1、EPS系统基本原理及关键技术,中国移动通信研究院 2011年6月,目录,EPS系统基本原理 EPS系统架构 基本概念 EPS系统关键技术,2005年初，SAE研究项目在Rel7启动。 SAE：System Architecture Evolution,背景,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2007年，SAE在Rel8进入了标准制定阶段，演进网络更名为EPS EPS：Evolved Packet System,2009年3月，第一个冻结版本,2010年3月，R9版本冻结,SAE架构的目标,支持LTE接入和传统2G/3G接入 支持非3GPP接入及互操作 基于网络的移动性
2、机制 共同的计费、策略控制、用户管理和安全机制,SAE标准进展,R8：SAE架构，CSFB，SRVCC R9：Emergency Call，HeNB，eMBMS，LTE LSC,Non-3GPP接入系统能力提升，CSFB优化，LTE与Gn-based 2G/3G互操作能力优化 R10：M2M、FMC、PCC增强、SRVCC增强、Non-3GPP接入系统能力提升,EPS标准架构及网元功能,MME：LTE接入下的控制面网元，负责移动性管理功能 S4 SGSN：2G/3G接入下的控制面网元，相当于接入2G/3G的MME，进行移动性管理和会话管理 S-GW：SAE网络用户面接入服务网关，相当于传统Gn
3、 SGSN的用户面功能 P-GW：SAE网络的边界网关，提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能，相当于传统的GGSN,除了2G/3G/LTE接入外，EPC同时支持WLAN/WiMax/CDMA等接入方式,HSS：SAE网络用户数据管理网元，提供鉴权和签约等功能 PCRF：策略控制服务器，根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控 AF：业务策略提供点 eNodeB：负责无线资源管理，集成了部分类似2G/TD基站和基站控制器的功能,SGSN,2G,TD,LTE,HSS,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,S6a,Gx,Gb,Iu,S1-MME,S11,
4、SGi,MME,PCRF,S9,Internet PS Service,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,S6d,S10,BOSS,CG,S4,S3,AF,Rx,UE,E-UTRAN,EPC,EPS,EPC标准架构及接口功能,SGSN,2G,TD,LTE,HSS,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S1-U,S6a,Gx,Gb,Iu,S1-MME,S11,SGi,MME,PCRF,S9,Internet PS Service,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,S6d,S10,BOSS,CG,S4,S3,S1：EPC与eN
5、B的接口，包括控制面接口S1-MME和用户面接口S-U（GTPv1） S6a：MME通过S6a接口从HSS获得鉴权和签约信息，协议基于Diameter，传输层基于SCTP S6d：S4-SGSN通过S6d接口从HSS获得鉴权和签约信息，协议类型同S6a S11：控制面网元MME和用户面网元S-GW间的信令接口，基于GTPv2 S10：进行MME间互操作时，MME通过S10接口传递承载上下文信息，基于GTPv2 S5：S-GW和P-GW间接口，包括控制面（GTPv2）和用户面（GTPv1） S8：国际漫游接口，拜访地S-GW接入归属地P-GW，协议同S5,S3：当2G/TD与LTE互操作时，S4
6、-SGSN与MME间通信的接口，基于GTPv2 S4：S4 SGSN与S-GW间的接口，包括控制面（GTPv2）和用户面（GTPv1） Gx：PCRF与PCEF（位于P-GW）间的接口，用户业务信息上报和策略下发，基于Diameter协议,AF,Rx,Rx：AF通过Rx接口向PCRF通知业务属性 S9：拜访地PCRF与归属地PCRF互通接口，用户获取归属地策略信息 SGi：分组域数据访问外部业务平台的接口，类似GPRS网络中的Gi接口,接口协议栈-控制面（1/4）,NAS层和S1-MME接口。,接口协议栈-控制面（2/4）,S5/S8、S10、S11等接口的控制面使用GTPv2-C协议，与Gn
7、/Gp接口使用的GTPv1-C协议有较大区别，彼此不兼容,S11：MMES-GW S10：MMEMME S5/S8-C：S-GWP-GW S4-C：S4-SGSNS-GW S3：S4-SGSNMME S16-C：S4-SGSNS4-SGSN,接口协议栈-控制面（3/4）,S6a/S6d 接口使用Diameter 协议,接口协议栈-控制面（4/4）,Gx和Rx 接口使用Diameter 协议,接口协议栈-用户面,用户面GTP-U基于GTPv1-u协议,S5/S8-U：S-GWP-GW S4-U：S4-SGSNS-GW S16-U：S4-SGSNS4-SGSN S12：RNCS-GW,目录,EPS
