Nel campo delle telecomunicazioni mobili, l’Evolved Packet Core (EPC) è un componente critico delle reti Long-Term Evolution (LTE) e 4G. L’EPC funge da architettura di rete centrale che facilita la fornitura end-to-end di servizi dati e voce, garantendo una comunicazione efficiente tra le apparecchiature utente (UE) e le reti esterne, come Internet.
Componenti chiave e funzioni dell’Evolved Packet Core (EPC):
- Ente di gestione della mobilità (MME):
- L’MME è un elemento chiave all’interno dell’EPC responsabile della gestione della mobilità degli UE all’interno della rete LTE. Gestisce attività come il tracciamento della posizione degli UE, l’avvio e il coordinamento degli handover tra eNodeB (stazioni base) e la gestione dell’autenticazione e della sicurezza dell’UE.
- Gateway di servizio (SGW):
- L’SGW è un elemento critico che funziona come un gateway all’interno dell’EPC. È responsabile dell’instradamento e dell’inoltro dei pacchetti di dati degli utenti, della gestione della mobilità degli UE monitorandone i movimenti e dell’assicurazione del trasferimento efficiente dei dati tra l’UE e le reti esterne.
- Gateway di rete dati a pacchetto (PDN-GW):
- Il PDN-GW funge da interfaccia tra la rete LTE e le reti dati a pacchetto esterne, come Internet o le reti aziendali private. Gestisce l’allocazione degli indirizzi IP agli UE, esegue la traduzione degli indirizzi di rete (NAT) e svolge un ruolo nella gestione della mobilità dell’UE.
- Server dell’abbonato domestico (HSS):
- HSS è un database centrale all’interno dell’EPC che memorizza informazioni e profili degli abbonati. Contiene dettagli come identità utente, informazioni sull’abbonamento e credenziali di autenticazione. L’HSS svolge un ruolo cruciale nell’autenticazione degli utenti, nell’autorizzazione e nella gestione della mobilità.
- Funzione policy e regole di addebito (PCRF):
- Il PCRF è responsabile dell’implementazione del controllo delle politiche e delle regole di tariffazione all’interno dell’EPC. Garantisce che le politiche di rete, come la qualità del servizio (QoS) e le regole di addebito, siano applicate in modo appropriato in base ai piani di servizio, ai profili utente e alle condizioni della rete.
- Rete dati pubblica (PDN):
- Il PDN rappresenta le reti esterne a cui si connettono gli UE, comprese Internet e le reti aziendali. L’EPC facilita la comunicazione tra UE e PDN, garantendo connettività e trasferimento dati senza soluzione di continuità.
- Funzione di controllo del portatore (BCF):
- Il BCF è responsabile della gestione delle portanti, che rappresentano le vie di comunicazione tra la UE e la PDN. Stabilisce, modifica e rilascia portanti in base ai requisiti di comunicazione, garantendo trasferimento dati e QoS ottimizzati.
- Autenticazione, autorizzazione e contabilità (AAA):
- L’EPC comprende meccanismi di autenticazione, autorizzazione e contabilità per garantire un accesso sicuro e autorizzato alla rete. Le funzioni AAA convalidano l’identità degli UE, autorizzano il loro accesso alle risorse di rete e registrano le informazioni sull’utilizzo a fini di addebito.
- Supporto in roaming:
- L’EPC supporta il roaming continuo degli UE attraverso diverse reti LTE e confini internazionali. Facilita lo scambio di segnali e dati utente tra le reti visitate e domestiche per mantenere un servizio continuo per gli abbonati in roaming.
- Interfacce:
- L’EPC è costituito da varie interfacce che consentono la comunicazione tra i suoi componenti. Interfacce degne di nota includono l’interfaccia S1 tra eNodeB e EPC, l’interfaccia S5/S8 tra SGW e PDN-GW e l’interfaccia S6a tra MME e HSS.
Evoluzione al 5G: Con l’introduzione del 5G, l’architettura della rete core si evolve e l’EPC subisce una trasformazione nella rete 5G Core (5GC). Il 5GC introduce nuovi concetti, come l’architettura basata sui servizi (SBA), e include elementi come la funzione di gestione dell’accesso e della mobilità (AMF) e la funzione di gestione delle sessioni (SMF) per supportare le capacità migliorate delle reti 5G.
In sintesi, l’Evolved Packet Core (EPC) è un elemento fondamentale nelle reti LTE e 4G, fornendo l’infrastruttura di rete centrale per la fornitura efficiente di servizi dati e voce. Comprende componenti chiave come MME, SGW, PDN-GW, HSS, PCRF e interfacce che collettivamente garantiscono connettività senza soluzione di continuità, gestione della mobilità e comunicazione sicura all’interno della rete LTE. L’evoluzione al 5G introduce il 5G Core, basandosi sulle fondamenta gettate dall’EPC per supportare le funzionalità e i servizi avanzati delle reti 5G.