UMTS - Red de núcleo de paquetes evolucionado (EPC)
Con los primeros trabajos de arquitectura para el sistema 3GPP evolucionado, se presentaron dos puntos de vista sobre la implementación de la movilidad con el plano de usuario y los protocolos del plano de control.
El primero fue promovido como el buen desempeño del Protocolo de Túnel GPRS (GTP), mientras que el otro impulsó los nuevos (y los llamados "base" del IETF) protocolos.
Ambos tenían buenos argumentos de su lado.
GTP evolution- Este protocolo ha demostrado su utilidad y capacidades para los operadores y tuvo mucho éxito en las operaciones a gran escala. Fue diseñado exactamente para las necesidades de las redes móviles PS.
IETF based protocols- IETF es el organismo de normalización de facto para Internet. Sus protocolos de movilidad han evolucionado de centrarse en el cliente de red basado en IP móvil a "Proxy Mobile IP (MIP)". PMIP se estandarizó en el sistema paralelo 3GPP Evolved. (Pero la base de clientes de IP móvil se usa en EPS junto con el soporte de acceso que no es 3GPP).
EPC para acceso 3GPP en no itinerancia
Las funciones proporcionadas por los puntos de referencia y los protocolos empleados son:
LTE-Uu
LTE-Uu es el punto de referencia para la interfaz de radio entre EU y eNodeB, abarca el plano de control y el plano de usuario. La capa superior del plan de control se denomina "Control de recursos de radio" (RRC). Está apilado en "Protocolo de convergencia de datos por paquetes" (PDCP), Control de enlace de radio y capas MAC.
S1-U
SI-U es el punto para el tráfico del plano de usuario entre eNodeB y la referencia de servicio GW. La actividad principal a través de este punto de referencia es transferir paquetes IP encapsulados a usuarios que surgen del tráfico o la forma del túnel. La encapsulación es necesaria para realizar el enlace IP virtual entre eNodeB y el servicio GW, incluso durante el movimiento de la UE, y así permitir la movilidad. El protocolo utilizado se basa en GTP-U.
S1-MME
S1-MME es el punto para el plano de control entre eNodeB y la referencia MME. En él se realizan todas las actividades de control, por ejemplo, señalización de apego, desprendimiento y establecimiento del soporte del cambio, procedimientos de seguridad, etc. Nótese que parte de este tráfico es transparente para la E-UTRAN y se intercambia directamente entre la UE y los Estados miembros, es una parte denominada señalización de "estrato sin acceso" (NAS).
S5
S5 es el punto de referencia que incluye el control y el plano de usuario entre GW y PDN GW Service y se aplica solo si ambos nodos residen en HPLMN; el punto de referencia correspondiente cuando se atiende a GW es VPLMN se llama S8. Como se explicó anteriormente, aquí son posibles dos variantes de protocolo, unGPRS Tunneling Protocol (GTP) and Proxy Mobile IP (PMIP).
S6a
S6a es el punto de referencia para el intercambio de información relativa a equipos de suscripción (descarga y depuración). Corresponde al punto de referencia Gr y D del sistema existente y se basa en el protocolo DIAMETER.
SGi
Este es el punto de salida para DPR, y corresponde al punto de referencia Gi GPRS y Wi en I-WLAN. Los protocolos IETF se basan aquí para los protocolos del plano de usuario (es decir, el reenvío de paquetes IPv4 e IPv6) y el plano de control como DHCP y se utilizan el radio / diámetro para configurar la dirección IP / protocolo de red externo.
S10
S10 es un punto de referencia para los propósitos de reubicación de MME. Es una interfaz de plano de control puro y el protocolo GTP-C avanzado se utiliza para este propósito.
S11
S11 es un punto de referencia para el plano de control existente entre el servicio MME y GW. Emplea el protocolo avanzado GTP-C (GTP-C v2). El (los) poseedor (s) de datos entre eNodeB y el servicio GW están controlados por la concatenación S1-S11 y MME.
T13
S13 es el punto de referencia para el registro de identidad del equipo (EIR) y MME, y se utiliza para el control de identidad (por ejemplo, basado en IMEI, si está en la lista negra). Utiliza el protocolo de diámetro SCTP.
Gx
Gx es el punto de referencia de la política de filtrado de la política de QoS y controla la carga entre PCRF y PDN GW. Se utiliza para proporcionar filtros y reglas de precios. El protocolo utilizado es el DIÁMETRO.
Gxc
Gxc es el punto de referencia que existe en más de Gx pero se encuentra entre GW y PCRF y solo sirve si se usa PMIP en S5 o S8.
Rx
Rx se define como una función de aplicación (AF), ubicada en NDS y PCRF para el intercambio de información de pólizas y facturación; utiliza el protocolo DIAMETER.
EPC para acceso 3GPP en roaming
En roaming, este caso, el plano del usuario:
Se extiende hasta la HPLMN (a través de una red de interconexión), lo que significa que todo el tráfico de usuarios de la UE se enruta a través de un PDN GW en la HPLMN, donde están conectadas las DPR; o
En aras de una forma de tráfico más óptima, deja un PDN GW en el VPLMN a un PDN local.
