System Architecture Evolution


System Architecture Evolution
Архитектура ядра сети SAE

SAE (англ. System Architecture Evolution — Эволюция системной архитектуры) это архитектура ядра сети, разработанная консорциумом 3GPP для стандарта беспроводной связи LTE.

SAE является эволюционным продолжением ядра сети GPRS, с некоторыми отличиями:

  • упрощенная архитектура — архитектура SAE снижает эксплутационные и капитальные расходы. Новая, плоская модель, означает, что потребуется повысить пропускную способность узлов только двух типов (базовых станций и шлюзов), чтобы они справились с трафиком в случае его значительного роста.
  • целиком построена на IP (All IP Network — AIPN) — Первые концепции 3G был разработаны, с тем, что голос по-прежнему передается по системе с коммутацией каналов. С тех пор наблюдался переход к IP-сетям. Соответственно архитектура SAE построена на базе IP-сети.
  • обеспечивает большую пропускную способность на сети радиодоступа (radio access network — RAN) — предполагается, что нисходящий канал (Down Link) будет со скоростью свыше 100 Мбит/с, и основное внимание системы будет сосредоточено мобильности полосы пропускания, от сети потребуется поддерживать гораздо больше уровней данных.
  • обеспечивает меньшую задержку RAN — с увеличением требуемых уровней взаимодействия и более быстрых ответов, концепция SAE обеспечит уровень задержки в районе 10 мс.
  • поддерживает мобильность между несколькими гетерогенными RAN, включающим поддержку, как систем типа GPRS, так и не-3GPP систем (например WiMAX)

Содержание

Архитектура SAE

Основным компонентом архитектуры SAE является Evolved Packet Core (EPC). EPC служит эквивалентом сети GPRS.

Компонентами EPC являются [1]:

  • MME (Узел Управления Мобильностью — Mobility Management Entity) — это ключевой контролирующий модуль для сети доступа LTE. Он отвечает за процедуры обеспечения мобильности, хэндовера, слежения и пейджинга UE (Пользовательского Устройства — User Equipment). Он участвует в процессах активации/дезактивации сетевых ресурсов и так же отвечает за выбор SGW для UE при начальном подключении и при хэндовере внутри LTE со сменой узла Ядра Сети (Core Network — CN). Он отвечает за аутентификацию пользователя (при взаимодействии c HSS). Сигнализация Слоя Без Доступа (Non-Access Stratum — NAS) оканчивается в MME и данный узел так же отвечает за генерацию и распределение временных идентификаторов для UE. Он проверяет авторизацию UE для доступа к сервис-провайдерам мобильных сетей (Public Land Mobile Network — PLMN) и реализует роуминговые ограничения для UE. MME является заключительной точкой сети для шифрования/защиты целостности сигнализации NAS и отвечает за управление безопасностью. Узаконенный перехват сигнализации так же обеспечивается MME. MME предоставляет плоскость функций контроля для обеспечения мобильности между LTE и сетями доступа 2G/3G через интерфейс S3 установленный к MME от SGSN. MME так же соединен интерфейсом S6a с домашним HSS для роуминга UE.
  • SGW (Обслуживающий Шлюз — Serving Gateway): Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. SGW маршрутизирует и направляет пакеты с пользовательскими данными, в то же время выполняя роль узла управления мобильностью (mobility anchor) для пользовательских данных при хэндовере между базовыми станциями (eNodeB), а также как узел управления мобильностью между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP. Когда UE свободен и не занят вызовом, SGW проключает нисходящий канал данных (Down Link — DL) и производит пейджинг, если требуется передать данные по DL в направлении UE. Он управляет и хранит состояния UE (например требования по пропускной способности для IP-сервисов, внутреннюю информацию по сетевой маршрутизации). Он так же предоставляет копию пользовательских данных при узаконенном перехвате.
  • PGW (Пакетный шлюз — Packet Data Network Gateway): Пакетный шлюз обеспечивает соединение от UE к внешним пакетным сетям данных, являясь точкой входа и выхода трафика для UE. UE может иметь одновременно соединение с более чем одним PGW для подключения к нескольким сетям. PGW выполняет функции защиты, фильтрации пакетов для каждого пользователя, поддержку биллинга, узаконенного перехвата и сортирование пакетов. Другая важная роль PGW — являться узлом управления мобильностью между 3GPP и не-3GPP технологиями, такими как WiMAX и 3GPP2 (CDMA 1X и EvDO).
  • PCRF (Узел выставления счетов абонентам - Policy and Charging Rules Function (англ.)): Это - общее название для устройств в рамках SAE EPC, которые отслеживают поток предоставляемых услуг, и обеспечивают тарифную политику. Для приложений, требующих контроль или начисление платы в режиме реального времени, может использоваться дополнительный сетевой элемент под названием Applications Function (AF).

