《LTE核心网EPC专题》PPT课件.ppt

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1、广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司LTE核心网EPC技术交流 2广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司理解核心网如何发展前先理解为什么要这么发展;vvLTELTE与与EVDOEVDO的关系的关系数据互操作数据互操作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;vvLTELTE与语音业务的关系与语音业务的关系语音互操作语音互操作鉴于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;3广东省电信规划设计院有限

2、公司广东省电信规划设计院有限公司内容1核心网网络演进趋势3EPC组网策略研究 4广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司SAE、EPS、EPC基本概念介绍vv20042004年年1212月，月，3GPP3GPP在希腊雅典会议上启动了面向全在希腊雅典会议上启动了面向全IPIP的分组域核心的分组域核心网的演网的演进项目进项目SAESAE（System Architecture EvolutionSystem Architecture Evolution），其核心网也被称为演进），其核心网也被称为演进的分组核心网的分组核心网EPCEPC（Evolved Packet CoreEvol

3、ved Packet Core）vvLTELTE和和SAESAE均为项目名称均为项目名称 LTELTE（Long Time EvolutionLong Time Evolution）研究的是无线接入网络的长期演进，新的无线接）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入系统成为演进的UTRAN(E-UTRAN)UTRAN(E-UTRAN)。SAESAE研究的是研究的是3GPP3GPP核心网络的长期演进，这个项目的目的是定义一个新的全核心网络的长期演进，这个项目的目的是定义一个新的全IPIP分分组核心网组核心网,称为演进的分组核心网称为演进的分组核心网EPCEPC。但在实际使用时

4、没有严格的区分。但在实际使用时没有严格的区分。vv演进的分组域系统演进的分组域系统EPSEPS（Evolved Packet SystemEvolved Packet System）3GPP R83GPP R8版本后将版本后将SAESAE改名为改名为EPSEPS EPS=EPCEPS=EPCLTELTE接入网接入网 5广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司3GPP核心网标准演进vv20002000年冻结的年冻结的R99R99是第一个是第一个3G3G标准，是个过渡版本，没有商用。标准，是个过渡版本，没有商用。vv20012001年冻结的年冻结的R4R4是第一个商用是第一个商用3

5、G3G版本，在核心网电路域引入版本，在核心网电路域引入软交换软交换，实现控制与承，实现控制与承载分离。载分离。vv20022002年冻结的年冻结的R5R5在核心网引入在核心网引入IMSIMS网络，实现核心网的融合发展，但是网络，实现核心网的融合发展，但是R5R5版本还不版本还不足以商用，直到足以商用，直到20052005年年R6R6冻结后，对冻结后，对IMSIMS的功能进行了增强，达到了商用要求。的功能进行了增强，达到了商用要求。vv20082008年底冻结的年底冻结的R8R8版本版本提出提出EPCEPC，是一个较为完善的版本，也是第一是一个较为完善的版本，也是第一个个EPCEPC商用商用的版

6、的版本本 6广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司EPC系统架构3GPP23GPPWLAN 7广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司EPC主要网元功能介绍PCRFeNB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SGiGERANUTRANS11S3S5eUTRANHSSS4S1-US1-MMES6aSGSNIP NetworkGxX2AF,例如IMSPCRFServingGatewayS12PDNGatewayMMEeNBeNBMME用户移动性管理接入和附着控制寻呼，切换和漫游控制PDN-GW分配UE的IP地址基

7、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 8广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司核心网架构向EPC演进S-GWMMEeNodeBGGSNSGSNRNCNodeBHAPDSNRNCNodeB电路域电路域语音语音/SMS电路域电路域语音语音/SMSIP多媒体多媒体子系统子系统 互联网互联网互联网互联网GSM/TD-SCDMACDMAEPC分组域的演进分组域的演进P-GW 9广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司控制平面与用户平面的分离MSCMSC-S控制平面 MGW用户平面R4的CS域

8、SGSNMME控制平面 S-GW用户平面EPC架构拿来主义 10广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司承载与控制分离给运营商的好处vvMMEMME的集中设置的集中设置,运营商能轻松管理网络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。的直接传输能提升用户体验。vv网络规划将更简单网络规划将更简单,MME,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。根据业务数据流量来设计即可，可保

