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基站:在LTE上讲,叫做E-NodeB,LTE比3G更加扁平化了,去掉了原来的RNC。
网元:对于LTE架构来说,网元包含的很多,其中,基站也是其中的一个网元,除此外还有MME、SGW、PDN等等。
基站就是一个网元,基站和网元的关系类似苹果和水果的关系
网元划分的粒度很多,看用途了,有物理网元,逻辑网元,等效网元数等
网元,不能不提网元管理系统。网元管理系统(EMS)是管理特定类型的一个或多个电信网络单元(NE)的系统。一般来说,EMS管理着每个NE的功能和容量,但并不理会网络中不同NE之间的交流。为了支持NE间的交流,EMS需要与更高一级的网络管理系统(NMS)进行通信,NMS也是电信管理网络(TMN)层次模型中的一元。EMS是基于TMN层次模型的运作支持系统(OSS)构架的基础,这个构架使得服务提供商(SP)能够满足客户对高速发展着的服务的需求,同时也能满足严厉的服务质量(QOS)要求。
网元管理层(Network Element Management Layer)提供的管理功能服务实现对一个或多个网元的操作,如交换机、路由器、传输设备等的远程操作,对设备的硬软件的管理。该层管理功能通常就是对网络设备的远程操作和维护。
主要网元功能
MME:主要负责信令处理及移动性管理,功能包括:NAS信令及其安全;跟踪区域(Tracking Area)列表的管理;P-GW和S-GW的选择;跨MME切换时对于MME的选择;在向2G/3G接入系统切换过程中SGSN的选择;鉴权、漫游控制以及承载管理;3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理(终结于S3节点);信令面的合法监听等。
SAE-GW:包括S-GW和P-GW,S-GW作为面向eNodeB终结S1-U接口的网关,负责数据处理;P-GW与分组数据网(PDN)连接;S-GW和P-GW接受MME的控制,承载用户面数据。S-GW的主要功能包括:当eNodeB间切换时作为本地锚定点并协助完成eNodeB的重排序功能;在3GPP不同接入系统间切换时的移动性锚点(终结在S4接口,在2G/3G系统和P-GW间实现业务路由);合法侦听以及数据包的路由和前转; PDN和QCI的上行链路和下行链路的相关计费等。
P-GW的主要功能有:分组数据包路由和转发;3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能;UE IP地址分配,接入外部PDN的网关功能;基于用户的包过滤;合法侦听;计费和QoS策略执行功能;DIP功能;基于业务的计费功能;在上行链路中进行数据包传送级标记;上下行服务等级计费以及服务水平门限的控制;基于业务的上下行速率的控制等。
HSS:用于存储用户签约信息的数据库。主要功能包括:存储用户相关的信息;签约数据管理和鉴权,如用户接入网络类型限制、用户APN信息、计费信息管理;支持多种卡类和多种方式的鉴权;与不同域和子系统中的呼叫控制和会话管理实体互通等。
PCRF:策略和计费控制单元,主要功能包括:用户的签约数据管理功能;用户、计费策略控制功能;事件触发条件定制功能;业务优先级化与冲突处理功能;QOS功能,网络安全性功能;IP-CAN承载与IP-CAN会话相关联策略信息的管理功能等。PCRF还可用于:对无限量包月的滥用者限制带宽;保证高端用户的流量带宽;保证高质量业务的服务质量;动态配置计费策略,完成内容计费。
CG:3GPP R8版本EPC架构中计费节点为S-GW和P-GW,S-GW产生的计费信息类似于SGSN;P-GW产生的计费信息类似于GGSN。计费点将计费话单送至计费网关CG,由CG完成计费话单的检错、纠错和话单的合并,并完成话单格式的转换,然后将计费话单以标准格式送至运营公司的计费系统。
DNS:为EPC核心网网元和终端提供域名解析功能。
2. 接口与协议
EPC核心网基于2G/3G分组域架构演进而来,采用了控制与承载相分离的架构,新增了一些接口,且这些接口均基于IP协议,具体如下:
S1-MME接口:eNodeB和MME之间的接口,用于传送用户数据和相应的用户平面控制帧。该接口底层采用SCTP协议,应用层采用S1-AP协议。
S1-U接口:eNodeB和S-GW之间的接口,用于承载用户面隧道和切换时eNodeB之间的路径交换。采用GTP-U协议,下层为UDP,其中GTP-U协议用来在eNodeB和S-GW之间进行用户数据的隧道传输,UDP协议封装用户数据。
S3接口:SGSN和MME之间的接口,类似于3G系统中SGSN间的Gn接口,实现3GPP网间进行交互,采用GTP-C协议,下层为UDP。
S4接口:SGSN与S-GW之间的接口,类似于3G系统中SGSN与GGSN间的Gn接口。提供GPRS网和S-GW之间的相关控制和移动性管理。S4接口既可以只有信令面接口(GTP-C),也可以包括用户面的接口(GTP-U)。S4接口如果只作为信令面的接口,其采用GTPv2-C协议,GTPv2-C协议用来在GSN和S-GW之间传输信令消息。
S5/S8接口:S-GW和P-GW之间的接口,可以分为控制平面和用户平面。S5接口是网络内部S-GW和P-GW间接口。该接口应能在S-GW和P-GW分设情况下,提供用户移动过程中的S-GW重定位的功能。S8是跨PLMN的S-GW和P-GW之间的接口,应具备漫游情况下的S5接口功能。该接口采用GTP协议,下层为UDP。
S6a接口:HSS与MME的接口,完成用户接入认证、插入用户签约数据、对用户接入PDN进行授权,与非3GPP系统互联时对用户的移动性管理消息的认证等功能。该接口下层采用SCTP,应用层为Diameter协议。
S10接口:MME之间的控制面接口,为MME再分布和MME之间信息的传输。采用GTPv2协议,下层为UDP。
S11接口:MME和S-GW之间的接口,用于传输承载控制与会话控制等信息。采用GTPv2 的控制面协议GTPv2-C,下层为UDP,其中GTP?C用于对MME和S-GW间的信令消息进行隧道化封装。UDP用于传送MME和S-GW间的信令消息。
Gn/Gp接口:MME和3GPP Pre R8版本的SGSN之间的接口,用于传输会话控制等信息。也是2G/3G SGSN与P-GW之间的接口,分为控制平面和用户平面,基于GTP v1。在非漫游情况下,Gn提供同一PLMN内2G/3G SGSN与P-GW之间的用户面和控制面接口功能,P-GW提供2G/3G GGSN功能。在漫游情况下,Gp提供跨PLMN的2G/3G SGSN与P-GW之间的用户面和控制面接口功能,P-GW提供2G/3G GGSN功能。
S12接口:UTRAN与S-GW之间的用户面的接口(GTP-U)。当直接传输隧道建立后,S12成为UTRAN和S-GW间用户平面隧道的接口点。S12接口的用户面采用GTPv1协议。
Gx接口:PCRF与PCEF间的接口,其中PCEF位于P-GW中,提供QoS准则和计费标准的传输。
SGi接口:P-GW和分组数据网络之间的接口,包括IMS核心网、外部公共或私人数据网,类似于Gi接口。
Rx接口:PCRF与AF间的接口,AF功能位于业务平台。
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