Die LTE S11-Schnittstelle ist Teil der LTE-Architektur (Long-Term Evolution) und wird für die Kommunikation zwischen dem Serving Gateway (SGW) und dem Packet Data Network Gateway (PDN-GW) innerhalb des Evolved Packet System (EPS) verwendet. Die S11-Schnittstelle ist ein Schlüsselelement im LTE-Kernnetz und erleichtert den Austausch von Steuerungs- und Benutzerebeneninformationen zwischen diesen Gateways. Das auf der S11-Schnittstelle verwendete Protokoll ist das GPRS Tunneling Protocol (GTP).
GPRS Tunneling Protocol (GTP):
1. Definition:
- GTP ist eine Gruppe IP-basierter Kommunikationsprotokolle, die zur Übertragung von General Packet Radio Service (GPRS) und LTE-Verkehr innerhalb von Kernnetzwerken verwendet werden. Es ermöglicht den Aufbau von Tunneln zwischen verschiedenen Knoten im Netzwerk und ermöglicht so die Übertragung von Benutzerdaten und Signalisierungsinformationen.
2. GTP-Versionen:
- Es gibt zwei Hauptversionen von GTP: GTP Version 1 (GTPv1) und GTP Version 2 (GTPv2). Im Zusammenhang mit LTE und der S11-Schnittstelle wird vor allem GTPv2 genutzt.
3. GTPv2 in LTE:
- GTPv2 ist speziell für den Einsatz in LTE-Netzen konzipiert. Es dient als Protokoll für die Kommunikation zwischen SGW und PDN-GW über die S11-Schnittstelle. GTPv2 ermöglicht die Einrichtung und Verwaltung von Trägern, bei denen es sich um logische Kanäle für die Übertragung von Benutzerdaten und Signalisierung handelt.
4. Benutzerebene und Kontrollebene:
- GTPv2 unterstützt sowohl die Benutzerebene als auch die Steuerungsebene für die LTE-Kommunikation. Die Benutzerebene ist für die Übertragung tatsächlicher Benutzerdaten verantwortlich, während die Steuerebene Signalinformationen für Aktivitäten wie Sitzungsaufbau, -änderung und -beendigung verwaltet.
5. Nachrichtentypen:
- GTPv2 definiert verschiedene Nachrichtentypen, die zwischen Netzwerkelementen über die S11-Schnittstelle ausgetauscht werden. Zu diesen Nachrichten gehören „Sitzungsanforderung erstellen“, „Sitzungsantwort erstellen“, „Bearer-Anfrage ändern“, „Bearer-Antwort ändern“ und andere. Jeder Nachrichtentyp dient einem bestimmten Zweck beim Aufbau und der Verwaltung von Kommunikationssitzungen.
6. Tunnel und Träger:
- GTPv2 baut Tunnel zwischen SGW und PDN-GW für die Übertragung von Benutzerdaten auf. Innerhalb dieser Tunnel verwaltet GTPv2 Träger, die die logischen Verbindungen darstellen, die mit der Kommunikationssitzung eines Benutzers verbunden sind.
S11-Schnittstelle in LTE:
1. Funktionalität:
- Die S11-Schnittstelle verbindet das SGW, das für die Verwaltung der Mobilität auf Benutzerebene verantwortlich ist und als Anker für die Benutzerebene bei Übergaben zwischen eNodeB dient, mit dem PDN-GW, das das LTE-Netzwerk mit externen Paketdatennetzwerken (z. B wie das Internet).
2. S11 Signalisierung und Benutzerebene:
- Die S11-Schnittstelle unterstützt sowohl Signalisierung als auch Benutzerebenenverkehr. Signalisierungsnachrichten werden über GTPv2 für Aktivitäten auf der Steuerungsebene ausgetauscht, während Daten auf der Benutzerebene über GTPv2-Tunnel übertragen werden.
3. Mobilitätsmanagement:
- S11 spielt eine entscheidende Rolle im Mobilitätsmanagement und stellt sicher, dass die Datensitzungen des Benutzers aktiv und ununterbrochen bleiben, während sich der Benutzer im LTE-Netzwerk bewegt.
Abschluss:
Zusammenfassend nutzt die LTE S11-Schnittstelle das GPRS Tunneling Protocol Version 2 (GTPv2) für den Austausch von Signalisierungs- und Benutzerebeneninformationen zwischen dem Serving Gateway (SGW) und dem Packet Data Network Gateway (PDN-GW) im LTE-Kernnetz . GTPv2 ist ein grundlegendes Protokoll, das den Aufbau, die Verwaltung und die Beendigung von Kommunikationssitzungen in LTE-Netzwerken ermöglicht.