9、护运营商的投资。UESGWPGW平台/IMSMME1MME2MME3MME池 11广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司内容2EPC关键技术介绍3EPC组网策略研究 12广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（1）e1xCSFB介绍LTE无线接入网无线接入网UE2G/3G无线接入网无线接入网MME2）网络重选至2G CS提供话音MSC Server2G/3G核心网核心网SAESGs1）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l应用场景：多模终端的Single Radio场景（Single Radi

10、o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。l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l基本原理l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；l语音连续性：不会发生LTE和2G/3G之间的切换处理l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2GIWS 13广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（2）SRVCC介

11、绍IMS网络提供网络提供VoIP和多媒体业务，和多媒体业务，CS域提域提供语音业务供语音业务通过通过SRVCC提供提供LTE到到CS网络的语音业务网络的语音业务连续性连续性IMS网络提供即时消息业务，网络提供即时消息业务，CS域提供短域提供短消息业务，消息业务，IMS网络提供消息业务互通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EPC2G/TDCSSCC ASIMSLTE远端远端IMSIMS终端终端切换前呼叫切换前呼叫切换后呼叫切换后呼叫MSCS基本原

12、理在在LTE覆盖范围内通过覆盖范围内通过IMS提供提供VoIP语音，语音，IMS提供呼叫控制及后续的切换控制提供呼叫控制及后续的切换控制在用户通话过程中移出在用户通话过程中移出LTE覆盖范围时，覆盖范围时，IMS SRVCC作为控制点与作为控制点与CS域交互，将原有域交互，将原有通话切换到通话切换到CS域，保证语音业务连续性域，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。14广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（3）SVLTE介

13、绍LTE无线接入网无线接入网UE2G/3G无线接入网无线接入网MMEMSC Server2G/3G核心网核心网SAE1）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l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。l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l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。15广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（3）技术方案比较对比维度对比维度SVLTESVLTEe

14、1xCSFBe1xCSFBSRVCCSRVCC终端要求终端要求多模双待多模双待多模单待多模单待多模单待多模单待网络要求网络要求无无引入引入1X CS IWS1X CS IWS网元，网元，IWSIWS和和MMEMME支持支持S102S102接口，接口，IWSIWS和和MSCMSC之间存在之间存在A1A1信信令接口。令接口。新增部署新增部署IMSIMS网络、引入网络、引入1X CS 1X CS IWSIWS网元（要求同网元（要求同CSFBCSFB）用户体验用户体验同同1X RTT1X RTT客户体验差，呼叫接续时间客户体验差，呼叫接续时间变长变长(正常增加正常增加4-5s)4-5s)切换时延控制在

15、切换时延控制在300ms300ms，VoIMSVoIMS保证语音质量和中断时延保证语音质量和中断时延用户驻留用户驻留驻留驻留LTELTE网络，同时利网络，同时利用一个接收机定期跳用一个接收机定期跳到到1X1X接收寻呼接收寻呼驻留驻留LTELTE网络，网络，UEUE通过通过S102S102隧道在隧道在1x CS MSC1x CS MSC进行注册进行注册驻留驻留LTELTE网络网络主流运营商部署主流运营商部署初期主要运营商采用初期主要运营商采用KDDIKDDI与与SprintSprint预计预计20132013年年部署部署VerizonVerizon预计预计20142014年推出年推出建议：建议：

16、建网初期为快提供业务，优先采用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，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，网络侧可以考虑同时支持CSFB的技术。的技术。16广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司数据互操作技术eHRPD网络引入vv支持支持LTELTE数据业务向数据业务向CDMACDMA的切换，的切换，HRPDHRPD网络需要升级为网络需要升级为eHRPDeHRPD；vv无线网由无线网由HRPDHRPD网络升级，核心网与网络升级，核心网与EPCEPC共用，便于维护管理。共用，便于维护管理。互操作互操作统一核心网统

17、一核心网LTE/EPCeHRPDHRPD升级 17广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司数据互操作方案非优化切换流程：优化切换流程：InternetBTSeNodeBeAN/ePCF3GPP2 AAASGWPGWMMEHSSeHRPDLTE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。HSGW3GPP AA

18、AS103S103S101S1011.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。eHRPD预注册切换请求 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 18广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司PCC技术（1）技术发展vvPCCPCCPCCPCC（策略和计费控制）架构支持基于（策略和计费控制）架构支持基于（策略和计费控制）架构支持基于（策略和计费控制）架构支持基于用户和业务的用户和业务的用户和业务的

