数据来源：AnalysysResearch，2007*数据来源：UnstrungInsider，20073GPP技术对比UMTSHSPA(2x5MHz)LTE(2x5MHz)理论平均速率128-384kbps1Mbps4Mbps理论最大速率2Mbps14Mbps20Mbps每月下载流量230TBytes500TBytes1800TBytes每Mbytes成本EUR0.06EUR0.03EUR0.01不同体制技术对比LTEWiMAXUMB市场环境GSM/UMTS运营商首选市场推动积极基本无人问津传统网络兼容与3GPP网络兼容良好很难兼容与3GPP2网络兼容良好无线性能性能出色需要保持对3GPP的领先目前性能最为出色商用时间2010年2008年2009年IPR分散分散集中在少数大公司Page6不同技术对比（基于10000个基站的网络模型）*Page50部署LTE/SAE网络的推动力截至到2007年7月，全球共有59个国家的117个运营商部署了HSPA网络；随着HSPA网络的部署，数据传输速率大大提升。随之而来的是大量革命性的新业务和新应用，于是用户数，特别是网络流量急剧增长；在给运营商带来收入的同时，使得HSPA网络不堪重负。文字短信（80条）多媒体彩信（15条）网络浏览（30分钟）壁纸下载（10次）音乐下载（5次）通话（300分钟）电视/视频（150分钟）用户每月下载数据流量（Mbyte）数据网络商务消息音乐电视游戏个人定制付费信息浏览P2P消息运营商非语音收入（EURBillion）*数据来源：AnalysysResearch，2007Page7部署LTE/SAE网络的推动力截至到2007年7Page51灵活利用频谱：可在不同的带宽，不同的频段下工作浏览速度：LTE在浏览Internet的速度上，甚至和固网不相上下，同时拥有固网所缺乏的移动性优势音乐下载：结合iPhone等新型业务模式，发挥速度快，吞吐量大的优势视频电话：解决了视频电话低刷新率，电池消耗快的问题吞吐量：总吞吐量远远超出HSPA，克服HSPA网络容量不足的困难跨网业务：跨不同接入技术的业务平滑性，给移动网络带来更多的业务LTE/SAE–

解决运营之道带宽资源缺乏，频谱利用率低网络容量紧张，建设费用昂贵业务开展困难，用户满意度差无法跨网运营，技术兼容性差解决方案SAE–

不仅仅是技术进步Page8LTE/SAE–解决运营之道带宽资源缺乏，频Page52目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page9目录基础知识Page53PS核心网网络演进Page10PS核心网网络演进Page54EPS网络架构Page11EPS网络架构Page55EPS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Page12EPS网络功能EPS网络实现以下逻辑功能：Page56SAE架构分析控制面和用户面分离，MME单独为一个节点，GW划分为一个ServingGW，一个PDNGW，作为一种优化架构，两个GW可以合一部署。S1接口用户面采用GTP-U，QoS架构保持不变，即不同承载使用不同的隧道。SM位于MME，MME和ServingGW的接口标准化，并且MME和ServingGW可以在实现中，部署于同一个物理节点或者分开的物理节点中。S5存在GTP和PMIP协议两种可能选择。S3、S4、S11接口明确采用GTPPage13SAE架构分析控制面和用户面分离，MME单独为Page57SAE网络架构-Gateway合设作为一种优化架构，ServingGateway和PDNGateway可以合一部署。Page14SAE网络架构-Gateway合设作为一种优化Page58SAE网络架构－HomeRouted的漫游方式S5和S8接口存在GTP和PMIP协议两种可能选择。S5和S8a/b接口不需要级联（chaining），即漫游HomeRoutedTraffic场景只需要S8a/b漫游接口，不需要S5接口同时存在。Page15SAE网络架构－HomeRouted的漫游方Page59SAE网络架构－LocalBreakout的漫游方式Page16SAE网络架构－LocalBreakout的Page60SAENON-3GPP网络架构Page17SAENON-3GPP网络架构Page61SAE网络架构特征控制和承载的分离，分成控制面节点MME和用户面节点.架构扁平化，BS+AGW的Flat架构，BS对MME/ServingSAEGW可见全面分组化，下一代核心网将全部基于分组域，不再有电路域.分离分组化扁平化Page18SAE网络架构特征控制和承载的分离，分成控制面Page62SAE网络架构特征支持多接入技术，支持和现有3GPP系统的互通，同时支持非3GPP网络(eg.WLAN、WiMAX)的接入，支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换.支持端到端的QoS保证.增加对实时业务的支持，简化业务连接建立的时延，连接建立的时间要求小于200ms.多接入实时业务QOSPage19SAE网络架构特征支持多接入技术，支持和现有3Page63SAE各网元功能实体简介移动性管理会话管理用户鉴权及密钥管理合法监听(控制面部分)NAS层信令的加密和完整性保护TAList管理P-GW及S-GW节点的选择主要负责UE用户平面的数据传送、转发以及路由切换等合法监听(用户面)基于用户和承载的计费路由优化和用户漫游时QoS和计费策略实现功能基于用户的包过滤合法监听UE的IP地址分配，接入外部PDN的网关功能上下行传输层数据包标记上下行业务级计费、网关控制与速率执行移动性管理用户鉴权及密钥管理3GPP用户签约数据管理非3GPP用户签约数据管理MMEPDNGWHSSServingGWPage20SAE各网元功能实体简介移动性管理主要负责UEPage64目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page21目录基础知识Page65SAE接口协议Page22SAE接口协议Page66控制面协议栈NASRRCPDCPRLCMACL1NASS1-APSCTPIPL2L1RRCS1-APPDCPSCTPRLCIPMACL2L1L1UELTE-UueNodeBMMES1-MMEPage23控制面协议栈NASRRCPDCPRLCMACLPage67用户面协议栈Page24用户面协议栈Page68S1接口eNodeBMMES1-MMES-GWS1-UPage25S1接口eNodeBMMES1-MMES-GWPage69S6a接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aPage26S6a接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage70S10接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aMMES10Page27S10接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage71S11接口eNodeBMMES1-MMEHSSS6aMMES10S-GWS11Page28S11接口eNodeBMMES1-MMEHSSPage72S5/S8接口eNodeBS-GWS1-UMMES11P-GWS5P-GWS8PLMN1PLMN2Page29S5/S8接口eNodeBS-GWS1-UMMPage73S5/S8接口:3gpp234013GPP23.401(3gppaccess)：定义S5/S8接口基于GTP协议。控制面使用GTPv2协议，用户面使用GTPv1协议ControlplaneUserplanePage30S5/S8接口:3gpp234013GPPPage74Gx/Gxc接口S-GWP-GWGxcPCRFGxP-GW/S-GWGx/GxcPage31Gx/Gxc接口S-GWP-GWGxcPCRFPage75SGi接口P-GWAAAServerWebServerSGiPDNPage32SGi接口P-GWAAAServerWebPage76目录基础知识结构功能接口协议编号计划Page33目录基础知识Page77SAE网络标识MMETAListTA1CELL1CELL2TA2CELL3CELL