Im Rahmen des 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ist der Evolved Packet Core (EPC) ein zentrales Element, das die Kernnetzwerkarchitektur für Long-Term Evolution (LTE) und 4G-Mobilfunknetze bildet. Das 3GPP ist eine Gemeinschaftsinitiative, die globale Standards für mobile Kommunikationstechnologien festlegt, und das EPC spielt eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung von Daten- und Sprachdiensten in LTE-Netzen. Schauen wir uns genauer an, was EPC im Rahmen von 3GPP darstellt:
Evolved Packet Core (EPC) in 3GPP:
- Definition und Herkunft:
- Der EPC ist eine Reihe von Netzwerkfunktionen und -komponenten, die vom 3GPP definiert werden, um die Kernnetzwerkarchitektur für LTE bereitzustellen, das Teil der 4G-Mobilkommunikationsstandards ist. Es stellt die Weiterentwicklung des Paketkernnetzwerks gegenüber früheren Generationen dar und zielt darauf ab, höhere Datenraten, geringere Latenz und eine verbesserte Gesamtleistung zu liefern.
- Wichtige Netzwerkfunktionen:
- Der EPC umfasst mehrere wichtige Netzwerkfunktionen, die jeweils spezifische Rollen erfüllen, um den effizienten Betrieb des LTE-Netzwerks sicherzustellen. Zu diesen Funktionen gehören die Mobility Management Entity (MME), das Serving Gateway (SGW), das Packet Data Network Gateway (PDN-GW), der Home Subscriber Server (HSS), die Policy and Charging Rules Function (PCRF) und die Bearer Control Function (BCF). , unter anderen.
- Mobilitätsmanagement-Entität (MME):
- Das MME ist ein entscheidendes Element innerhalb des EPC, das für die Verwaltung der Mobilität von Benutzergeräten (User Equipment, UE) verantwortlich ist, zu denen Geräte wie Smartphones und Tablets gehören. Es übernimmt Aufgaben wie UE-Verfolgung, Authentifizierung, Signalisierung und Koordinierung von Übergaben zwischen verschiedenen eNodeBs (Basisstationen).
- Serving Gateway (SGW):
- Das SGW fungiert als Gateway innerhalb des EPC und ist für die Weiterleitung und Weiterleitung von Benutzerdatenpaketen zwischen dem UE und externen Netzwerken wie dem Internet verantwortlich. Das SGW spielt auch eine Rolle bei der Verwaltung der Mobilität von UEs, indem es deren Bewegungen innerhalb des Netzwerks verfolgt.
- Paketdaten-Netzwerk-Gateway (PDN-GW):
- Das PDN-GW dient als Schnittstelle zwischen dem LTE-Netz und externen Paketdatennetzen, wie dem Internet oder privaten Unternehmensnetzen. Es verwaltet die Zuweisung von IP-Adressen an UEs, führt eine Netzwerkadressübersetzung (NAT) durch und erleichtert die Datenübertragung zwischen dem UE und externen Netzwerken.
- Home Subscriber Server (HSS):
- Das HSS ist eine zentralisierte Datenbank innerhalb des EPC, die teilnehmerbezogene Informationen und Profile speichert. Es enthält Details wie Benutzeridentitäten, Abonnementinformationen und Authentifizierungsdaten. Das HSS ist für die Abonnentenverwaltung, Authentifizierung und Gewährleistung eines sicheren Zugriffs auf das Netzwerk von entscheidender Bedeutung.
- Richtlinien- und Gebührenregelfunktion (PCRF):
- Die PCRF ist für die Umsetzung der Richtlinienkontrolle und Gebührenerhebungsregeln innerhalb des EPC verantwortlich. Es stellt sicher, dass Netzwerkrichtlinien wie Quality of Service (QoS) und Gebührenregeln entsprechend den Serviceplänen, Benutzerprofilen und Netzwerkbedingungen angemessen angewendet werden. Das PCRF trägt zu einer effizienten Ressourcenallokation und Servicequalität bei.
- Trägerkontrollfunktion (BCF):
- Das BCF verwaltet die Einrichtung, Änderung und Freigabe von Inhabern innerhalb des EPC. Träger stellen die Kommunikationspfade zwischen dem UE und dem PDN dar, und das BCF stellt sicher, dass Netzwerkressourcen basierend auf den Kommunikationsanforderungen effizient zugewiesen, geändert oder freigegeben werden.
- Schnittstellen:
- Der EPC besteht aus verschiedenen Schnittstellen, die die Kommunikation zwischen seinen Komponenten erleichtern. Zu den bemerkenswerten Schnittstellen gehören die S1-Schnittstelle zwischen eNodeBs (Basisstationen) und dem EPC, die S5/S8-Schnittstelle zwischen SGW und PDN-GW und die S6a-Schnittstelle zwischen MME und HSS. Diese Schnittstellen gewährleisten den Austausch von Signalisierungs- und Nutzdaten zwischen verschiedenen Elementen des EPC.
- Roaming-Unterstützung:
- Der EPC unterstützt nahtloses Roaming für UEs über verschiedene LTE-Netze und internationale Grenzen hinweg. Es erleichtert den Austausch von Signalisierungs- und Benutzerdaten zwischen besuchten und Heimatnetzen und gewährleistet so einen kontinuierlichen Dienst für Roaming-Abonnenten.
Evolution zum 5G Core (5GC): Mit der Einführung von 5G entwickelt sich die Kernnetzwerkarchitektur weiter und der EPC durchläuft eine Transformation zum 5G Core (5GC)-Netzwerk. Der 5GC führt neue Konzepte ein, etwa die Service-Based Architecture (SBA), und umfasst Elemente wie die Access and Mobility Management Function (AMF) und die Session Management Function (SMF), um die erweiterten Fähigkeiten von 5G-Netzwerken zu unterstützen.
Zusammenfassend stellt der Evolved Packet Core (EPC) im Rahmen von 3GPP einen standardisierten Satz von Netzwerkfunktionen und -komponenten dar, die die Kernnetzwerkarchitektur für LTE- und 4G-Mobilfunknetze bilden. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Erleichterung der Bereitstellung von Daten- und Sprachdiensten und gewährleistet die Abonnentenverwaltung, sicheren Zugriff, effiziente Ressourcenzuweisung und nahtlose Konnektivität innerhalb des LTE-Netzwerks. Mit der Weiterentwicklung zu 5G wird der 5G Core eingeführt, der auf der vom EPC geschaffenen Grundlage zur Unterstützung der erweiterten Funktionen und Dienste von 5G-Netzwerken aufbaut.