Rendszerarchitektúra Evolúciója

A SAE ( System Architecture Evolution –  System Architecture Evolution  ) egy hálózati magarchitektúra, amelyet a 3GPP konzorcium fejlesztett ki az LTE vezeték nélküli kommunikációs szabványhoz .

A SAE a GPRS hálózati mag evolúciós folytatása , néhány eltéréssel:

• egyszerűsített architektúra  – A SAE architektúra csökkenti a működési és tőkeköltségeket. Az új, lapos modell azt jelenti, hogy jelentős forgalomnövekedés esetén mindössze kétféle csomópontot (bázisállomásokat és átjárókat) kell korszerűsíteni, hogy megbirkózzanak a forgalommal.
• teljes egészében IP-re épül (All IP Network – AIPN)  – Az első 3G koncepciókat úgy fejlesztették ki, hogy a beszédet továbbra is áramkörkapcsolt rendszeren továbbítsák. Azóta elmozdulás történt az IP-hálózatok felé. Ennek megfelelően a SAE architektúra IP hálózaton alapul.
• nagyobb kapacitást biztosít a rádiós hozzáférési hálózaton (RAN)  - a downlink (Down Link) várhatóan 100 Mbps felett lesz, és a rendszer fókuszában a sávszélesség mobilitása áll majd, a hálózatnak sokkal több rétegadatot kell támogatnia.
• alacsonyabb RAN késleltetést biztosít  – A megnövekedett interoperabilitás és gyorsabb válaszok révén a SAE koncepció 10 ms körüli késleltetési szintet biztosít.
• támogatja a több heterogén RAN közötti mobilitást , beleértve a GPRS és a nem 3GPP rendszerek (például WiMAX ) támogatását is

SAE architektúra

A SAE architektúra fő összetevője az Evolved Packet Core ( EPC ). Az EPC a GPRS hálózat megfelelője.

Az EPC összetevői a következők [1] :

• Az MME (Mobility Management Entity) az LTE hozzáférési hálózat kulcsfontosságú vezérlőmodulja. Felelős az UE (User Equipment) mobilitási, átadás-átvételi, nyomkövetési és személyhívó eljárásaiért. Részt vesz a hálózati erőforrások aktiválásában/deaktiválásában, valamint felelős az SGW kiválasztásáért az UE számára a kezdeti csatlakozás során, valamint az LTE-n belüli átadás során a Core Network node (CN) változásával. Felelős a felhasználói hitelesítésért (a HSS-sel való interakció során). A Non-Access Stratum (NAS) jelzés az MME-nél ér véget, és ez a csomópont felelős az UE számára ideiglenes azonosítók generálásáért és elosztásáért is. Ellenőrzi az UE jogosultságát a nyilvános földi mobilhálózat (PLMN) szolgáltatóihoz való hozzáférésre, és barangolási korlátozásokat hajt végre az UE számára. Az MME a hálózat végpontja a NAS jelzések titkosítására/integritásvédelmére, és felelős a biztonság kezeléséért. A törvényes jelzőlehallgatást is az MME biztosítja. Az MME vezérlési funkciósíkot biztosít az LTE és 2G/3G hozzáférési hálózatok közötti mobilitáshoz az SGSN által az MME-re telepített S3 interfészen keresztül . Az MME egy S6a interfészen keresztül is csatlakozik az UE otthoni roaming HSS-éhez.

• SGW (Serving Gateway): A bázisállomás alrendszeréből érkező és oda érkező csomagadatok feldolgozására és továbbítására tervezték. Az SGW irányítja és továbbítja a felhasználói adatcsomagokat, miközben mobilitási horgonyként működik a felhasználói adatokhoz a bázisállomások közötti (eNodeB) átadás során, valamint mobilitásvezérlő csomópontként működik az LTE hálózat és más 3GPP technológiával rendelkező hálózatok között. Amikor az UE szabad és nem foglalt egy hívást, az SGW letiltja a lefelé irányuló kapcsolatot (DL) és a személyhívást, ha adatokat kell küldeni a DL-n az UE felé. Kezeli és tárolja az UE-állapotokat (pl. IP-szolgáltatások sávszélesség-követelményei, belső hálózati útválasztási információk). Törvényes lehallgatás esetén másolatot is biztosít a felhasználói adatokról.

• PGW (Packet Data Network Gateway): A Packet Gateway kapcsolatot biztosít az UE-től a külső csomagkapcsolt adatátviteli hálózatokhoz, mivel ez a forgalom belépési és kilépési pontja az UE számára. Egy UE egyszerre több PGW-hez is csatlakozhat, hogy több hálózathoz kapcsolódhasson. A PGW biztonságot, felhasználónkénti csomagszűrést, számlázási támogatást , törvényes lehallgatást és csomagrendezést végez. A PGW másik fontos szerepe, hogy mobilitásvezérlő csomópont legyen a 3GPP és a nem 3GPP technológiák, például a WiMAX és a 3GPP2 ( CDMA 1X és EvDO ) között.