8、系统基本原理 EPS系统架构和特点 基本概念 EPS系统关键技术,EPS系统特点,标准LTE网络架构下，所有用户仅接入分组域未来所有业务都应通过分组域提供,仅有分组域，无电路域,控制和承载分离，网络结构扁平化,基于全IP架构,eMSC,MGW,CS,MGW,MSCS,PS,SGSN,GGSN,SGSN,SAEPS,MME,SAE-PGW,HSS,2G/TD网络,SAE网络,SAE无CS域,控制和承载分离：控制面MME，用户面SAE GW扁平化网络架构：LTE仅有eNodeB，用户面由2G/TD三级转发变为一级转发,GGSN,BSC,SGSN,MME,eNodeB,NodeB,RNC,BTS,核
9、心网控制面协议主要基于GTPCv2和Diameter，用户面主要基于GTPUv1传输层协议主要基于UDP和SCTP,S6a,DRA,DRA,SGSN,HSS,MME,其它重要特点：支持多种接入方式、永远在线,PDN连接 & 默认 APN,PDN连接 PDN连接指在UE与一个PLMN外部分组数据网络（PDN）之间，EPS系统提供的IP连接； PDN连接中，UE由IP地址（一个IPv4地址和/或一个IPv6地址前缀）标识，PDN由APN标识； 一个PDN连接可包含多个EPS承载，包括一个默认承载和多个专有承载 根据UE的IP地址，可以将PDN连接分为以下三类： IPv4 IPv6 IPv4v6 D
10、efault APN（默认APN） 签约数据中定义的默认APN 在附着和UE请求PDN连接，并且UE未提供APN时使用,跟踪区（Tracking Area）,SGSN,2G/3G,LTE,MME,TAI,2G/3G网络,SAE网络,跟踪区列表（TA List）,TA List 1,承载管理 -基本模型,GTP-based EPS bearers,承载管理 -Default Bearer,承载管理 -Dedicated Bearer,承载管理 -GBR Bearer & non-GBR Bearer,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路
11、由 QoS 策略控制 计费,LTE初期核心网组网架构,Gn,Gn,GSM/GPRS/ EDGE（+）,TD-SCDMA/ HSPA,TD-LTE,SGSN,SAE GW,MME,业务平台,HSS/HLR,GGSN,EPC核心网,PCRF,HLR,MSS,MGW,2G/TD PS域核心网,2G/TD CS域核心网,MGW,SGs,P-GW/GGSN,S-GW,Gr,D,现有2G/TD终端,LTE多模终端,DNS,SAE DNS,S5/S8,S11,S1-MME,S1-U,S6a,SGi,DRA,PCRF,MME,SAE GW,HSS,省间漫游,CG,支持2G/TD与LTE间的互操作 支持SMS
12、over SGs和CSFB话音 支持回归属省取用户数据,Gx,S6a,MME Pool的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,省内网络组网要求,Gn,Gn,GSM/GPRS/ EDGE（+）,TD-SCDMA/ HSPA,TD-LTE,SGSN,SAE GW,MME,业务平台,HSS/HLR,GGSN,EPC核心网,PCRF,HLR,2G/TD PS域核心网,P-GW/GGSN,S-GW,Gr,现有2G/TD终端,LTE多模终端,DNS,SAE DNS,S5/S8,S11,S1-MME,S1-U,S6a,Gx,CG,MME网元独立设置，多个MME组成MME Pool，即Pool内eNB与P
13、ool内MME全互联 S-GW与P-GW合设，P-GW包含GGSN功能 S-GW组Pool，MME与Pool内关联的S-GW全互联，eNB与Pool内S-GW全互联 HSS包含HLR功能，独立设置，存放新号段用户数据 PCRF独立设置，可同时针对LTE网络以及现有2G/TD进行策略控制 EPC CG独立设置，仅收集处理SGW-CDR和PGW-CDR 新引入EPC DNS，支持EPC网元间的路由 初期不引入S4 SGSN，以避免对2G/3G分组核心影响过大,SGi,MME Pool的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,省间组网要求,Gn,Gn,GSM/GPRS/ EDGE（+）,TD-SC
14、DMA/ HSPA,TD-LTE,SGSN,SAE GW,MME,业务平台,HSS/HLR,GGSN,EPC核心网,PCRF,HLR,2G/TD PS域核心网,P-GW/GGSN,S-GW,Gr,现有2G/TD终端,LTE多模终端,DNS,SAE DNS,S5/S8,S11,S1-MME,S1-U,S6a,Gx,CG,分组数据业务从拜访地接入 2G/TD网络，分组数据访问从拜访省接入业务网络 为保证用户数据业务访问方式与2G/TD一致，LTE网络数据访问方式仍从拜访省接入业务网络 用户鉴权和签约数据从归属地获取 需经过Diameter信令网络 信令网络需引入分级的Diameter路由代理DRA
