Umts-evolved-packet-core

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UMTS-Evolved Packet Core(EPC)ネットワーク

3GPPを進化させたシステムの初期のアーキテクチャ作業により、ユーザープレーンおよびコントロールプレーンプロトコルを使用したモビリティの実装に関する2つの見解が提示されました。

1つ目はGPRSトンネリングプロトコル(GTP)の優れたパフォーマンスとして宣伝され、もう1つは新しい(およびIETFのいわゆる「ベース」)プロトコルを推進しました。

両方とも彼らの側で良い議論を持っていました-

  • * GTPの進化*-このプロトコルは、その有用性と機能をオペレーターに証明しており、大規模な運用で非常に成功しました。 モバイルネットワークPSのニーズに正確に合わせて設計されました。
  • * IETFベースのプロトコル*-IETFは、インターネットの事実上の標準化団体です。 モビリティプロトコルは、モバイルIPベースのネットワーククライアントから「プロキシモバイルIP(MIP)」へと進化しました。 PMIPは、3GPP Evolvedパラレルシステムで標準化されました。 (ただし、モバイルIPクライアントベースは、非3GPPアクセスサポートと共にEPSで使用されます。)

非ローミングでの3GPPアクセス用のEPC

使用される基準点とプロトコルによって提供される機能は-

LTE-Uu

LTE-Uuは、EUとeNodeB間の無線インターフェイスの基準点であり、コントロールプレーンとユーザープレーンを含みます。 制御計画の最上位層は、「無線リソース制御」(RRC)と呼ばれます。 「Packet Data Convergence Protocol」(PDCP)、無線リンク制御、およびMAC層に積み重ねられています。

S1-U

SI-Uは、eNodeBとサーブGW参照間のユーザープレーントラフィックのポイントです。 このベンチマークを介した主なアクティビティは、トラフィックまたはトンネルの形状から生じたユーザーをカプセル化したIPパケットを転送することです。 カプセル化は、EUの移動中でもeNodeBとGWサービス間の仮想IPリンクを実現し、モビリティを可能にするために必要です。 使用されるプロトコルはGTP-Uに基づいています。

S1-MME

S1-MMEは、eNodeBとMMEリファレンスの間のコントロールプレーンのポイントです。 たとえば、接続、分離、変更のサポートの確立、安全手順などの信号を送るなど、すべての制御活動が実行されます。 このトラフィックの一部はE-UTRANに対して透過的であり、EUとMSの間で直接交換されることに注意してください。これは「非アクセスストラタム」(NAS)シグナリングと呼ばれる部分です。

S5

S5は、GWとPDN GWサービス間のコントロールとユーザープレーンを含むベンチマークであり、両方のノードがHPLMNに存在する場合にのみ適用されます。サービングGWがVPLMNである場合の対応する参照ポイントは、S8と呼ばれます。 上記で説明したように、ここでは、拡張された* GPRSトンネリングプロトコル(GTP)とプロキシモバイルIP(PMIP)の2つのプロトコルのバリエーションが可能です。

S6a

S6aは、サブスクリプション機器に関する情報交換(ダウンロードおよびパージ)の基準点です。 既存のシステムのGrおよびD基準点に対応し、DIAMETERプロトコルに基づいています。

SGi

これはDPRの出口点であり、I-WLANのGi基準点GPRSおよびWiに対応します。 IETFプロトコルは、ユーザープレーン(つまり、 IPv4およびIPv6パケット転送)プロトコルと、DHCPとしてのコントロールプレーンおよびIPアドレス/外部ネットワークプロトコルを構成する半径/直径が使用されます。

S10

S10は、MME再配置の基準点です。 これは純粋なコントロールプレーンインターフェイスであり、この目的には高度なGTP-Cプロトコルが使用されます。

S11

S11は、MMEとGWサービス間の既存のコントロールプレーンの参照ポイントです。 高度なGTP-C(GTP-C v2)プロトコルを採用しています。 eNodeBとサーブGWの間のデータの所有者は、S1-S11とMMEの連結によって制御されます。

S13

S13は、Equipment Identity Register(EIR)およびMMEの参照ポイントであり、ID制御に使用されます(例: ブラックリストに登録されている場合、IMEIに基づきます)。 DiameterプロトコルSCTPを使用します。

Gx

Gxは、QoSポリシーフィルタリングポリシーの基準点であり、PCRFとPDN GWの間の負荷を制御します。 フィルターと価格設定ルールを提供するために使用されます。 使用されるプロトコルはDIAMETERです。

Gxc

GxcはGx上に存在する基準点ですが、GWとPCRFの間にあり、PMIPがS5またはS8で使用されている場合にのみ機能します。

Rx

Rxは、ポリシーおよび請求情報の交換のためにNDSおよびPCRFにあるアプリケーション機能(AF)として定義されています。 DIAMETERプロトコルを使用します。

ローミングの3GPPアクセス用のEPC

この場合、ユーザープレーンをローミングする場合-

(相互接続ネットワークを介して)HPLMNに戻ります。つまり、すべてのEUユーザートラフィックは、DPRが接続されているHPLMNのPDN GWを経由してルーティングされます。または