El primero se denomina "tráfico encaminado a casa" y el segundo se denomina "ruptura local". (Tenga en cuenta que el segundo término también se usa en la discusión de la optimización del tráfico para NB domésticos / eNodoB, pero con un significado diferente porque en el concepto de roaming 3GPP, el plan de control siempre involucra a la HPLMN).
Interfuncionamiento entre EPC y Legacy
Desde el principio, quedó claro que el sistema 3GPP Evolved interoperará sin problemas con los sistemas 2G y 3G existentes, 3GPP PS ampliamente implementado o, más precisamente, con GERAN y UTRAN GPRS base (para aspectos de interfuncionamiento con el antiguo sistema CS para el tratamiento de voz optimizada).
La cuestión del diseño arquitectónico básico para 2G / 3G en EPS es la ubicación del mapa GGSN. Hay dos versiones disponibles y ambas son compatibles:
The GW used - Es el caso normal en el que el servicio GW termina el plano de usuario (como se ve en la red GPRS existente).
El plan de control se completa en el MME, según distribución de usuarios y plano de control en EPC. Se introducen los puntos de referencia S3 y S4, y se basan en GTP-U y GTP-C, correspondientemente. S5 / S8 está encadenado al PDN GW. La ventaja es que la interoperabilidad es fluida y optimizada. La desventaja es que para este tipo de interoperabilidad, SGSN debe actualizarse a Rel. 8 (debido al soporte necesario para nuevas funciones en S3 y S4).
The PDN GW- En este caso, la herencia de referencia sin cambios Gn (en itinerancia sería Gp) se reutiliza entre SGSN y PDN GW, tanto para el control como para el plano de usuario. La ventaja de este uso es que SGSN puede ser pre-Rel. 8. Además, tiene una cierta restricción en las versiones de IP, transferencia y protocolo S5 / S8.
Interfuncionamiento con el sistema CS 3GPP heredado
Durante la fase de diseño 3GPP Evolved, quedó claro que el sistema CS heredado, con su servicio de comunicación de "voz" más importante, no podía ser ignorado por el nuevo sistema. Los operadores eran simplemente inversiones demasiado relacionadas en el campo, por lo que se solicitó un interfuncionamiento muy eficiente.
Se han desarrollado dos soluciones:
Continuidad de llamadas de voz de radio única (SRVCC) para transferir llamadas de voz desde LTE (con voz sobre IMS) al sistema heredado.
Respaldo de CS: permite un movimiento temporal a la CS heredada antes de que se realice una actividad de CS entrante o saliente.
Continuidad de llamadas de voz de radio única (SRVCC)
En esta solución elegida por 3GPP para SRVCC con GERAN / UTRAN, se conecta un MSC especialmente reforzado a través de un nuevo plano de control de interfaz para MME.
Tenga en cuenta que el MSC que atiende a la UE puede ser diferente al soporte de la interfaz Sv. En el IMS, es necesario un servidor de aplicaciones (AS) para SRVCC. Sv se basa en GTPv2 y ayuda a preparar los recursos en el sistema de destino (acceso y red central y la interconexión entre CS y el dominio IMS), mientras se conecta para acceder a la fuente.
De manera similar, con SRVCC CDMA 1xRTT requiere interfuncionamiento del servidor 1xRTT (IWS), que admite la interfaz y el relé de señal desde / hacia 1xRTT MSC que sirve al UE S102 con el mismo propósito. S102 es una interfaz de túnel y transmite mensajes de señalización 1xRTT; entre MME y UE, estos están encapsulados.
CS Fallback
El servicio GW y PDN GW no están separados (S5 / S8 no está expuesto) y el VLR está integrado con el servidor MSC. Se introduce una nueva interfaz SG entre MSC Server / VLR y MME, que permite procedimientos combinados y coordinados. El concepto consiste en:
Retransmisión de señal para finalizar la solicitud de CS (llamadas entrantes, manejo de servicio adicional activado por la red o SMS Legacy) del servidor MSC para MS en SG y viceversa
Los procedimientos operativos combinados entre el dominio PS y el dominio CS.
Interfuncionamiento con acceso que no es 3GPP
El interfuncionamiento con diferentes sistemas de redes de acceso 3GPP (llamado acceso / no 3GPP) fue un objetivo importante para SAE; esto debe hacerse bajo el paraguas de EPC. Esta interoperabilidad se puede lograr en diferentes niveles (y de hecho, esto se hizo en la capa 4 con VCC / SRVCC). Pero para el tipo genérico de interfuncionamiento, parecía necesario basarse en mecanismos genéricos, por lo que el nivel de propiedad intelectual parecía más apropiado.
En general, los sistemas completos para redes móviles y fijas tienen una arquitectura similar a la descrita anteriormente. Para el sistema 3GPP evolucionado, normalmente hay una red de acceso y una red central. En la arquitectura de interfuncionamiento del sistema 3GPP evolucionado programado, otros sistemas de tecnologías de acceso se conectan al EPC.
En general, el sistema de red móvil completo y los sistemas de red fija tienen una arquitectura similar a la descrita en el sistema 3GPP evolucionado y normalmente constan de una red de acceso y una red central.
También se decidió permitir dos tipos diferentes de interoperabilidad, en función de la propiedad de los sistemas de acceso. Para las redes con confianza de acceso que no es 3GPP, se supone que se implementa una comunicación segura entre ellas y el EPC y que también se garantiza suficientemente una protección de datos sólida.