EPC知识普及.docx

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1、我叫EPCEPC-（EvolvedPacketCore,演进分组核心网）主要包括MME、S-GW.P-GW,HSS等网元，也称为SAE-SystemArchitectureEvolution1.TE-（1.ongTermEvolution,长期技术演进）主要处理全部与无线接入有关的功能，又称E-UTRAN,;UE-（UserEquipment,用户终端设备）移动用户设备，可通过空口接收、发起呼叫EPS-（EvolvedPacketSystem,演）EPS=UE+1.TE+EPC我的演进历史EPC是3GPP演进到R8时的网络造构,是HSPA的后续演进目标.R97R99RSR7R83GPPOSMU

2、MTSHSRAHSFA+UrEZEPCEPC数据吞吐率演进：20M工M2x2M-Mo20mhmsos2164QAM5.761.FMtWA384kblsR99R4R5HSDPAR6HSPA+R7HSPA+R8EPC我的网络特点 核心网与接入无关：支持各种接入，包括非3GPP接入方式 全分组域组网，支持IP宽带业务 简化网络结构和协议标准,无线网络扁平化 高数期（专送速率 优化信令流程,削减网络时延，缩至接续时间，提升网络性能 针对不同接入技术，供应蔬到境的QoS 支持不同网络间、不同移动技术间业务的连续性 爱护网络升级投资，削质TCO下行速率上行速率100Mbps20MHz50MbpsJ20MH

3、z用户面时延控制面时延带宽5ms50msdormant-active1.25,1.6,2.5,5,10,15,20MHz（I:F行）移动性最优状态015Km/h维持高效15420Km/h正常I120-350KnVh容量种小区至少支持200激活用户5MHz我的网络结构简洁来说我是这样的困J8来说我是这样的：VP1.MN2G3GNetworkHP1.MN2G3GNetworkHP1.MN1.TE/SAENetworkVP1.MN1.TE/SAENetworkGGSNControlPla11IUSerPlane现网组网方案：我与2/3G设备的演迸过程IGGsMISQGWIEPCfiCtfRISGSI

4、二EISaGWGGSN2/39G墨声行台I,，、Ons4S0SN*1MI2/3/40i*S4SGSN*GWIEPCQWIEPCQG|IBSC|Nxe我的关键防议导引EPC接口协议概第InfcrfaccDescriptionTransportProtocolsSl-CeNode8MME2闾的接口SCTP36.412.36.413S6MME充S6a之屈的接二Diameter29272SlOMMEfCMME2间的?8口GTPv229274SllMME和SGWN间的接口GTPv229274$12RNC和SGW之花的撞口GTPvl29.06S3SGSN和MME之间的接口GTPv229J74S4SGSN和

5、S-GW之河的接口GTPv229274Sl-UeNodegS-GWNigi的接口GTPvl29.06S5/S8S-GWK)P-GW之何的接口GTPv2,PMlPv29.274.29275SGPGW与PDN之间的$6插口UDP/IP、RADIUS.DHCP.1.2TP29Q61GxP-GW与PCRF之间的GxftDDiametef29.21ZRFC3588GxcS-GW与PCRF之间的GXC接口Diameter29.212RFC3588GaS-GWs0GW与CGF之间的Ga接口GTP,32.251S6bS-GWEGPPAAASerVerN闻的S6腕二DiameterRFC3S88S2aP-GW与

6、可信任的非3GPP,塔之间的S2a?SPMIM29.275GyPGW与OCS/CCF之司的Gy接口DiameterRFC3588SAlSA2SA322278-940(EPS5K)2J401-930(E-UTRAN蚣联天趟)33401-900(5)22011-910(Servkeaccessibihy)23W2-930(3E3G叩SEPS)33029n3GPP全)22169)23203-93O(P久蚓33106-9(U生瞄下)22220930(HaMeNxkB)23830-900(HomeNode8architecture331078a0(l三t)23167-930(!MS*5？U)33108-

