Systemarkitekturudvikling

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 5. maj 2015; checks kræver 10 redigeringer .

SAE ( System Architecture Evolution -  System Architecture Evolution  ) er en netværkskernearkitektur udviklet af 3GPP -konsortiet til den trådløse LTE - kommunikationsstandard .

SAE er en evolutionær fortsættelse af GPRS -netværkets kerne , med nogle forskelle:

• forenklet arkitektur  - SAE-arkitektur reducerer drifts- og kapitalomkostninger. Den nye, flade model betyder, at kun to typer knudepunkter (basestationer og gateways) skal opgraderes til at klare trafikken i tilfælde af en markant stigning i trafikken.
• bygget udelukkende på IP (All IP Network - AIPN)  - De første 3G-koncepter blev udviklet, så stemmen stadig ville blive ført over et kredsløbskoblet system. Siden da er der sket et skift mod IP-netværk. Derfor er SAE-arkitekturen baseret på et IP-netværk.
• giver mere kapacitet på radioadgangsnetværket (RAN)  - downlinket (Down Link) forventes at være over 100 Mbps, og systemets fokus vil være på båndbreddemobilitet, netværket skal understøtte mange flere lagdata.
• leverer lavere RAN-latens  - Med øgede niveauer af interoperabilitet og hurtigere svar vil SAE-konceptet give latensniveauer i området 10 ms.
• understøtter mobilitet mellem flere heterogene RAN'er , herunder understøttelse af både GPRS og ikke-3GPP-systemer (såsom WiMAX )

SAE-arkitektur

Hovedkomponenten i SAE-arkitekturen er Evolved Packet Core ( EPC ). EPC svarer til et GPRS-netværk.

Komponenterne i EPC er [1] :

• MME (Mobility Management Entity) er nøglekontrolmodulet til LTE-adgangsnetværket. Det er ansvarligt for mobilitet, overdragelse, sporing og personsøgningsprocedurer for UE (brugerudstyr). Den deltager i aktiveringen/deaktiveringen af ​​netværksressourcer og er også ansvarlig for at vælge SGW for UE under den indledende forbindelse og under overdragelse inden for LTE med en ændring af Core Network node (CN). Den er ansvarlig for brugergodkendelse (når den interagerer med HSS). Non-Access Stratum (NAS)-signaleringen afsluttes ved MME'en, og denne node er også ansvarlig for at generere og distribuere midlertidige identifikatorer for UE'en. Den kontrollerer UE's autorisation til at få adgang til Public Land Mobile Network (PLMN)-tjenesteudbydere og implementerer roamingrestriktioner for UE. MME'en er netværkets slutpunkt for NAS-signalkryptering/integritetsbeskyttelse og er ansvarlig for sikkerhedsstyring. Lovlig signalaflytning leveres også af MME. MME'en giver et kontrolfunktionsplan til mobilitet mellem LTE- og 2G/3G -adgangsnetværk via S3-grænsefladen installeret på MME'en af ​​SGSN . MME'en er også forbundet med et S6a-interface til UE'ens hjemmeroaming-HSS.

• SGW (Serving Gateway): Designet til at behandle og rute pakkedata, der kommer fra/til basestationens undersystem. SGW ruter og videresender brugerdatapakker, mens den fungerer som et mobilitetsanker for brugerdata i inter-base station (eNodeB) overdragelse, og som en mobilitetskontrolknude mellem LTE-netværket og netværk med andre 3GPP-teknologier. Når UE'en er ledig og ikke optaget under et opkald, deaktiverer SGW'en Down Link (DL) og personsøgning, hvis data skal sendes på DL'en mod UE. Den administrerer og gemmer UE-tilstande (f.eks. båndbreddekrav til IP-tjenester, intern netværksroutinginformation). Det giver også en kopi af brugerdata ved lovlig aflytning.

• PGW (Packet Data Network Gateway): Pakkegatewayen giver forbindelse fra UE til eksterne pakkedatanetværk, der er trafikindgangs- og udgangspunktet for UE. En UE kan være forbundet til mere end én PGW på samme tid for at forbinde til flere netværk. PGW udfører sikkerhed, pakkefiltrering pr. bruger, faktureringssupport , lovlig aflytning og pakkesortering. En anden vigtig rolle for PGW er at være mobilitetskontrolknudepunktet mellem 3GPP og ikke-3GPP teknologier såsom WiMAX og 3GPP2 ( CDMA 1X og EvDO ).