トラフィックのより最適な方法のために、VPLMNのPDN GWをローカルPDNに任せます。

1つ目は「ホームルーティングトラフィック」と呼ばれ、2つ目は「ローカルブレイクアウト」と呼ばれます。 (2番目の用語は、ホームNB/eNodeBのトラフィック最適化の説明でも使用されますが、ローミング3GPPの概念では、制御計画には常にHPLMNが含まれるため、意味が異なります)。

EPCとレガシー間のインターワーキング

最初から、3GPP Evolvedシステムは、既存の2Gおよび3Gシステム、3GPP PSが広く展開されていること、より正確にはGERANおよびUTRAN GPRSベースとシームレスに相互運用できることは明らかでした(治療のために古いCSシステムと相互作用する側面について最適化された音声の)。

EPSの2G/3Gへの基本的なアーキテクチャ設計の問題は、GGSNマップの場所です。 2つのバージョンが利用可能であり、両方がサポートされています-

  • *使用されたGW *-GWにサービスを提供する通常のケースです(既存のGPRSネットワークで見られるように)。 + EPCのユーザーとコントロールプレーンの分布に従って、MMEでコントロールプランが完成します。 S3およびS4参照ポイントが導入され、GTP-UおよびGTP-Cに対応しています。 S5/S8はPDN GWにチェーンされています。 利点は、相互運用性がスムーズで最適化されていることです。 欠点は、この種の相互運用性のために、SGSNをRelにアップグレードする必要があることです。 8(S3およびS4の必要なサポート新機能のため)。
  • PDN GW -この場合、変更されていないベンチマーク継承Gn(ローミングの場合、GPになります)は、コントロールプレーンとユーザープレーンの両方で、SGSNとPDN GWの間で再利用されます。 この使用の利点は、SGSNをリリース前にすることができることです。 8. さらに、IPバージョン、転送、およびS5/S8プロトコルに特定の制限があります。

レガシー3GPP CSシステムとの相互作用

3GPP Evolvedの設計段階で、最も重要なサービス「音声」通信を備えたレガシーCSシステムを新しいシステムで無視できないことが明らかになりました。 事業者は、現場への投資があまりにも関連しすぎていたため、非常に効率的なインターワーキングが要求されました。

2つのソリューションが開発されました-

  • LTE(Voice over IMSを使用)からレガシーシステムに音声通話を転送するための単一無線音声通話継続性(SRVCC)。
  • CSフォールバック-CSの着信または発信アクティビティが実行される前に、レガシーCSへの一時的な移動を有効にします。

シングル無線音声通話継続性(SRVCC)

GERAN/UTRANを備えたSRVCC用に3GPPが選択したこのソリューションでは、特別に強化されたMSCがMMEの新しいインターフェイスコントロールプレーンを介して接続されています。

EUにサービスを提供するMSCは、Svインターフェイスのサポートとは異なる場合があることに注意してください。 IMSでは、SRVCCのアプリケーションサーバー(AS)が必要です。 SvはGTPv2に基づいており、ソースにアクセスするために接続されている間、ターゲットシステム(アクセスおよびコアネットワーク、CSドメインとIMSドメイン間の相互接続)のリソースの準備に役立ちます。

同様に、SRVCC CDMA 1xRTTでは、インターワーキング1xRTTサーバー(IWS)が必要です。これは、同じ目的でUE S102にサービスを提供する1xRTT MSCからのインターフェイスと信号リレーをサポートします。 S102はトンネルインターフェイスであり、1xRTTシグナリングメッセージを送信します。 MMEとUEの間でこれらはカプセル化されます。

CSフォールバック

サービングGWとPDN GWは分離されておらず(S5/S8は公開されていません)、VLRはMSCサーバーと統合されています。 MSCサーバー/VLRとMMEの間に新しいSGインターフェイスが導入され、手順の組み合わせと調整が可能になりました。 概念はで構成されています-

  • SG上のMSのMSCサーバーからのCS要求(着信コール、ネットワークトリガーの追加サービスまたはSMSレガシーの処理)を終了するためのシグナルリレー。
  • PSドメインとCSドメイン間の結合された操作手順。

非3GPPアクセスとのインターワーキング

3GPPアクセスネットワークの異なるシステム(非3GPP/アクセスと呼ばれる)とのインターワーキングは、SAEの重要なターゲットでした。これはEPCの傘の下で行う必要があります。 この相互運用性は、さまざまなレベルで実現できます(実際、これはVCC/SRVCCのレイヤー4で行われました)。 しかし、一般的なタイプのインターワーキングでは、一般的なメカニズムに依存する必要があるように思われたため、IPレベルが最も適切であると思われました。

一般に、モバイルおよび固定ネットワーク用の完全なシステムは、上記と同様のアーキテクチャを備えています。 進化した3GPPシステムには、通常、アクセスネットワークとコアネットワークがあります。 インターワーキングアーキテクチャのスケジュールされた進化型3GPPシステムでは、他のアクセステクノロジーシステムがEPCに接続します。

一般に、完全なモバイルネットワークシステムと固定ネットワークシステムは、Evolved 3GPPシステムで説明したものと同様のアーキテクチャを持ち、通常はアクセスネットワークとコアネットワークで構成されます。

また、アクセスシステムの特性に基づいて、2種類の相互運用性を許可することも決定されました。 3GPP以外のアクセス信頼性を備えたネットワークでは、ネットワークとEPC間の安全な通信が実装され、堅牢なデータ保護も十分に保証されていると想定されます。