7、890：U苣所接二)23272920(CSFB)33210-820(IPlayersecurity!P$23246-930(MBMS)3321O83Q(月箔笈安全汐足安全)23271-920(1.CS)3331O9(月珞衩全认一)216-920(SRWX)23204-840(SMS(erJGPP2J142901(SMSSiu)23292-40(IMScentralizedservices)23237-930(!MSlSStS)EPC网络功能实体成员在EPC系统中，核心网有三个关键的功能实体：MME(MobilityManagementEntity).ServingGateway(S-GW)以及

8、PDNGateway(P-GW),各功能实体的主要功能如下：(*nGPRSBSC/POJ/十二/PCRF控制面用户面UMTSNodeBRNC、.MME运营商业务网络InternetNodeP-GW合作业务CDMAPDSN/HSGWMME:主要完成信令面功能的处理，如用户的鉴权、切换、空闲状态终端的移动性管理以及承载管理等，对信令的加密也在MME完成；ServingGateway:是一个用户面功能实体,完成分组数据的路由和转发,并作为3GPP系统内的f数捱锚点，当UE在eNodeB之间切换，或2G/3G和SAE之间切换时，ServingGateway都不会发生变更，这种情点功能可屏蔽切换对PDN

9、Gateway的影响;另外,ServingGateway还须要完成UE在空闱模式下的下行融!包的缓存,在随意时刻，一个UE只会有fServingGateway为其服务；PDNGateway:是连接外部数据网的网关，UE可以通过连接到不同的PDNGateway访间不同的外部数据网.PDNGateway主要包括执行从PCRF获得得PCC(Policy&ChargingControl)策略、基于用户的数据包的过/计费以及为UE安排IP地址等功能.HSS和PCRRPolicyandChargingRuleFunction)g和EPC网络亲密相关的两个网元.HSS在网络中的位置网于核心限制层，为核心限制

10、设备供应釜权、认证、路由?QIIk务触发等功镯.PCRF包括策珞限制决策和按流计费限制功能,PCRF供应了面对策略与讨要执行功能(PCEF)的有关业务数据流的检测、门控、Q。S和按流计费(信用度管理除外)的网络限制功能.EPC网络硬件实体成员MME硬件上由USN9810实现，SGW和P-GWTlg为合一设It,硬件上由UGW9811实现，USN9810典啊把苦基本抠业务枢USN9810的单板按逻辑功能分类：1.处理器板(UPB)按不同的逻期功能可分为：OMU(Operation&MaintenanceUnit)OMU单板作为操作维护单元，负责整个系统的配置、维护、告警、性能等功能.ECU(En

11、hancedControlPlaneUnit)ECU单板为增加限制面处理单板，负责处理限制面相关的业务及讨货功能.EPU单板为增加用户面处理单板，负费处理用户面相关的业务.2、处理器板的接口板(USl)按不同的逻策功能可分为：USI(UniversalServiceInterface)USI为通用服务接口板，作为OMU单板的后播板，供应精确时间和维护GE接口.PFI(PacketForwardInterface)PFl单板为宽带接口处理后插板，作为EPU单板的后质板，与接口扣板共同实现ATM/POS/GE等宽带接口的接入功镯.一块宽带接口后插板可扣两块接口扣板，接口扣板可选择ATM接口扣板AI

12、U以太网电接口扣板EEC、以太网光接口扣板EFC.3,交换网板的后插板(SWI)按不同的逻辑功能可分为：TMI(TimeMasterInterface)TMl单板为时钟主接口,用于椎间级联的基本框中，带时钟分发功能.TSI(TimeSlaveInterface)TSl单板为时钟附履接口，用于框间级联的T展框中，带时钟接收功锢.USN9810的逻辑结构：各子系统说明如下: 交换子系统(SilchingSystem):供应GE接口及实现框间互连功能. 分组数据料发子系统(PacketDataTransferSystem):供应Gn/GP、IUpS以及MME对外接口及接口数据的路由及转发功能。 业务