• PCRF ( házirend és töltési szabályok funkciója SAE EPC-n belüli azon eszközök általános neve, amelyek figyelik a nyújtott szolgáltatások áramlását és érvényesítik a terhelési szabályzatot. A valós idejű megfigyelést vagy töltést igénylő alkalmazásokhoz az Applications Function (AF) nevű opcionális hálózati elem használható.

Az intelligencia megoszlása ​​a SAE-ben

A megnövelt sávszélesség és a csökkentett válaszidő, valamint a teljes IP-hálózatra való átállás követelményeinek teljesítése érdekében a hálózati struktúra új megközelítését kell alkalmazni.

Korábban a 3G rádióelérési hálózat csomópont B-kből (bázisállomásokból) és rádióhálózat-vezérlőkből ( RNC ) állt. Számos B csomópont csillaggal csatlakozott az RNC-hez, amely a rádiós erőforrás-kezelési terhelés nagy részét viselte. Az RNC-k viszont a hálózat magjához kapcsolódtak, és azon keresztül kapcsolódtak egymáshoz.

Az LTE-n belüli szükséges funkcionalitás biztosítása érdekében a SAE struktúrában a vezérlőréteg a magról a perifériára tolódik el. Az RNC-k eltávolításra kerülnek, és az RF erőforrás-vezérlés átkerül a bázisállomásokra. Az új típusú bázisállomások neve eNodeB vagy eNB.

Az eNB-k egy új „S1 interfészen” keresztül közvetlenül csatlakoznak a maghálózati átjáróhoz. Ezen túlmenően az új eNB-k „X2 interfészen” keresztül hálózatszerűen csatlakoznak a szomszédos eNB-ekhez. Ez sokkal magasabb szintű közvetlen interakciót biztosít. Ez a kapcsolat számos hívás közvetlen irányítását is lehetővé teszi, mivel a hálózaton lévő hívások és kapcsolatok nagy része ugyanazon vagy a közeli cellákban lévő mobileszközökhöz irányul. Az új struktúra lehetővé teszi a hívások rövidebb útvonalon történő irányítását a hálózati mag erőforrások minimális felhasználásával.

Az OSI Layer 1 és Layer 2 megvalósításán kívül az eNB számos egyéb funkciót is felügyel, beleértve a rádiós erőforrás-vezérlést (beleértve a hozzáférés-szabályozást), a terheléselosztást és a mobilitáskezelést , beleértve a mobil felhasználók vagy berendezések (UE) átadás -átvételi döntéshozatalát .

A rugalmasság és a funkcionalitás további szintjei azt jelentik, hogy az új eNB-k összetettebbek, mint az UMTS vagy az előző generációs bázisállomások. A SAE hálózat új struktúrája azonban sokkal magasabb szintű teljesítményt tesz lehetővé. Ezenkívül az eNB-kbe épített rugalmasság lehetővé teszi a funkcionalitás további bővítését az LTE -ről az LTE Advanced -re való áttéréshez .

Jegyzetek

1. ↑ LTE fehér könyv

Linkek

• 3GPP SAE link  (nem elérhető link)
• 3GPP 23.401: Az általános csomagkapcsolt rádiószolgáltatás (GPRS) továbbfejlesztései az Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) hozzáféréshez
• 3GPP 23.402: 3GPP System Architecture Evolution
• 3GPP LTE-SAE áttekintés, Ulrich Barth (SAE, 2006)
• SAE és LTE fehér könyv: Full Service Broadband Architecture (PDF)  (hivatkozás nem érhető el) . Ericsson. Az eredetiből archiválva : 2010. március 31. (határozatlan)

• A SAE és az Evolved Packet Core – a mobil szélessáv forradalmának hajtóereje: A SAE és az Evolved Packet Core – a mobil szélessáv forradalmának hajtóereje (nem elérhető kapcsolat) . Elsevier. Archiválva az eredetiből 2012. május 26-án. (határozatlan) 

• LTE White Paper: Long Term Evolution (LTE):A Technical Overview (PDF)  (nem elérhető link) . Motorola. Archiválva az eredetiből 2012. május 26-án. (határozatlan)

• Stratégiai fehér könyv: Bevezetés az Evolved Packet Core-ba (PDF)  (nem elérhető hivatkozás) . Alcatel Lucent. Archiválva az eredetiből 2012. május 26-án. (határozatlan)

• Műszaki fehér könyv: Evolved Packet Core megoldás: Innováció az LTE magban (PDF)  (nem elérhető link) . Alcatel Lucent. Archiválva az eredetiből 2012. május 26-án. (határozatlan)

• SAE tesztpad: A Nomor SAE (System Architecture Evolution) tesztpadot biztosít a SEA projekten belül (HTML)  (a hivatkozás nem érhető el) . nomor kutatás. Archiválva az eredetiből 2011. október 5-én. (határozatlan)