Phát triển kiến ​​trúc hệ thống LTE SAE

Cùng với 3G LTE – Sự phát triển lâu dài áp dụng nhiều hơn cho công nghệ truy cập vô tuyến của hệ thống viễn thông di động, đó cũng là một sự phát triển của mạng lõi. Được biết đến như SAE – System Architecture Evolution. Kiến trúc mới này đã được phát triển để cung cấp mức hiệu suất cao hơn đáng kể phù hợp với các yêu cầu của hệ thống LTE SAE.

Kết quả là người ta dự đoán rằng các nhà khai thác sẽ bắt đầu giới thiệu phần cứng phù hợp với các tiêu chuẩn Evolution Architecture Evolution mới để các mức dữ liệu dự đoán có thể được xử lý khi 3G LTE được giới thiệu.

SAE mới, Evolution Architecture System cũng đã được phát triển để nó hoàn toàn tương thích với LTE Advanced, công nghệ 4G mới. Do đó khi LTE Advanced được giới thiệu, mạng sẽ có thể xử lý các dữ liệu tăng thêm với ít thay đổi.

Lý do cho sự phát triển kiến ​​trúc hệ thống SAE

Tiến trình Kiến trúc Hệ thống SAE cung cấp nhiều ưu điểm so với các hệ thống và cấu trúc liên kết trước đó được sử dụng cho các mạng lõi di động. Kết quả là nó được dự đoán rằng nó sẽ được chấp nhận rộng rãi bởi các nhà khai thác di động.

SAE System Architecture Evolution sẽ cung cấp một số lợi thế chính:

Khả năng dữ liệu được cải thiện:

Với 3G LTE cung cấp tốc độ tải xuống dữ liệu 100 Mb / giây và trọng tâm của hệ thống là băng rộng di động, mạng sẽ có thể xử lý nhiều mức dữ liệu lớn hơn. Để đạt được điều này, nó là cần thiết để áp dụng một kiến ​​trúc hệ thống cho vay chính nó đến nhiều cấp độ vắt truyền dữ liệu.

Tất cả kiến ​​trúc IP:

Khi 3G được phát triển lần đầu tiên, giọng nói vẫn được thực hiện dưới dạng dữ liệu chuyển mạch. Kể từ đó đã có một di chuyển không ngừng vào dữ liệu IP. Theo đó, các chương trình SAE, System Architecture Evolution mới đã áp dụng một cấu hình mạng IP tất cả.

Giảm độ trễ:

Với mức độ tương tác tăng cao được yêu cầu và phản hồi nhanh hơn nhiều, các khái niệm SAE mới đã được phát triển để đảm bảo rằng mức độ trễ đã giảm xuống còn khoảng 10 ms. Điều này sẽ đảm bảo rằng các ứng dụng sử dụng 3G LTE sẽ đủ đáp ứng.

Giảm OPEX và CAPEX:  

Một yếu tố quan trọng cho bất kỳ nhà điều hành nào là để giảm chi phí. Do đó, điều quan trọng là bất kỳ thiết kế mới nào đều làm giảm cả chi phí vốn (CAPEX) và chi phí hoạt động (OPEX). Kiến trúc phẳng mới được sử dụng cho Tiến hóa Kiến trúc Hệ thống SAE có nghĩa là chỉ có hai loại nút được sử dụng. Thêm vào đó, mức cấu hình tự động cao được giới thiệu và điều này làm giảm thời gian thiết lập và vận hành thử.

Kiến thức hệ thống SAE

Mạng SAE mới dựa trên mạng lõi GSM / WCDMA để cho phép các hoạt động đơn giản và triển khai dễ dàng. Mặc dù vậy, mạng SAE mang lại một số thay đổi lớn và cho phép truyền dữ liệu hiệu quả hơn.

Có một số nguyên tắc phổ biến được sử dụng trong việc phát triển mạng LTE SAE:

  • một nút gateway chung và điểm neo cho tất cả các công nghệ.
  • một kiến ​​trúc được tối ưu hóa cho mặt phẳng người dùng chỉ với hai loại nút.
  • một hệ thống dựa trên tất cả IP với các giao thức dựa trên IP được sử dụng trên tất cả các giao diện.
  • sự phân chia trong mặt phẳng điều khiển / người dùng giữa MME, thực thể quản lý di động và cổng vào.
  • một mạng truy cập vô tuyến / mạng lõi phân chia chức năng tương tự như được sử dụng trên WCDMA / HSPA.
  • tích hợp các công nghệ truy cập không phải 3GPP (ví dụ: cdma2000, WiMAX, vv) sử dụng ứng dụng khách cũng như mạng di động-IP.

Yếu tố chính của mạng LTE SAE là cái được gọi là lõi gói được phát triển hoặc EPC. Điều này kết nối với các eNodeBs như trong sơ đồ dưới đây.