15、,DRA,PCRF,MME,SAE GW,HSS,S6a,归属省,拜访省,S6a信令,用户数据流,SGi,MME Pool的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,S-GW和P-GW合设/分设比较,对于通用数据业务APN，建议S-GW与P-GW合设 对于物联网等行业应用APN，设置专用独立的P-GW,MME Pool的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,MME POOL的组网架构与特性,MME POOL与SGSN POOL共性分析 实现核心网设备的负载均衡 核心网设备资源互为备份，实现容灾 降低局间切换信令 相比较SGSN POOL进行了优化 MMEC的标识更加明确，通过GUTI下发
16、MME和eNodeB支持比例参数的灵活调整 MME和eNodeB之间支持过载保护机制,MME POOL的组网架构 全互联组网：POOL内eNodeB与MME实现全互联的组网方式 统一的网管模块 对POOL内所有MME系统资源以及负载均衡实现效果进行监视 依据负载状态调整负载分配参数 MME POOL对网元功能要求 MME 能够将包含MMEC的GUTI发给终端 过载时向eNodeB发送overload start消息 eNodeB 依据负载均衡的原则选择节点 根据MMEC信息并将用户信令转发给相应MME,MME Pool的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,MME POOL内S-GW组网,
17、方案1：eNB与Pool内相关S-GW全连接 组网架构： eNB分别与MME、S-GW全互联 MME与S-GW全互联 特点 当用户在POOL覆盖区内移动时，MME和S-GW都不会改变，降低切换信令,方案2：eNB就近与本地S-GW相连 组网架构： eNB与MME全互联 本地eNB只与本地S-GW相连 MME与S-GW全互联 特点： 用户可以从本地S-GW接入 存在问题： MME上TAI List的分配受限，TAI List的分配只能限制在每个S-GW范围内 用户在 POOL内移动时，需进行S-GW间的位置更新或切换，增加信令开销,建议方案1：S-GW组成和MME相同的POOL,MME Pool
18、的组织,S-GW/P-GW的组织,组网架构,建议方案2：如果S-GW服务的eNB数量小于MME，MME POOL可包含几个S-GW POOL,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路由 QoS 策略控制 计费,码号简介（1/4）,EPS引入了一些新的码号，同时又继承了原有2G/3G网络中的码号,码号分配,码号简介,码号简介（2/4）,码号分配,码号简介,码号简介（3/4）,码号分配,码号简介,码号简介4/4,新引入码号：EPC网元域名标识（FQDN）,包括MME、SGSN、HSS、S-GW、P-GW标识 MME的域名标识为：mmec.mm
19、egi.mme.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 其它网元标识构造时，其后缀遵循标准构造方式：node.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org，node必须保留，其前可跟随gw、hss等； 后缀之前可以按需求扩展，比如可为：gw10.guangzhou.guangdong.node.epc.mnc000.mcc46.3gppnetwork.org S-GW与P-GW合设时域名构造 S-GW与P-GW域名字段数需保持一致，以便于网元选择时使用就近原则 合设的S-GW与P-GW域名需保持一致，以便于网元选择时优先发现合设的节点,码号分配,码号简介,码号分配建议
20、1/2,需要全网规划的EPC号码涉及TAC及MME GI，原有2G/3G网络中的码号规划保持不变。,TAC的分配,TAC：用16进制表示为x1 x2 x3 x4 域名为：tac-lb.tac-hb.tac.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 为保证省间互通不冲突，可参照LAC的分配方式统一规划， x1x2的取值各省应不同，x3x4由各省自行分配,MMEGI的分配,MMEGI与LAC存在映射关系，MMEGI的取值需与LAC取值分离，即MMEGI的取值只能使用LAC未使用的值 为保证省间互通不冲突，应保证各省MMEGI取值不同 MMEGI具体划分尚需充分讨论,码号分配,码号简介
