1. 程式人生 > >網絡分流器-移動互聯網采集器之LTE網絡結構

網絡分流器-移動互聯網采集器之LTE網絡結構

使用 相同 mts 不同 協議棧 bce 扁平化網絡 漫遊 ima

1 網絡分流器-移動互聯網采集器-TDD-LTE網絡結構概述
戎騰網絡分流器系列之移動互聯網采集器: LTE的系統架構分成兩部分,包括演進後的核心網EPC(MME/S-GW)和演進後的接入網E-UTRAN。演進後的系統僅存在分組交換域。
技術分享圖片
LTE接入網僅由演進後的節點B(evolved NodeB)組成,提供到UE的E-UTRA控制面與用戶面的協議終止點。eNB之間通過X2接口進行連接,並且在需要通信的兩個不同eNB之間總是會存在X2接口。LTE接入網與核心網之間通過S1接口進行連接,S1接口支持多—多聯系方式。

與3G網絡架構相比,接入網僅包括eNB一種邏輯節點,網絡架構中節點數量減少,網絡架構更加趨於扁平化。扁平化網絡架構降低了呼叫建立時延以及用戶數據的傳輸時延,也會降低OPEX與CAPEX。

由於eNB與MME/S-GW之間具有靈活的連接(S1-flex),UE在移動過程中仍然可以駐留在相同的MME/S-GW上,有助於減少接口信令交互數量以及MME/S-GW的處理負荷。當MME/S-GW與eNB之間的連接路徑相當長或進行新的資源分配時,與UE連接的MME/S-GW也可能會改變。

技術分享圖片技術分享圖片

此為戎騰網絡分流器-RTL6402移動互聯網采集器

支持1600萬用戶,支持64個10G,支持3G和4G,支持IPV4關聯成功率達99%

1.1 EPC與E-UTRAN功能劃分

與3G系統相比,由於重新定義了系統網絡架構,核心網和接入網之間的功能劃分也隨之有所變化,需要重新明確以適應新的架構和LTE的系統需求。針對LTE的系統架構,網絡功能劃分如下圖:

技術分享圖片

eNB功能:

1) 無線資源管理相關的功能,包括無線承載控制、接納控制、連接移動性管理、上/下行動態資源分配/調度等;

2) IP頭壓縮與用戶數據流加密;

3) UE附著時的MME選擇;

4) 提供到S-GW的用戶面數據的路由;

5) 尋呼消息的調度與傳輸;

6) 系統廣播信息的調度與傳輸;

7) 測量與測量報告的配置。

MME功能:

1) 尋呼消息分發,MME負責將尋呼消息按照一定的原則分發到相關的eNB;

2) 安全控制;

3) 空閑狀態的移動性管理;

4) SAE承載控制;

5) 非接入層信令的加密與完整性保護。

服務網關功能:

1) 終止由於尋呼原因產生的用戶平面數據包;

2) 支持由於UE移動性產生的用戶平面切換。

1.2 E-UTRAN接口的通用協議模型

E-UTRAN接口的通用協議模型如下圖所示,適用於E-UTRAN相關的所有接口,即S1和X2接口。E-UTRAN接口的通用協議模型繼承了UTRAN接口的定義原則,即控制面和用戶面相分離,無線網絡層與傳輸網絡層相分離。繼續保持控制平面與用戶平面、無線網絡層與傳輸網絡層技術的獨立演進,同時減少了LTE系統接口標準化工作的代價。

1.3 S1接口

S1接口是MME/S-GW網關與eNB之間的接口,S1接口與3G UMTS系統Iu接口的不同之處在於,Iu接口連接包括3G核心網的PS域和CS域,S1接口只支持PS域。

1.3.1 S1接口的用戶平面

用戶平面接口位於E-NodeB和S-GW之間,S1接口用戶平面(S1-UP)的協議棧如下圖所示。S1-UP的傳輸網絡層基於IP傳輸,UDP/IP之上的GTP-U用來傳輸S-GW與eNB之間的用戶平面PDU。

技術分享圖片
技術分享圖片
GTP-U協議具備以下特點:

1) GTP-U協議既可以基於IPv4/UDP傳輸,也可以基於IPv6/UDP傳輸;

2) 隧道端點之間的數據通過IP地址和UDP端口號進行路由;

3) UDP頭與使用的IP版本無關,兩者獨立。

S1用戶面無線網絡層協議功能:

1) 在S1接口目標節點中指示數據分組所屬的SAE接入承載;

2) 移動性過程中盡量減少數據的丟失;

3) 錯誤處理機制;

4) MBMS支持功能;

5) 分組丟失檢測機制;

1.3.2 S1接口控制面

S1控制平面接口位於E-NodeB和MME之間,傳輸網絡層是利用IP傳輸,這點類似於用戶平面;為了可靠的傳輸信令消息,在IP曾之上添加了SCTP;應用層的信令協議為S1-AP。S1接口控制面協議棧如下圖所示:

技術分享圖片

S1控制面功能:

1) SAE承載服務管理功能(包括SAE承載建立、修改和釋放);

2) S1 接口UE上下文釋放功能;

3) LTE_ACTIVE狀態下UE的移動性管理功能(包括Intra-LTE切換和Inter-3GPP-RAT切換);

4) S1接口的尋呼;

5) NAS信令傳輸功能;

6) S1接口管理功能(包括復位、錯誤指示以及過載指示等);

7) 網絡共享功能;

8) 漫遊於區域限制支持功能;

9) NAS節點選擇功能;

10) 初始上下文建立過程;

11) S1接口的無線網絡層不提供流量控制和擁塞控制功能。

1.4 X2接口

X2接口是eNB與eNB之間的接口。X2接口的定義采用了與S1接口一致的原則,體現在X2接口的用戶平面協議結構與控制平面協議結構均與S1接口類似。

1.4.1 X2接口用戶平面

X2接口用戶平面提供eNB之間的用戶數據傳輸功能。X2-UP的協議棧結構如下圖所示,X2-UP的傳輸網絡層基於IP傳輸,UDP/IP協議之上采用GTP-U來傳輸eNB之間的用戶面PDU。

1.4.2 X2接口控制平面

X2接口控制平面協議棧如下圖所示,LTE系統X2接口的定義采用了與S1接口一致的原則,其傳輸網絡層控制平面IP層的上面也采用了SCTP,為信令提供可靠的傳輸。應用層信令協議表示為X2-AP。
技術分享圖片

1) 支持LTE_ACTIVE狀態下UE的LTE接入系統內的移動性管理功能;

2) X2接口自身的管理功能,如錯誤指示等;

3) 上行負荷管理功能。
技術分享圖片
上面此臺設備為戎騰RT9807移動互聯網采集器,支持160個10G或者20個100G ,支持4800萬用戶,支持IPV4和IPV6雙線解析.采用NPS400多核處理板!
技術分享圖片
網絡分流器盒式1U固網分流器

網絡分流器-移動互聯網采集器之LTE網絡結構