系統架構演進
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系統架構演進(英語:System Architecture Evolution,縮寫:SAE)是3GPP所制定的LTE無線通信的核心網絡標準。
SAE是基於GPRS核心網的演進。其主要差別為:
- 簡化架構
- 全IP網絡(AIPN)
- 支持提供更高吞吐量和更低延遲的接入網
- 多個異構接入網絡的互通,包括E-UTRA(LTE和LTE升級版的接入網),3GPP現有系統(例如GPRS和UMTS的接入網GERAN和UTRAN),也支持與非3GPP系統之間的互通(例如WiMAX或CDMA2000或WIFI)
SAE結構體系
SAE是的傳輸使用全IP網絡,從而支持系統的控制平面和用戶平面的分離。
SAE體系結構的主要組成部分是演進版分封核心(EPC,Evolved Packet Core ),也被稱為SAE核心。 EPC作用與GPRS網絡相似,包含移動性管理組件(MME),服務網關(S-GW)和PDN網關(PDN Gateway)等網元。
MME
移動性管理實體(MME,Mobility Management Entity):MME是LTE接入網絡的關鍵控制節點。它負責空閒模式UE(用戶設備)跟蹤和尋呼控制。這些內容也包括UE的註冊與註銷過程,同時幫助UE選擇S-GW,以完成LTE系統核心網絡(CN)節點切換。
通過與用戶歸屬伺服器(HSS)的信息交流,MME完成用戶驗證功能。MME是非接入層(NAS)信令的終結點,它負責生成和分配UE的臨時ID。它通過鑒權,決定UE是否能享受本服務提供商的服務,並對UE做漫遊限制。MME是為NAS信令提供加密/完整性保護的網絡節點,並且負責安全密鑰管理。MME也支持對信令的合法監聽。 MME也通過S3端口的信令提供LTE與2G/3G接入網絡之間切換的移動性管理。 對漫遊的UE,MME通過S6a接口完成與HSS的通信。
SGW
服務網關(SGW,Serving Gateway):S-GW負責用戶數據包的路由和轉發。當UE在eNodeB之間中繼(handover)或在LTE與其他3GPP無線技術(RAT,Radio Access Technology)之間移動時,SGW是其用戶面數據的錨點,它通過S4接口與2G/3G系統的SGSN通信。對於空閒狀態的UE,SGW是下行數據路徑的終點,在下行數據到達時觸發對UE的尋呼。SGW管理和存儲UE的上下文(context),其內容包括為UE提供的IP承載(bearer)的參數、網絡內部的路由信息等。如果使用合法監聽功能,它還對用戶所傳輸的數據進行複製。
PGW
PDN網關(PGW,PDN Gateway):PDN網關作為連接點,為UE提供與公共數據網(PDN,Packet Data Network)之間的傳輸。一個UE可以同時通過多個PGW訪問多個PDN。PGW實現控制策略的實施、針對用戶的數據包過濾、計費、合法監聽與數據包篩選。 PGW的另一個關鍵作用的是作為3GPP和非3GPP網絡(例如WiMAX和3GPP2的CDMA 1X和EvDO)之間的移動性管理錨點。
HSS
歸屬用戶伺服器(HSS,Home Subscriber Server):HSS是一個中央數據庫,包含與用戶信息和所訂閱的服務的信息。HSS的功能包括:移動性管理,呼叫和會話建立的支持,用戶認證(authentication)和訪問授權(authorization)。 HSS的功能是2G、3G核心網的歸屬位置寄存器(HLR)和認證中心(AuC)的擴展。
ANDSF
接入網絡發現和選擇功能(ANDSF,Access Network Discovery and Selection Function):ANDSF的功能是用戶設備(UE)提供為3GPP和非3GPP(如Wi-Fi)接入網的信息。ANDSF的目的是協助UE發現在其附近的接入網絡,並提供接入的優先次序和管理這些網絡的連接規則(策略)。
ePDG
演進的分組數據網關(ePDG,Evolved Packet Data Gateway):ePDG的主要功能是確保數據傳輸的UE能夠通過不可信的非3GPP接入網連接到EPC。ePDG與UE之間會建立IPsec隧道以傳輸用戶數據。
相關資料
- 3GPP page on SAE[永久失效連結]
- 3GPP TS 23.401: General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- 3GPP TS 23.402: 3GPP System Architecture Evolution (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- 3GPP LTE-SAE Overview, by Ulrich Barth (SAE in 2006)
參考文獻
- ^ 3GPP TS 23.002: Network architecture. 3GPP. [2011-12-09]. (原始內容存檔於2008-12-01) (英語).
- ^ LTE – An introduction (PDF). Ericsson. (原始內容 (PDF)存檔於2010-08-01).
- SAE and the Evolved Packet Core - driving the mobile broadband revolution: SAE and the Evolved Packet Core - driving the mobile broadband revolution. Elsevier. (原始內容存檔於2012-05-26).
- LTE White Paper: Long Term Evolution (LTE):A Technical Overview (PDF). Motorola. (原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26).
- Strategic White Paper: Introduction to Evolved Packet Core (PDF). Alcatel-Lucent. (原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26).
- Technical White Paper: Evolved Packet Core solution: Innovation in LTE core (PDF). Alcatel-Lucent. (原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26).
- SAE test bed: Nomor provides SAE (System Architecture Evolution) test bed within the SEA project. Nomor Research. (原始內容存檔於2011年10月5日).