21、,码号分配建议2/2现有LAC划分情况,高四位为0000的区段，共有连续LAC值4096个,表中未分配的空白区段，每个区段内连续LAC值为256个,码号分配,码号简介,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,Old MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,Gn SGSN,用户移动,查询目标,用户进行位置更新，SGSN选择MME时需区分LAC和MMEGI的取值,LTE终端如果从MME移至Gn SGSN ，Gn SGSN根据RAI进行DNS查询MME： rac.lac. mnc. mcc.gprs Gn SGSN查找MME和查
22、找其它Gn SGSN的构造方式相同 用户从LTE移动到2G/TD网络，LAC是从MMEGI映射而来 MMEGI和LAC共享16位的码号空间，且取值必须不同，否则Gn SGSN可能找多个具有相同域名的节点。,LAC和MMEGI为什么需区分,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路由 QoS 策略控制 计费,LTE初期分组核心网互通要求,Gn,Gn,GSM/GPRS/ EDGE（+）,TD-SCDMA/ HSPA,TD-LTE,SGSN,SAE GW,MME,业务平台,HSS/HLR,GGSN,EPC核心网,PCRF,HLR,2G/TD PS
23、域核心网,P-GW/GGSN,S-GW,Gr,现有2G/TD终端,LTE多模终端,DNS,SAE DNS,S5/S8,S11,S1-MME,S1-U,S6a,Gx,CG,LTE与2G/TD分组网络基于Gn接口进行互通，尽量降低对现有分组域的影响,MME：支持Gn接口，以及承载上下文与PDP上下文的映射 P-GW：包含GGSN完整功能 HSS：包含HLR功能，支持2G/TD/LTE的鉴权及用户数据管理 Gn SGSN：支持USIM鉴权,2G/TD用户仍然通过现有分组网络访问数据业务 LTE多模终端从2G/TD接入后，通过P-GW（GGSN）访问数据业务,SGi,国际漫游,与外部数据网络互通,分组
24、核心网互通,LTE初期分组核心网互通方法,路由问题：基于目前的网络接口设计，LTE多模终端从2G/TD网络接入时如果锚定到Gn GGSN，则无法平滑移动到LTE网络。解决方法：SGSN需能识别LTE用户，并将将LTE多模终端路由到P-GW（GGSN）。,初期，多模终端,S1,MME,Iu,S11,PDN-GW /GGSN,S5/S8,Gb,Gn,Gn GGSN,Gn,Gn,Serving-GW,S10,Gn SGSN,GERAN,UTRAN,EUTRAN,Gn SGSN要求： 升级支持终端携带的MS Network Capability中的EPC Capability字段，并根据EPC cap
25、ability字段将用户请求路由到P-GW 支持EPC DNS地址解析，对于LTE多模终端接入，SGSN通过EPC DNS解析方式得到P-GW地址；对2G/TD终端，SGSN仍然使用GPRS DNS解析方式的到GGSN地址 为了保证LTE多模终端在任何2G/TD覆盖区域接入后，都能连续移动到LTE网络，理论上现网全网SGSN需升级，但考虑初期主要是数据卡终端，移动性较低，只改造和LTE覆盖区域相邻的SGSN即可,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,EPC引入新的域名体系和域名解析流程,User plane,Control plane,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME
26、,S11,SGi,MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,E-UTRAN,新域名体系：GPRS分组域顶级域名为.gprsEPC顶级域名为.3gppnetwork.orgepc.mnc.mcc.3gppnetwork.org新解析流程：S-NAPTR解析流程 GPRS中通过A或AAAA记录查询方式，DNS解析后直接得到网元IP地址 SAE中通过NAPTR多级查询方式，可以根据DNS返回的参数(支持的接口，权重，优先级等)进行多次查询，选择合适的网元 根据域名查询NAPTR记录，获得替换字段（可能是主机名） 如NAPTR记录标识指明需要获取权重信息，通过
27、替换字段查询SRV记录，获得权重高的主机名（可选） 通过主机名查询A或AAAA记录，获得IP地址需要新建DNS服务器；或软件升级现有GPRS DNS以支持SAE域名解析功能，同时需要增加新域名数据,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,EPC系统网元选择要求及方法 MME和SGSN,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,New MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,Old MME/ SGSN,用户移动,查询目标,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,EPC系统网元选择要求及方法 MME和SGSN,国际漫