13、处理子系统(ServiceProCeSSinRSystem):实现窄带信令健路层管理,SS7协议处理、高层协议及功能，如MAP、MMhEMM.SN等。 计费子系统(ChargingSyStem):实现CDR数据的收巢、存储、编码及发送. 操作维护子系统(OWISystem)：供应外部操作维护接口.实现东统维护、间置.性能、告警，日志等功能。 时钟子系统(ClockSysten):供应系线二、三级时仲.UGW9811硬件组成机框(PGPX16)GW9811的单板按逻辑功能分类MPU(MainProcessingUnit)MPU板为系统管理的核心单板,负责收集路由信息和生成路由表，是GGSN981

14、1的数则报文交换中心，同时也负责系统的操作维护.SFU(SwitchingFabricUnit)SFU板蝴负荷分担没讨，可支持640Gbit/s(160GbiVs4)流员的线速交换.UGW9811上配置了两块独立的SFU板，另外两个SFU模块配置在两块SRU板上.SPU(ServiceProcessingUnit)SPU采纳负荷分担或者冗余备份设计.SPU板的工作模式通过1.iCenSe限制.在11冗余备份嘤式下，SPU供应业务的牢靠性保J8.1.PU(1.ineProcessingUnit)IPU板供应到外部网络(MME.PDMAAA服务器.CG等)的物理接口.IPU可供应如下接口：FEao

15、/100Mbit闾接口、GE(10Mbits)电接口、GE(1000Mbits)光接口、ATM接口,1.PU板由1.PU模块，FAD模板，PIC卡等三个模块组成,这三个模块同时工作，买现业务数据的快速处理及转发.同时，它斑负贡错路协议及转发信息库(FIB)的维护和管理.UGW9811的逻辑结构： AM:完成用户的接入、用户的卷权和授权、推址安排和PDP/承载管理等功能，是VGW9811支持多种接入方式的主要处理部件. CN:完成计附怫议处理和话单管理，与外部计费M关和计费系统协作完成相关计费功能, SM:完成对用户的业务数据流的策略荻褥功能和限制功能. PS:负贡IGW98U信令报支、数Ia报

16、文等的分发及杜印：包；小”,匚成计费和业务限制等相关功能：完成系统支撵，路由特性等功能OM:完成数据圈置管理、设备管理.性能管理、告警管理、平安管理等煤作维护功能，EPC网络中的歪要名词和概念IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity永久用户标识)每个签约的用户(USlM卡)都有一个【MSI号码.USIM卡被给予T唯一的IMS1.lMSI是一个E.164号码除电话号码的一串数字字符串),最大长度为15位.IMSl是由MCC号(MobileCountryCode)和MNC号(MobiIeNetv/orkCode)个MSIN号(mobilesubscrib

17、eridentity).MCC和MNCT用于唯一标识运营商的网络.IMSl是在HSS里签约的.Notmorethan15digitsKX3digits2oc3IMCCIIMNCIMSlNMCC(MobileCountryCode)MNC(MobileNetworkCode)MSlN(MobileSubscriberIdentity) GUTl(GloballyUniqueTemporaryID临时用户标识)用于EPC系统中给用户供应一个唯一的临时标识用来爱护用户的永久标识，GUTl同时也能标识给用户供应服务的MME和网络.在网络和UE之间进行信令交互时，可以用GU11来标识用户,从而避开在无线

18、接口上为繁传递IMSl而泄漏用户的箱私.由MME安排用户的IiS时标识，储存在UE和MME里.GUTI同时也能标识给用户供应服务的MME.GUB由以下几部分组成GUMME!:唯一K)iR剂EGUTI的MME.MMEI:由MMEGI（MMEgroupID）和MMEC（MMECOde）构建MMEGI:在大多数状况下，当部署了MME池,MMEgroUPID被用于标识池的2.MMEC在一个特定的MME池里标识单独的一个MME.M-TMSl:在MME里唯一标识某个用户,M-TMSI是随即生产的. S-TMSI（临时用户标识）S-TMSI是为了提高秘信令流程的效率而对GUTl的简化的表示（例如寻呼和业务息