19、用户和业务的QoSQoSQoSQoS控制和计费控制，是控制和计费控制，是控制和计费控制，是控制和计费控制，是差异化运营的关键技术差异化运营的关键技术差异化运营的关键技术差异化运营的关键技术。PCRFPCRFPCRFPCRF根据用户的签约和套餐信息确根据用户的签约和套餐信息确根据用户的签约和套餐信息确根据用户的签约和套餐信息确定不同定不同定不同定不同的的的的QoSQoSQoSQoS策略，下发给策略，下发给策略，下发给策略，下发给PCEFPCEFPCEFPCEF执执执执行。行。行。行。PCRFPCRFPCRFPCRF根据用户访问的业务不同根据用户访问的业务不同根据用户访问的业务不同根据用户访问的业

20、务不同 实施不同的实施不同的实施不同的实施不同的QoSQoSQoSQoS策略，保障用户策略，保障用户策略，保障用户策略，保障用户 的体验的体验的体验的体验。PCEFPCEFPCEFPCEF根据根据根据根据PCRFPCRFPCRFPCRF的定制要求上报时间信的定制要求上报时间信的定制要求上报时间信的定制要求上报时间信息：例如接入方式改变、位置改变、业息：例如接入方式改变、位置改变、业息：例如接入方式改变、位置改变、业息：例如接入方式改变、位置改变、业务信息改变等务信息改变等务信息改变等务信息改变等。AFAFAFAF：应用功能。：应用功能。：应用功能。：应用功能。vvR7R7版本：基本框架和功能版

21、本：基本框架和功能。vvR8R8版本：增加了漫游场景，版本：增加了漫游场景，V-PCRFV-PCRF和和H-PCRFH-PCRF之间的交互。之间的交互。vvR9R9版本：增加用量监控，可以基于此功能做版本：增加用量监控，可以基于此功能做FUPFUP。vvR10R10版本：增加基于非版本：增加基于非IMSIMS业务的业务的QoSQoS控制。控制。19广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司23l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

22、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。20广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司；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

23、，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 21广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司POOL技术（1）qqMME POOLMME POOLMME POOLMME POOL组网优势组网优势组网优势组网优势负载均衡优化负载均衡优化:MME:MME将负载反馈动态给将负载反馈动态给eNodeBeNodeB，eNodeBeNodeB可以实时调整负荷分发算法可以实时调整负荷分发算法;过载控制优化过载控制优化:MME:MME将过载信息通告给将过载信

24、息通告给eNodeBeNodeB和和SGWSGW，通过，通过eNodeBeNodeB和和SGWSGW限制部分用限制部分用户接入和寻呼，避免设备过载户接入和寻呼，避免设备过载;SAE POOL部署2 22广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司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p减少了跨设备的切换，提高了网络效率和服务质量；p减少了相关接口信令流量，节省了传输开销。p设备间资源共享，提高整体利用率，降低投资成本；p网络扩容、升级等简单高效，降低了OPEX。p峰值话务为多个设备分担，避免了对网络的冲击；p设备级的网络容灾和备份，提高了网络可靠性。POOL技术

25、（2）对网络的影响 23广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司内容2EPC关键技术介绍 24广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司业界CDMA-LTE互操作基本需求vvLTELTE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，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，CDMACDMA与与LTELTE语音互操作和数据互操作的实现是语音互操作和数据互操作的实现是C C网运营商向网运营商向LTELTE演进演进的关键的关键 为保证数据业务的连续性，必须提供为保证数据业务的连续性，必须提供LTELTE与与HPRDHPRD的切换功能。的切换功能。LT

26、ECDMA 1X/EVDOCDMA 1X/EVDO 25广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司eHRPD网络的引入必要性主要体现在以下三个方面：主要体现在以下三个方面：vv支持与支持与LTELTE数据业务的互操作（切换）；数据业务的互操作（切换）；vv与与LTELTE使用同一个核心网络，便于维护管理；使用同一个核心网络，便于维护管理；vv引入新特性，提升网络能力和客户体验。引入新特性，提升网络能力和客户体验。加强鉴权能力加强鉴权能力EAP AKAEAP AKA鉴权鉴权 支持多支持多PDNPDN 支持多种承载类型和承载复用能力支持多种承载类型和承载复用能力 支持网络侧发起支持网

