Le système de paquets évolués (EPS) est un cadre complet de réseaux d’évolution à long terme (LTE) qui englobe le cœur de paquets évolué (EPC) et le réseau d’accès radio terrestre UMTS évolué (eUTRAN). Il sert de base à la fourniture de communications à commutation de paquets à haut débit dans la technologie 4G LTE. Dans cette explication détaillée, nous explorerons les composants, fonctions et caractéristiques clés du système de paquets évolué dans LTE.
1. Cœur de paquets évolué (EPC) :
- Au cœur de l’EPS se trouve l’Evolved Packet Core (EPC), qui est responsable de la gestion des fonctionnalités de contrôle et du plan utilisateur dans les réseaux LTE.
- L’EPC se compose de plusieurs éléments de réseau essentiels, notamment l’entité de gestion de la mobilité (MME), la passerelle de service (SGW), la passerelle de réseau de données par paquets (PDN-GW) et la fonction de règles de politique et de facturation (PCRF).
2. Entité de gestion de la mobilité (MME) :
- MME est un composant essentiel de l’EPC qui gère les fonctions liées à la mobilité telles que le suivi, l’authentification et les transferts d’UE (équipement utilisateur).
- Il assure la transition fluide des UE entre les cellules et joue un rôle central dans le contrôle de la mobilité globale et la gestion des sessions.
3. Passerelle de service (SGW) :
- SGW agit comme une passerelle entre l’eNodeB (Evolved NodeB) et le PDN-GW (Packet Data Network Gateway).
- Il est responsable des fonctions du plan utilisateur liées au transfert des données utilisateur, au routage des paquets et à l’ancrage de la mobilité.
4. Passerelle de réseau de données par paquets (PDN-GW) :
- PDN-GW sert de passerelle entre le réseau LTE et les réseaux de données par paquets externes, tels qu’Internet ou les intranets d’entreprise.
- Il est responsable de tâches telles que l’attribution d’adresses IP, l’application de la qualité de service (QoS) et le filtrage des paquets.
5. Fonction de politique et de règles de facturation (PCRF) :
- PCRF est un élément de réseau de l’EPC qui gère les fonctions de contrôle des politiques et de facturation.
- Il détermine et applique les politiques liées à la qualité de service, à la facturation et à l’allocation des ressources en fonction des politiques d’abonnement et des opérateurs.
6. Réseau d’accès radio terrestre UMTS évolué (eUTRAN) :
- eUTRAN représente le composant du réseau d’accès radio de l’EPS, comprenant les eNodeB (Evolved NodeB) responsables de la communication sans fil avec les appareils des utilisateurs.
- Il utilise des technologies avancées telles que l’accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA) pour la transmission en liaison descendante et l’accès multiple par répartition en fréquence à porteuse unique (SC-FDMA) pour la transmission en liaison montante.
7. Fonctions clés d’EPS :
- Communication à commutation de paquets : EPS est construit sur un modèle de communication à commutation de paquets, permettant une transmission efficace des données et optimisant l’utilisation des ressources réseau.
- Faible latence : l’architecture d’EPS est conçue pour minimiser la latence, garantissant ainsi une communication réactive pour les applications en temps réel telles que les appels vocaux et vidéo.
- Débits de données élevés : EPS prend en charge des débits de données élevés, permettant la fourniture de services gourmands en bande passante, comme le streaming vidéo et le téléchargement de fichiers volumineux.
- Gestion de la mobilité : avec le MME en son cœur, EPS facilite une gestion transparente de la mobilité, permettant aux appareils des utilisateurs de se déplacer entre les cellules et les transferts sans interruption de service.
8. Qualité de service (QoS) :
- EPS intègre des mécanismes QoS robustes pour fournir des niveaux de service différenciés pour diverses applications.
- Les paramètres QoS incluent la latence, le débit, la perte de paquets et la fiabilité, garantissant que les différents types de trafic reçoivent un traitement optimal.
9. Fonctionnalités de sécurité :
- EPS intègre des fonctionnalités de sécurité avancées pour protéger les données des utilisateurs et maintenir l’intégrité des communications.
- Les mécanismes de sécurité incluent l’authentification, le chiffrement et la protection de l’intégrité pour protéger les informations pendant le transit.
10. Efficacité et évolutivité :
- L’architecture d’EPS est conçue pour être efficace et évolutive, garantissant que le réseau peut répondre aux demandes croissantes des utilisateurs et des applications.
- Il facilite le déploiement d’eNodeB supplémentaires et prend en charge l’évolution des réseaux LTE.
11. Interfonctionnement avec les réseaux existants :
- EPS est conçu pour interfonctionner avec les réseaux existants, garantissant une transition et une coexistence en douceur avec les générations précédentes de réseaux mobiles tels que la 2G (GSM) et la 3G (UMTS).
12. Intégration IMS :
- EPS prend en charge l’intégration avec le sous-système multimédia IP (IMS), permettant la fourniture de services multimédias tels que la voix sur LTE (VoLTE) et les services de communication riches (RCS).
Conclusion :
Le système de paquets évolués (EPS) en LTE représente une architecture sophistiquée qui combine le noyau de paquets évolué (EPC) et le réseau d’accès radio terrestre UMTS évolué (eUTRAN). En mettant l’accent sur la communication à commutation de paquets, la faible latence, les débits de données élevés et les fonctionnalités de sécurité robustes, EPS constitue la base de la fourniture de services haut débit mobiles avancés et de la prise en charge des divers besoins de communication des réseaux LTE modernes.