28、游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,用户移动至LTE网络时，MME需区分位置移动的源接入,如果是从老的MME移动而来，新的MME根据MMEI进行DNS查询老的MME： mmec.mmegi.mme.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 如果是从老的SGSN移动而来，新的MME根据RAI进行DNS查询老的SGSN： rac.lac.rac.epc.mnc. mcc.3gppnetwork.org,新的MME需判断是从SGSN移动而来，还是从其它MME移动而来，进而从不同网元获取上下文信息 R8标准 R8标准定义通过LAC最高位进行选择，规定MMEGI的最高位必须为1，LAC
29、的最高位必须为0 MME通过MMEGI的最高位判断是从MME而来（1），还是从SGSN而来（0）,RAI+PTIMSI,映射为GUTI,TAU（GUTI）,GUTI=MCC+MNC+MMMEGI+MMEC+M-TMSI,EPC系统网元选择要求及方法 MME和SGSN,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,New MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,Old MME/ SGSN,用户移动,查询目标,MME根据信令标识区分位置移动的源节点,R10标准 由于包括中国移动在内的多家
30、运营商的LAC最高位都已经使用，无法使用此方案 R10增加了新的方案，通过NAS信令中新的IE值通知MME GUTI是映射而来，还是在LTE网络里产生 R8/R9过渡方案 R8/R9终端可能无法支持R10标准，为保证R8/R9终端的正常路由，网络需增加过渡方案：Additional GUTI方案 如果MME在TAU或Attach消息中未获得Additional GUTI，则MME首先查询EPC DNS，如果发现匹配项，从老的MME获取上下文，如果未发现，再查询GPRS DNS，如果发现匹配项，从老的SGSN获取上下文 如果MME在TAU或Attach消息中获得Additional GUTI，则
31、查询GPRS DNS,RAI+PTIMSI,映射为GUTI,TAU（GUTI）,GUTI=MCC+MNC+MMEGI+MMEC+M-TMSI,EPC系统网元选择要求及方法 MME和SGSN,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,用户从LTE移至2G/TD或新的MME管理的LTE覆盖,用户通过位置更新流程移出时，新的MME/SGSN需要选择老的MME以获取上下文信息 如果是移至MME或S4 SGSN，新的MME/S4 SGSN根据MMEI在EPC DNS查询老的MME： mmec.mmegi.mme.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 如果是移至Gn SGSN ，新的
32、Gn SGSN根据RAI在GPRS的DNS上查询老的MME： rac.lac. mnc. mcc.gprs 用户如果通过切换流程移出时，老的MME需要选择新的MME/SGSN以推送上下文信息 如果移至MME时，老的MME根据TAI在EPC DNS进行查询 tac-lb.tac-hb.tac.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 如果移出设备是3G SGSN，老的MME根据RNC ID在EPC DNS进行查询 rnc.rnc.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,Old MME,PCRF,S9
33、,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,New MME/ SGSN,用户移动,查询目标,EPC系统网元选择要求及方法 MME和SGSN,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,Old MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,Gn SGSN,用户移动,查询目标,LAC和MMEGI的取值需区分,如果是移至Gn SGSN ，新的Gn SGSN根据RAI进行DNS查询老的MME： rac.lac. mnc. mcc.gprs,rac.lac. mnc. mcc.g
34、prs Gn SGSN查找MME和查找其它Gn SGSN的构造方式相同 用户从LTE移动到2G/TD网络，LAC是从MMEGI映射而来 MMEGI和LAC共享16位的码号空间，且取值必须不同，否则Gn SGSN可能找多个具有相同域名的节点,EPC系统网元选择要求及方法 P-GW,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,P-GW选择,用户建立PDN连接时，MME选择P-GW 根据APN信息通过DNS进行选择 .apn.epc.mnc.mcc