19、求）.MME运用S-TMSl进行寻呼,由以下几部分组成：=.TemporaryIDMMEC(MMECode)M-TMSI(MMETemporarySubscriberIdentity) TAI（跟踪区标识）在1.TE网络里产生了一个新的位置区,就是跟踪区，一个TAI被用来标识一个跟踪区.跟踪区和GERAN/UTRAN里路由区特别相像.由运营商来规划TAI.由以下几部分组成：TAI=MCC+MNCTACMCCMobileCountryCodeMNCMobileNetworkCodeTACTrackingAreaCode APN（AccessPointNamer接入点名）APN用于UE恳求连接到所

20、选的维护PDN网络，当恳求TPDN网络连接时，UE会在request消息里面包含PDN的信息来标识所要连接的外部PDN网络.APN结构:APNNI+APNOIAPN-N1:由运营商确定用于标识目的PDN网络,例如4GNET可以较用户表示的PDN是Internet,而4GV0ICE可以被用于标识要接入的PDN是IMS网络，APN-NI签约在HSS里AON-OI:apn.epcmncmcc.3gppnetwork.org对某运营商来说MNC和MCC是固定值，APNQI可以全球的唯一标识运营商，所以一般会在P1.MN之间漫游的情形下用到.APN实例：4GNET. MMEPoolArea:yMMEPo

21、olArea是指一IKArea,UE在这个Area内时不绩要变更服务的MME1.个MMEPoolArea同时被一个或者多个MME服务.MMEPoolArea是一些完整的TA的集合，MMEPoolArea可能相互垂会. ServingGWServiceArea:一个SGW的服务区域指的是一个区域，UE在整个区域内不须要变更SGWSGW的巨陷区域可能同时被f或者多个SGW服猊SGW的服务区域是一些完整的TA的集合.SGW的服务区域可能相互MR. PDNConnection:PDN连接是用IPv4地址和/或IPv6前缀标识的UE与用APN标识的PDN网络之间的关联. DefaultBearer:缺省

22、承载是在一个PDN连接建立时建立的第一个承戏，并且这个承载在PDN连接的整个生命周期内始终存在. Dedicatedbearer:专有承我与在UE中的只匹配特定packet的上行packetfilter和在PGW中的只匹配特定packet的下行packetfilter. DefaultAPN:缺省APN是指签约数据中被标识为缺省值的APN.该缺省APN在Attach流程和UE恳求PDN连接建立流程中，候如UE没有携带APN时运用. 1.astVisitedRegisteredTAI:1.astVisitedRegisteredTAl标识了UE上次访问的TA.该TA的标识包含在UE注册在网络中的

23、TAlist中. TAIlist:TAI1.iSt标识UE进入这些TA时不须要进行TAU的TA;TAIlist中的TAl由MME安排,但是始终属于相同的MME服务区域内；另外,对于具有CSFB实力的UE,MME安排的TAIlist须要在相同的IA内，这种状况下，TA和IA之间关系的定义与运营商相关. Trafficflowaggregate:是指包含在UE恳求的承载资源安排流程和UE恳求的承我资源修改流程中的packetfilter的临时集合，一旦这些流程完成，这个集合就会被网络插入到一个承载的TFT中. IP-CANbearer:AnIPtransmissionpathofdefinedca

24、pacity,delayandbiterrorrate,etc.IP-CAN承载是指一个定义了实力.时延和误码率的IP传输路径。IP-CANsession:IP-CAN会话是指由fIPv4地址和/或IPv6地址标识的UE.UE标识信息及由PDN标识(例如APN)所标识的PDN网络之间的关,fIP-CAN会话可以包括一个或者多个IP-CAN承载.用户状态管理用户状态分为用户移动管理状杳EMM(EPSMobilityManagement)和用户连接管理状态ECM(EPSConnectionManagement).用户状态是对用户的行为进行正嫡处理的基础，用户移动管理状态EMM是由ATTACH.TA