 

Như đã thấy bên trong sơ đồ, lõi gói phát triển LTE SAE, EPC bao gồm bốn phần tử chính được liệt kê dưới đây:

Thực thể quản lý di động, MME: 

MME là nút điều khiển chính cho mạng truy nhập LTE SAE, xử lý một số tính năng:

  • Theo dõi UE ở chế độ chờ
  • Kích hoạt / hủy kích hoạt bộ đệm
  • Lựa chọn SGW cho UE
  • Chuyển giao nội bộ LTE liên quan đến vị trí nút mạng lõi
  • Tương tác với HSS để xác thực người dùng trên tệp đính kèm và triển khai các hạn chế chuyển vùng
  • Nó hoạt động như một sự chấm dứt cho tầng không truy cập (NAS)
  • Cung cấp danh tính tạm thời cho UE
  • SAE MME đóng vai trò chấm dứt bảo vệ mã hóa cho tín hiệu NAS. Là một phần của nó, nó cũng xử lý việc quản lý khóa bảo mật. Theo đó MME là điểm mà tại đó việc chặn tín hiệu hợp pháp có thể được thực hiện.
  • Quy trình phân trang
  • Giao diện S3 chấm dứt trong MME do đó cung cấp chức năng mặt phẳng điều khiển để di chuyển giữa các mạng truy cập LTE và 2G / 3G.
  • Các SAE MME cũng chấm dứt giao diện S6a cho HSS nhà cho chuyển vùng UE.

Do đó, có thể thấy rằng SAE MME cung cấp một mức độ đáng kể về chức năng điều khiển tổng thể.

Cổng phục vụ, SGW:

Cổng phục vụ, SGW, là phần tử mặt phẳng dữ liệu trong LTE SAE. Mục đích chính của nó là quản lý tính di động của mặt phẳng người dùng và nó cũng đóng vai trò là đường biên chính giữa Radio Access Network, RAN và mạng lõi. SGW cũng duy trì các đường dẫn dữ liệu giữa các eNodeB và các cổng PDN. Bằng cách này, SGW tạo thành một giao diện cho mạng gói dữ liệu tại E-UTRAN. 

Ngoài ra khi các UE di chuyển trên các vùng được phục vụ bởi các eNodeB khác nhau, SGW hoạt động như một neo di động để đảm bảo rằng đường dẫn dữ liệu được duy trì.

Cổng PDN, PGW:

Cổng LTE SAE PDN cung cấp kết nối cho UE tới các mạng dữ liệu gói bên ngoài, hoàn thành chức năng của điểm vào và ra cho dữ liệu UE. UE có thể có kết nối với nhiều hơn một PGW để truy cập nhiều PDN.

Chức năng chính sách và quy tắc tính phí, PCRF: 

Đây là tên chung cho thực thể trong EPC LTE SAE phát hiện luồng dịch vụ, thực thi chính sách tính phí. Đối với các ứng dụng yêu cầu chính sách động hoặc điều khiển sạc, phần tử mạng có chức năng Ứng dụng, AF được sử dụng.

LTE SAE Phân tán thông minh

Để yêu cầu tăng dung lượng dữ liệu và độ trễ giảm có thể được đáp ứng, cùng với việc chuyển sang một mạng toàn IP, cần phải áp dụng một phương pháp tiếp cận mới cho cấu trúc mạng.

Đối với 3G UMTS / WCDMA UTRAN (Mạng truy nhập vô tuyến UMTS trên mặt đất, bao gồm các nút B hoặc basestations và bộ điều khiển mạng vô tuyến) sử dụng các mức tự chủ thấp. Các Node Bs được kết nối trong một hệ thống sao cho các bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNCs) thực hiện phần lớn việc quản lý tài nguyên vô tuyến. Đổi lại các RNC được kết nối với mạng lõi và kết nối lần lượt với Mạng lõi.

Để cung cấp chức năng được yêu cầu trong LTE SAE, kiến ​​trúc hệ thống cơ bản nhìn thấy việc loại bỏ một lớp quản lý. RNC được loại bỏ và quản lý tài nguyên vô tuyến được phân phối tới các trạm gốc. Các trạm gốc kiểu mới được gọi là eNodeBs hoặc eNB.

Sự phát triển kiến ​​trúc hệ thống mới, SAE cho LTE cung cấp một cách tiếp cận mới cho mạng lõi, cho phép các mức dữ liệu cao hơn được vận chuyển để cho phép nó hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều so với LTE. Thêm vào đó, các tính năng khác cho phép giảm CAPEX và OPEX khi so sánh với các hệ thống hiện có, do đó cho phép đạt được mức hiệu quả cao hơn.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.