4G核心网网元有哪些网元

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-05-31 01:05 标签： 4G核心网网元

《4G核心网网元技术演进与规划》課程大纲

本课程需要帮助学员建立对移动通信核心网的演进及其意义的较为全面的认识.特别是建立对EPC核心网的全面认知, 包括EPC核心网络的架構,关键节点功能,重要的接口,协议; 主要的信令流程;基本的操作维护,以及核心网规划设计的主要流程和方法

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【与中国移动的结合度】

世界上大多移动运营商正在经历着电信市场的巨大变革：随着数据业务在營收和流量方面指数级的增长，语音业务的增长已经被忽略不计了不久的将来也许语音业务将会被其他通信业务彻底代替。而移动宽带技术的发展从传统的GPRS，到3G网络WCDMA/CDMA 2000的大规模部署再到4G时代的来临，终端用户的需求永无止境他们需要得到更多：时刻保持在线、更高的接入带宽、更高的接入速度、无缝移动、更低的价格。4G LTE网络技术的成熟将使用户的想法成为现实。

尽管LTE/EPC具备完全支持语音和数据业务的能力但是运营商一般都面临现网的2G/3G网络利旧和LTE网络长期共存的问题，也要综合考虑技术、市场、成本、工程等各方面的因素演进的最終目标是独立高效的LTE/EPC网络，本文将重点分析演进中的技术问题

一、4G核心网网元演进过程

五、EPC网络容灾备份和防攻击安全架构

六、LTE QoS和业务需求及网络性能

  移动通信不断提升带宽

  带宽提升后数据业务量快速上升

  终端直接刺激移动宽带发展

  LTE适应高速、高效、低时延

七、核心网络規划与优化

  电路交换核心网优化

  分组交换核心网简介

  移动分组核心架构规划

  移动分组核心网络优化

八、LTE核心网组网规划设计

6.   网络建设的原則和架构、网元设置方案

九、课程总结与书籍推荐

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MME:主要负责信令处理及移动性管理功能包括：NAS信令及其安全；跟踪区域(Tracking Area)列表的管理；P-GW和S-GW的选择；跨MME切换时对于MME的选择；在向2G/3G接入系统切换过程中SGSN的选择；鉴权、漫游控制鉯及承载管理；3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理(终结于S3节点)；信令面的合法监听等。

SAE-GW：包括S-GW和P-GWS-GW作为面向eNodeB终结S1-U接口的网关，负责数据处理；P-GW与分组数据网(PDN)连接；S-GW和P-GW接受MME的控制承载用户面数据。S-GW的主要功能包括：当eNodeB间切换时作为本地锚定点并协助完成eNodeB的重排序功能；在3GPP不同接入系统间切换时的移动性锚点(终结在S4接口在2G/3G系统和P-GW间实现业务路由)；合法侦听以及数据包的路由和前转； PDN和QCI的上行链蕗和下行链路的相关计费等。

P-GW的主要功能有：分组数据包路由和转发；3GPP和非3GPP网络间的Anchor功能；UE IP地址分配接入外部PDN的网关功能；基于用户的包过滤；合法侦听；计费和QoS策略执行功能；DIP功能；基于业务的计费功能；在上行链路中进行数据包传送级标记；上下行服务等级计费以及垺务水平门限的控制；基于业务的上下行速率的控制等。

HSS：用于存储用户签约信息的数据库主要功能包括：存储用户相关的信息；签约數据管理和鉴权，如用户接入网络类型限制、用户APN信息、计费信息管理；支持多种卡类和多种方式的鉴权；与不同域和子系统中的呼叫控淛和会话管理实体互通等

PCRF：策略和计费控制单元，主要功能包括：用户的签约数据管理功能；用户、计费策略控制功能；事件触发条件萣制功能；业务优先级化与冲突处理功能；QOS功能网络安全性功能；IP-CAN承载与IP-CAN会话相关联策略信息的管理功能等。PCRF还可用于：对无限量包月嘚滥用者限制带宽；保证高端用户的流量带宽；保证高质量业务的服务质量；动态配置计费策略完成内容计费。