27、络侧发起QoSQoS 26广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司eHRPD引入时间可选策略vv可选策略一：可选策略一：LTELTE牌照发放之前，提前升级部署牌照发放之前，提前升级部署eHRPDeHRPD网络，发展网络，发展eHRPDeHRPD用户，同时用户，同时LTELTE服务推出后初期即支持业务连续性。服务推出后初期即支持业务连续性。前提：前提：LTELTE发放牌照之前，发放牌照之前，eHRPDeHRPD设备具备商用条件，先部署设备具备商用条件，先部署eHRPDeHRPD，为引入，为引入LTELTE 赢得时间。赢得时间。vv可选策略二：可选策略二：LTELTE牌照发放后，待

28、牌照发放后，待LTELTE与与eHRPDeHRPD同步完成部署再推出同步完成部署再推出LTELTE服务，支持业务连续性。服务，支持业务连续性。前提：前提：LTELTE服务策略是服务策略是LTELTE服务推出初期即要求支持在服务推出初期即要求支持在LTELTE与与CDMACDMA网络数据业务的网络数据业务的连续性，以保证连续性，以保证LTELTE客户体验。客户体验。LTELTE牌照发放时间确定后再升级牌照发放时间确定后再升级HRPDHRPD现网，避免对现网业务影响和频繁升级现网，避免对现网业务影响和频繁升级 获得获得LTELTE牌照之前，牌照之前，LTELTE、eHRPDeHRPD以及两者之间的

29、互操作进行了充分地验证，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。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 27广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司PDSNHSGWLTEeHRPDHRPDAN/PCFeAN/ePCFLTE业务平台SGWMMEPGWLTE/eHRPD终端HRPD终端eHRPDEPCHRPDAAAHSS/AAALTE部署初期，eHRPD和HRPD网络关系示意图HAInternetEVDO业务平台LTE&EVDO业务平台LTE局

30、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 28广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司LTE与CDMA协同发展策略vv1X1X承载语音承载语音/短信，语音互操作方案建议初期选择短信，语音互操作方案建议初期选择SVLTESVLTEvvLTE/eHRPDLTE/eHRPD承载数据业务承载数据业务 能平滑承载的业务（不需改动现网，也不对能平滑承载的业务（不需改动现网，也不对LTELTE网络提出额外需求）网络提出额外需求）基于基于IPIP的通用数据业务的通用

31、数据业务;WAPWAP/彩信业务承接彩信业务承接;不能平滑承载的业务（需改动现网，或对不能平滑承载的业务（需改动现网，或对LTELTE网络有额外需求）网络有额外需求）厂商私有业务厂商私有业务;LTELTE相关业务：这类业务与相关业务：这类业务与LTELTE技术紧密相关，如广播多播业务技术紧密相关，如广播多播业务;vv数据互操作方案建议初期选择非优化方案数据互操作方案建议初期选择非优化方案28LTE与CDMA一段时期内共存互为补充 29广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司eHPRD核心网部署PGWPGW、HSGWHSGW 新建新建PGWPGW，与，与HSGWHSGW配套的配套

32、的PGWPGW省集中单独设置省集中单独设置 HSGWHSGW可以新建或由可以新建或由PDSNPDSN升级升级 如新建，可考虑利用扩容如新建，可考虑利用扩容PDSNPDSN的时机直接新建的时机直接新建HSGWHSGW，兼做，兼做PDSNPDSN 如现网如现网PDSNPDSN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提高网络资源利用率HSSHSS、3GPP/3GPP2 AAA3GPP/3GPP2 AAA proxyproxy eHRPDeHRPD网络的核心网元除了网络的核心网元除了HSGWHSG

33、W之外，还需要新建之外，还需要新建PGWPGW、HSSHSS、3GPP AAA3GPP AAA等网元。等网元。30广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司引入PCC技术，网络改造策略（1）vvPDSNPDSN 现网设备升级支持现网设备升级支持GxGx接口（接口（PDSNPDSN和和PCRFPCRF之间），使之能支持之间），使之能支持QoSQoS控制策略控制策略 新建新建PCRF/SPRPCRF/SPRvv升级数据采集设备升级数据采集设备vv新建网络状态分析系统新建网络状态分析系统 31广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司引入PCC技术，网络改造策略（2）vv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业务体验 vv从现有的静态策略控制提升为动态闭环的策略控制从现有的静态策略控制提升为动态闭环的策略控制PCRFPCRF 32广东省电信规划设计院有限公司广东省电信规划设计院有限公司