Распределение интеллекта в SAE

Для соблюдения требований к увеличению пропускной способности и уменьшению времени отклика, а также для перехода к all-IP сети, необходимо использовать новый подход к структуре сети.

Ранее, сеть радиодоступа 3G состояла из Node B (базовых станций) и Контроллеров Радиосети (Radio Network Controllers - RNC). Несколько Node B были подключены по принципу "звезда" к RNC, который нес основную нагрузку по управлению радиоресурсом. В свою очередь, RNC были подключены к ядру сети и через него соединялись между собой.

Для обеспечения необходимой функциональности в рамках LTE, в структуре SAE, слой управления сдвигается от ядра к периферии. Управляющие узлы RNC удаляются и управление радиочастотным ресурсом передается базовым станциям. Новый тип базовых станций получил название eNodeB или eNB.

eNB подключаются непосредственно к шлюзу основной сети через новый "интерфейс S1". В дополнение к нему, новые eNB соединяются с соседними eNB по принципу сети через "интерфейс X2". Это обеспечивает гораздо более высокий уровень прямого взаимодействия. Данное подключение, также позволяет направлять многие вызовы напрямую, поскольку большое количество звонков и соединений в сети предназначаются для мобильных устройств в той же или соседних сотах. Новая структура позволяет направлять вызовы по более короткому маршруту и с минимальным использованием ресурса ядра сети.

В дополнение к реализации 1 и 2-го уровней OSI, eNB управляет рядом других функций, которые включают в себя контроль радио ресурсов (включая управление доступом), балансировку нагрузки и управление мобильностью, включая принятие решений о хэндовере для мобильных пользователей или оборудования (UE).

Дополнительные уровни гибкости и функциональности означают, что новые станции eNB являются более сложными, чем станции UMTS или базовые станции предыдущих поколений. Однако новая структура сети SAE позволяет обеспечить производительность гораздо более высокого уровня. В дополнение, гибкость, заложенная в eNB, позволяет им поддержать дальнейшее расширение функциональности для перехода от LTE к LTE Advanced.

Ссылки

Примечания

  1. LTE White Paper

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "System Architecture Evolution" в других словарях:

  • System Architecture Evolution — (aka SAE) is the core network architecture of 3GPP s LTE wireless communication standard. SAE is the evolution of the GPRS Core Network, with some differences: simplified architecture all IP Network (AIPN) support for higher throughput and lower… …   Wikipedia

  • NOAA Observing System Architecture — The NOAA Observing System Architecture (NOSA) is a collection of over 100 of NOAA s environmental datasets. NOSA was established to develop an observational architecture that helps NOAA: design observing systems that support NOAA s mission and… …   Wikipedia

  • System 23 — « Gorgon » redirige ici. Pour le saint, voir Gorgon (saint). Le System 23 est un système de jeux vidéo pour borne d arcade compatible JAMMA destiné aux salles d arcade, créé par la société japonaise Namco en 1997 …   Wikipédia en Français

  • Evolution —     Evolution (History and Scientific Foundation)     † Catholic Encyclopedia ► Evolution (History and Scientific Foundation)     The world of organisms comprises a great system of individual forms generally classified according to structural… …   Catholic encyclopedia

  • Architecture (disambiguation) — Architecture is the art and science of design and structure.Architecture may also refer to:* Architecture (magazine), a defunct magazine * Architecture Label, a record label * Architecture Records, a record label * Enterprise architecture, an… …   Wikipedia

  • Architecture De Processeur — Une architecture externe de processeur[1],[2] ou architecture de jeu d instructions[3] (ISA, de l anglais instruction set architecture), ou tout simplement architecture (de processeur) …   Wikipédia en Français

  • Architecture des processeurs — Architecture de processeur Une architecture externe de processeur[1],[2] ou architecture de jeu d instructions[3] (ISA, de l anglais instruction set architecture), ou tout simplement architecture (de processeur) …   Wikipédia en Français

  • Architecture Fédérée — L architecture fédérée est une forme d architecture centrée sur les données. Le terme de système de base de données fédérée a été introduit par Heimbigner et McLeod [1] ils définissent l’essentiel de ce qu’est une base de données fédérée… …   Wikipédia en Français

  • Architecture federee — Architecture fédérée L architecture fédérée est une forme d architecture centrée sur les données. Le terme de système de base de données fédérée a été introduit par Heimbigner et McLeod [1] ils définissent l’essentiel de ce qu’est une base de… …   Wikipédia en Français

  • System of systems — is a moniker for a collection of task oriented or dedicated systems that pool their resources and capabilities together to obtain a new, more complex, meta system which offers more functionality and performance than simply the sum of the… …   Wikipedia

Книги

Другие книги по запросу «System Architecture Evolution» >>