Übersicht über die LTE-Netzwerkarchitektur
Die Netzwerkarchitektur Long-Term Evolution (LTE) ist ein entscheidender Bestandteil moderner drahtloser Kommunikationssysteme. In dieser Übersicht befassen wir uns mit den wichtigsten Aspekten der LTE-Netzwerkarchitektur, einschließlich ihrer Struktur, Knoten und Funktionalitäten.
ENodeB: Der Funkzugangsknoten
Das Herzstück des LTE-Netzwerks ist der ENodeB (eNB), der als Funkzugangsknoten dient. Dieser Knoten ist für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich und somit ein wichtiger Bestandteil der LTE-Kommunikation.
Funkzugriff und -kontrolle
Die Hauptverantwortung des ENodeB besteht in der Abwicklung aller Funkzugriffs- und Steuerfunktionen. Das beinhaltet:
- Radio Resource Management (RRM): ENodeB verwaltet Funkressourcen effizient und sorgt so für optimale Konnektivität und Bandbreitenzuweisung an User Equipment (UE).
- Radio Bearers: Es erstellt und verwaltet Radio Bearer, die logische Kanäle für die Kommunikation zwischen dem UE und dem ENodeB sind.
- Mobilitätsmanagement: ENodeB verwaltet Übergaben und Mobilität von UEs innerhalb seines Abdeckungsbereichs und gewährleistet so eine nahtlose Konnektivität auch während der Bewegung.
Evolved Packet Core (EPC): Das Kernnetzwerk
Während sich der ENodeB um den Funkzugang kümmert, übernimmt das Kernnetz, bekannt als Evolved Packet Core (EPC), die Kernfunktionalitäten von LTE.
Mobilitätsmanagement-Entität (MME)
Das Äquivalent des UMTS SGSN in LTE ist die Mobility Management Entity (MME). MME ist ein entscheidendes Element in der LTE-Netzwerkarchitektur und verantwortlich für Steuerungsfunktionen.
Steuerfunktionen
Zu den Steuerfunktionen von MME gehören:
- Trägerverwaltung: Es verwaltet die Einrichtung, Änderung und Freigabe von Trägern für UEs.
- Sicherheit: MME spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit der Kommunikation durch die Authentifizierung von UEs und die Verwaltung der Verschlüsselung.
- Tracking-Area-Management: MME verfolgt die Standorte der UEs und verwaltet Tracking-Area-Updates und ermöglicht so effiziente Übergaben.
Im Dienste von SAE GW (eAG)
Das Serving SAE Gateway (eAG) ist ein weiteres Kernnetzwerkelement, das das MME ergänzt. Die Hauptverantwortung der eAG liegt in der Abwicklung des Verkehrs auf der Benutzerebene (U-Ebene).
Handhabung der Benutzerebene
Zu den Schlüsselfunktionen von eAG auf der Benutzerebene gehören:
- Datenrouting: eAG leitet Benutzerdaten zum und vom entsprechenden Ziel weiter und sorgt so für eine effiziente Datenübertragung.
- QoS-Management: Es verwaltet Quality of Service (QoS)-Parameter und stellt sicher, dass verschiedene Arten von Datenverkehr das entsprechende Serviceniveau erhalten.
- Abrechnung: eAG spielt eine Rolle bei der Verfolgung der Datennutzung für Abrechnungs- und Buchhaltungszwecke.
PDN SAE GW (P-GW)
In der LTE-Netzwerkarchitektur übernimmt das PDN SAE Gateway (P-GW) die Rolle des UMTS-GGSN-Äquivalents. Der P-GW kann mit dem Serving SAE GW (eAG) zusammengelegt sein oder auch nicht.
Systemübergreifender Ankerpunkt
P-GW dient als systemübergreifender Ankerpunkt für jedes UE. Zu seinen Hauptfunktionen gehören:
- Zugriff auf PDNs: P-GW bietet Zugriff auf Packet Data Networks (PDNs) und ermöglicht UEs die Verbindung mit externen Netzwerken und dem Internet.
- IP-Adresszuweisung: Es weist UEs IP-Adressen zu und stellt so sicher, dass diese über das LTE-Netzwerk kommunizieren können.
- Durchsetzung von Richtlinien: P-GW setzt Richtlinien im Zusammenhang mit dem Datenverkehr durch, einschließlich Filterung und Durchsetzung der Quality of Service (QoS).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die LTE-Netzwerkarchitektur auf Effizienz und Flexibilität ausgelegt ist. Der ENodeB übernimmt Funkzugangs- und Kontrollfunktionen, während das Kernnetzwerk (EPC) kritische Elemente wie MME, eAG und P-GW umfasst, jedes mit seinen spezifischen Verantwortlichkeiten.
Diese gut strukturierte Architektur stellt sicher, dass LTE-Netzwerke Hochgeschwindigkeitsdaten, geringe Latenz und nahtlose Mobilität liefern können, was sie zur Grundlage für moderne drahtlose Kommunikation macht. Das Verständnis dieser Schlüsselkomponenten ist für jeden, der an der Entwicklung, Bereitstellung oder Wartung von LTE-Netzwerken beteiligt ist, von entscheidender Bedeutung.