• PCRF ( Policy and Charging Rules Function det generelle navn for enheder inden for SAE EPC, der overvåger flowet af leverede tjenester og håndhæver opkrævningspolitikken. Til applikationer, der kræver overvågning eller opladning i realtid, kan et valgfrit netværkselement kaldet Applications Function (AF) bruges.

Fordeling af intelligens i SAE

For at imødekomme kravene til øget båndbredde og reduceret svartid, samt for overgangen til et all-IP-netværk, skal der anvendes en ny tilgang til netværksstrukturen.

Tidligere bestod 3G-radioadgangsnetværket af Node B'er (basisstationer) og Radio Network Controllere ( RNC ). Adskillige Node B'er var stjerneforbundet til RNC'en, som bar størstedelen af ​​radioressourcestyringsbelastningen. Til gengæld var RNC'erne forbundet til kernen af ​​netværket og forbundet med hinanden gennem det.

For at give den nødvendige funktionalitet inden for LTE, i SAE-strukturen, flyttes kontrollaget fra kernen til periferien. RNC'erne fjernes, og RF-ressourcestyringen overføres til basestationerne. Den nye type basestationer kaldes eNodeB eller eNB.

eNB'er forbinder direkte til kernenetværkets gateway gennem et nyt "S1-interface". Derudover forbinder nye eNB'er til nabo-eNB'er på en netværkslignende måde via et "X2-interface". Dette giver et meget højere niveau af direkte interaktion. Denne forbindelse gør det også muligt at dirigere mange opkald direkte, da et stort antal opkald og forbindelser på netværket er bestemt til mobile enheder i samme eller nærliggende celler. Den nye struktur gør det muligt at dirigere opkald over en kortere rute og med minimal brug af netværkskerneressourcer.

Ud over at implementere OSI Layer 1 og Layer 2, administrerer eNB en række andre funktioner, der inkluderer radioressourcekontrol (inklusive adgangskontrol), belastningsbalancering og mobilitetsstyring , herunder overdragelsesbeslutningstagning for mobile brugere eller udstyr (UE'er).

Yderligere niveauer af fleksibilitet og funktionalitet betyder, at nye eNB'er er mere komplekse end UMTS eller tidligere generationers basestationer. Den nye struktur i SAE-netværket giver dog mulighed for meget højere ydeevne. Derudover giver den indbyggede fleksibilitet i eNB'erne dem mulighed for at understøtte yderligere udvidelse af funktionalitet til migrering fra LTE til LTE Advanced .

Noter

1. ↑ LTE hvidbog

Links

• 3GPP SAE-link  (utilgængeligt link)
• 3GPP 23.401: General Packet Radio Service (GPRS) forbedringer for E-UTRAN-adgang (Universal Terrestrial Radio Access Network)
• 3GPP 23.402: 3GPP System Architecture Evolution
• 3GPP LTE-SAE Oversigt, af Ulrich Barth (SAE i 2006)
• SAE og LTE hvidbog: Full Service Broadband Architecture (PDF)  (link ikke tilgængeligt) . Ericsson. Arkiveret fra originalen den 31. marts 2010. (ubestemt)

• SAE and the Evolved Packet Core - driver den mobile bredbåndsrevolution: SAE and the Evolved Packet Core - driver den mobile bredbåndsrevolution (utilgængeligt link) . Elsevier. Arkiveret fra originalen den 26. maj 2012. (ubestemt) 

• LTE-hvidbog: Langsigtet udvikling (LTE): En teknisk oversigt (PDF)  (utilgængeligt link) . Motorola. Arkiveret fra originalen den 26. maj 2012. (ubestemt)

• Strategisk hvidbog: Introduktion til Evolved Packet Core (PDF)  (ikke tilgængeligt link) . Alcatel Lucent. Arkiveret fra originalen den 26. maj 2012. (ubestemt)

• Teknisk hvidbog: Evolved Packet Core-løsning: Innovation i LTE-kerne (PDF)  (utilgængeligt link) . Alcatel Lucent. Arkiveret fra originalen den 26. maj 2012. (ubestemt)

• SAE test bed: Nomor leverer SAE (System Architecture Evolution) test bed inden for SEA projektet (HTML)  (link ikke tilgængeligt) . nomor forskning. Arkiveret fra originalen den 5. oktober 2011. (ubestemt)