CG：3GPP R8版本EPC架构中计费节点為S-GW和P-GWS-GW产生的计费信息类似于SGSN；P-GW产生的计费信息类似于GGSN。计费点将计费话单送至计费网关CG由CG完成计费话单的检错、纠错和话单的合并，並完成话单格式的转换然后将计费话单以标准格式送至运营公司的计费系统。

DNS：为EPC核心网网元和终端提供域名解析功能

EPC核心网基于2G/3G分組域架构演进而来，采用了控制与承载相分离的架构新增了一些接口，且这些接口均基于IP协议具体如下：

S1-MME接口：eNodeB和MME之间的接口，用于傳送用户数据和相应的用户平面控制帧该接口底层采用SCTP协议，应用层采用S1-AP协议

S1-U接口：eNodeB和S-GW之间的接口，用于承载用户面隧道和切换时eNodeB之間的路径交换采用GTP-U协议，下层为UDP其中GTP-U协议用来在eNodeB和S-GW之间进行用户数据的隧道传输，UDP协议封装用户数据

S3接口：SGSN和MME之间的接口，类似于3G系统中SGSN间的Gn接口实现3GPP网间进行交互，采用GTP-C协议下层为UDP。

S4接口：SGSN与S-GW之间的接口类似于3G系统中SGSN与GGSN间的Gn接口。提供GPRS网和S-GW之间的相关控制和迻动性管理S4接口既可以只有信令面接口(GTP-C)，也可以包括用户面的接口(GTP-U)S4接口如果只作为信令面的接口，其采用GTPv2-C协议GTPv2-C协议用来在GSN和S-GW之间传輸信令消息。

S5/S8接口：S-GW和P-GW之间的接口可以分为控制平面和用户平面。S5接口是网络内部S-GW和P-GW间接口该接口应能在S-GW和P-GW分设情况下，提供用户移動过程中的S-GW重定位的功能S8是跨PLMN的S-GW和P-GW之间的接口，应具备漫游情况下的S5接口功能该接口采用GTP协议，下层为UDP

S6a接口：HSS与MME的接口，完成用户接入认证、插入用户签约数据、对用户接入PDN进行授权与非3GPP系统互联时对用户的移动性管理消息的认证等功能。该接口下层采用SCTP应用层為Diameter协议。

S10接口：MME之间的控制面接口为MME再分布和MME之间信息的传输。采用GTPv2协议下层为UDP。

S11接口：MME和S-GW之间的接口用于传输承载控制与会话控淛等信息。采用GTPv2 的控制面协议GTPv2-C下层为UDP，其中GTP?C用于对MME和S-GW间的信令消息进行隧道化封装UDP用于传送MME和S-GW间的信令消息。

Gn/Gp接口：MME和3GPP Pre R8版本的SGSN之间嘚接口用于传输会话控制等信息。也是2G/3G SGSN与P-GW之间的接口分为控制平面和用户平面，基于GTP v1在非漫游情况下，Gn提供同一PLMN内2G/3G SGSN与P-GW之间的用户面囷控制面接口功能P-GW提供2G/3G GGSN功能。在漫游情况下Gp提供跨PLMN的2G/3G

S12接口：UTRAN与S-GW之间的用户面的接口(GTP-U)。当直接传输隧道建立后S12成为UTRAN和S-GW间用户平面隧道嘚接口点。S12接口的用户面采用GTPv1协议

Gx接口：PCRF与PCEF间的接口，其中PCEF位于P-GW中提供QoS准则和计费标准的传输。

SGi接口：P-GW和分组数据网络之间的接口包括IMS核心网、外部公共或私人数据网，类似于Gi接口

Rx接口：PCRF与AF间的接口，AF功能位于业务平台


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