35、.3gppnetwork.org LTE多模终端从Gn SGSN接入时，SGSN选择P-GW（GGSN） 根据APN信息通过DSN进行选择 .apn.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org,查询目标,Gn SGSN,RNC/BSC,EPC系统网元选择要求及方法 S-GW,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,DNS,eNodeB,S1-U,Gx,S1-MME,S11,SGi,Old MME,PCRF,S9,Serving GW,PDN GW,S5/8,SAE GW,S-GW选择,用户建立PDN连接时，MME选择S-GW 根据TAI信息通过DNS进行选择 tac-lb.t
36、ac-hb.tac.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org 如果S-GW和P-GW合设，优先选择和P-GW合设的S-GW,查询目标,外部数据网络互通要求,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,透明接入方式：EPC网络为用户提供Internet接入服务，P-GW的SGi接口直接接入CMnet省网节点 非透明接入方式：EPC网络与其他ISP或企业内部网连接，P-GW应支持具有接入RADIUS服务器实现用户认证的功能。 地址分配：用户的IP地址可以由P-GW本地配置，也可以作为DHCP客户端或者Radius/Diameter客户端从外部的DHCP服务器或者Radius/Dia
37、meter服务器获取IP地址和参数。,EPC网络通过P-GW的SGi接口以透明/非透明方式与外部数据网互连，连接方式与2G/3G分组域网络相同,国际漫游：简介,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,S8接口类似原有的Gp接口,采用GTPv2协议，中国移动出访用户接入到骨干P-GW S6a接口类似原有的Gr接口，但采用Diameter协议，基于IP传输 PCRF采用归属地接入，因此策略控制由归属地决定，暂不涉及S9接口,国际漫游：S8接口（用户面）路由方案,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,eNodeB,Backbone,DNS,S-GW,骨干P-GW,WAP Gateway
38、,GRX网络,中国移动网络,S-GW,P-GW,WAP Gateway,WAP Service Network,北京/广州BG,国外运营商网络,WAP Service Network,MME,eNodeB,MME,增加EPC的域名解析： .apn.epc.mnc.mcc.3gppnetwork.org,根DNS,国外运营商来访路由,中国移动出访路由,采用归属P-GW接入 通过基于GTPv2的GRX网络连接国际运营商,国际漫游：S6a/S6d接口路由方案,国际漫游,与外部数据网络互通,分组核心网互通,SGSN,HSS,eNodeB,S6a,S11,MME,S10,S-GW/P-GW,UTRAN,
39、eUTRAN,S4,S1,S3,PCRF,Gx,S6d,DRA,国际关口DRA,中国移动网络,国际关口DRA,PCRF,HSS,DRA,国外运营商网络,SGSN,eNodeB,S11,S10,UTRAN,eUTRAN,S1,S3,S-GW/P-GW,中转网络,设置国际关口Diameter信令代理 拜访MME通过Diameter国际中转网络接入归属的HSS,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路由 QoS 策略控制 计费,EPC引入Diameter信令，存在全连接信令关系,省间漫游：S6a，S6d，S9,省内：S6a，S6d, Gx, R
40、x,国际漫游：S6a，S6d, S9,EPC网络信令接口引入Diameter协议（IP信令协议），底层基于SCTP承载，需要静态配置信令连接，上层使用IMSI进行路由。 为支持漫游业务，全网大量网元间需要存在信令全连接关系。如何全部直连，网元数据维护管理复杂，对网元SCTP连接容量需求大。 与SS7信令网类似，Diameter信令寻址也存在网络拓扑隐藏、简化数据配置、信令链路汇聚等机制,EPC架构信令路由需求 漫游场景下，全网MME/SGSN与全网HSS都可能存在信令关系； 漫游场景下，拜访地PCRF可能向归属地PCRF获取用户策略，存在全网PCRF寻址用户归属PCRF过程。,通过Relay方
41、式进行Diameter路由选择,DRA,DRA,Client,Client,Client,Client,Server,Server,Server,Client,Client,Client,Client,Server,Server,Server,Client,Client,Client,Client,Server,Server,Server,DRA,省间/国际漫游推荐方案,省内推荐方案,SAE Diameter信令网的组网建议,国际层面部署一对DRA，省际层面可以考虑信令量的需求分省或分大区建设,全网部署一对国际侧DRA节点（I-DRA），负责中继/代理国际漫游Diameter信令 配置国际IM