25、U流程Ti生.用户连接途理状态ECM描述了UE和核心网之间信令的连续性.其中移动性管理功能EMM用来限制UE(UserEquipment)在1.TE/EPC的接入及跟踪UE当前的位M信息,即UE当前所在的TA(TrackingArea)TA1.ist、当前所在的MME(MobilityManagementEntity)息.移动性管理流程介绍移动性管理的流程主要包括AttaCh、Detach.TAU/RAU,连接管叫!、Handover其中Detach流程分为：UE发起的Detach和MME发起的DetachTAU/RAU流程；E-UTRAN之间的TAU流程，这个流检依据MME是否变更，S-GW

26、是否变更姐合成4种不同场景.E-UTRANWCKANSGlumdc如八,2GGbMK之廊的颂这个娠MME是否变史,S-GW是否变更组合成6种不同场寰.由于异系统之间切换具有方向性,6种基础上再加倍，就变成12种异系娩的TAU场景.右苔很吓人，其实都有规律可循.连接管理流杆分为：ServiceRequest,Paging.SlReleaseHandoVer流程分为(前6种为EPC内部流程，后6种为GU1.流程)：通过MME之间的连接(Sl接口在切换流程中的呈现)转发数据的Handover流程,依据MME是否变更，S-GW是否变更组合成4种不同场景.在MME不变的状况下(itra-MME),eNo

27、deB之间的HandoVer还有一个转发数据的通道选择是eNodeB之间的X2接口.这种场景卜依据SGW林否变更又出现2种场用，另外6种异系统切换的HandOVer流程(属于GU1.通程：HandOrCrfnmUTRAN(lumode)to!i-1.rR.bGninrcrtACcbetweenSCiSMandfAfiHntuknerhw/TRANfoI!RAN(lunule)9byGninterfaceIntweenSGSNjjk/MMIih11(hvcrfnm1.TTMNtoE-UTRAtbyfntrriixxbcfxvcnSGSNandMME,withoutSGllChnn即Handovc

28、rfrom1.77?/1.VPEUTRANby55ifctccbccveSGSNamimIiUTRNcolTRN,byS3interfacebemvenSGSXaniMMF,tuithwrS-GV(ChanfiCHandoverfromE-trTRNi7KI.V.byS3interfacebecuCenSCSNtrdMMIi,withS-GWchafc通过上面介蛤,可以Ii到上面仅仅列出的MM/?就有N多,不鼎目法,我们来演示一下庖丁解流（附若流）.我们数你从f消息.中看到消息簸.流程中斑个消息集都是为了实现特定的功能,都有只背后的绿由.移动性管理一AttaCh澹程（发他流程请卷考3GPP23

29、401协议）4G附着流程图P-GWPCRFHSS1.AnaChR(4nAuthenbid11iyRdnt1.Jdie1.anonK12.AttachRequOpbons岩侬第.JbhqEId夕tyChee；7OelenRPO11mFCdnCTIW.Deleteess0HRecjest)b,28Ron1.AoniAc*T(T附群范晟SessionTpr1.i芭波n11aionyssRkmm4UaCC14bP&cOecison；A14cCCA-I3andovr).SlOnResponseData(IfMo!Hi.lnbCont*tSetupReq启WAiNchACCe(M19RRCCOyCtion

30、Rconfgu20InitialC21DirectTnT2A!t.K：nCgtpabonQau.73TZfxr,15%FhRis23aModiIIk*arerRequest?3bMfyResponseFrstDoHkData24ModfyBearerRpse25NolyRequestearercontextreUest.RRCCocnectimReconfiguratin1.RRCConnectReconfigurahnCompJete7.E-RabSGhJgJIeSponSe8ActivatedeflateatedEPSbeareContextaccept9.ActivatededicitedEPSbeare(ntelacceptO.CreateBeareResponse1.CreateBeareResponse2.PCEFInitiatecssk)nModrficaIP-CANion.end?、P一_一一一Jy其具体流