42、SI号段与国际侧Diameter路由映射关系，根据IMSI国家码及网号路由到对端运营商I-DRA 省际层面 按省部署 各省部署一对DRA节点，负责中继/代理省际漫游Diameter信令 配置全国IMSI号段与省际Diameter路由映射关系，根据IMSI号段路由到用户归属省DRA 配置本省IMSI号段与Diameter节点（如HSS）对应关系，根据IMSI号段路由到本省Diameter节点 按大区部署 分区部署一对DRA节点，负责中继/代理省际漫游Diameter信令 配置全国IMSI号段与省际Diameter路由映射关系，以及区内IMSI号段与Diameter节点对应关系，根据IMSI号段路
43、由到用户归属大区DRA或区内Diameter节点,HSS,SGSN,MME,HSS,SGSN,MME,A大区,B大区,I-DRA,DRA,DRA,省际层面,省内层面,国际层面,省际分省部署DRA,省际分区部署DRA,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路由 策略控制 QoS 计费,基于业务和管控需求规划LTE网络管控架构,架构一：满足LTE阶段对用户承载资源管控和疏导需求，实现LTE网络的有效使用,架构二：在架构一的基础上新增AF功能，为自有业务提供端到端QoS保证,PCRF打开Rx接口，增加业务和网络的协同机制 业务侧支持AF功能，将
44、业务信息通知网路侧,网元功能要求,引入或升级策略控制服务器（PCRF/SPR） PDN GW支持策略控制执行功能（PCEF） 端到端设备支持QoS更新流程 BOSS支持与PCRF/SPR接口,LTE 初期新建PCC架构或升级现网PCC支持LTE接入，实现对数据业务的统一资源管控 当有差异化QoS需求的自有业务时(如移动采编播等)，在架构一的基础上升级支持架构二，LTE中期支持架构二为话音提供端到端保障,网元功能要求,目录,EPS系统基本原理 EPS系统关键技术 网络组织 编号 互通与路由 Diameter信令路由 策略控制 QoS 计费,EPS QoS特性描述,EPS系统提供一套端到端的QoS
45、控制机制，由LTE终端、eNodeB、EPC设备共同实现,基于网络的QoS接纳控制,相比2G/3G QoS控制由UE侧发起，EPS承载的QoS控制策略的决策和下发由网络侧决定，减少QoS协商步骤，避免网络资源的浪费，有效提高网络资源利用率。,简化QoS控制参数,将QoS的控制参数简化为4个参数，有利于业务QoS策略的制定和下发。,提高资源复用能力,引入聚合最大带宽概念，对资源进行统筹管理，避免承载空闲态的预留资源浪费，提高承载的统计复用能力，提高无线资源的使用效率。,多级QoS控制粒度,给出基于承载级、APN级、用户级三种粒度的QoS控制机制，为运营商制定更灵活的业务策略提供QoS保证。,EP
46、S QoS参数,EPS定义了承载级、APN级、UE级三个粒度的QoS参数，并依据各自特性定义相关QoS参数，规定了各参数的网络设备执行点 HSS仅签约与默认承载相关的QoS参数，专有承载QoS参数由P-GW动态决策生成,EPS QoS参数,QCI: 描述了不同业务的QoS要求 网络中只传递QCI标号，具体参数与QCI的对应关系在各网元中配置，以标准取值为基准，以保证不同厂家间互通的QoS一致性 QCI参数可由运营商扩展，如为物联网的应用定义单独的参数 QCI参数主要用于承载建立后的资源调度控制，用于端到端的保证各种业务的QoS需求 GBR类型只能由专有承载使用,EPS QoS控制流程 默认承载
47、QoS控制流程,用户附着即建立默认承载，QoS参数由HSS签约提供，PCRF可以对其进行修改,用户附着 MME获取HSS签约QoS参数，包括默认承载QCI、ARP、UE-AMBR、APN-AMBR MME请求SAE GW建立默认承载，并携带签约QCI、ARP、APN-AMBR SAE GW与PCRF交互，并携带获取的QoS参数，PCRF可根据策略修改该参数 SAE GW回复建立承载请求，并将PCRF下发的QoS参数返回给MME MME根据从SAE-GW处获取的APN-AMBR和签约UE-AMBR，计算用户的UE-AMBR，将UE-AMBR、QCI、ARP发给eNodeB建立无线承载，将APN-AMBR、QCI发给UE,EPS QoS控制流程 专用承载QoS控制流程,DL PF,RAN,bearer, QoS=X (default),PCRF,AF,GW,Terminal,Service Policies,Subscriber data,App1,App2,有差异化QoS需求的业务通过专有承载提供，QoS参数由P-GW或PCRF决定，MME、EUTRAN不能修改网络决定的QoS参数 与Pre-R8不同，EPS不允许QoS协商 在资源不允许时，MME和E-UTRAN可以拒绝承载的建立或修改,UL PF,QOS控制功能需求及建议,业务,核心网,
