Op het gebied van mobiele telecommunicatie is de Evolved Packet Core (EPC) een cruciaal onderdeel van de Long-Term Evolution (LTE) en 4G-netwerken. De EPC fungeert als de kernnetwerkarchitectuur die de end-to-end levering van data- en spraakdiensten mogelijk maakt en zorgt voor efficiënte communicatie tussen gebruikersapparatuur (UE) en externe netwerken, zoals het internet.
Belangrijkste componenten en functies van de Evolved Packet Core (EPC):
- Mobiliteitsbeheersentiteit (MME):
- De MME is een sleutelelement binnen de EPC die verantwoordelijk is voor het beheer van de mobiliteit van UE’s binnen het LTE-netwerk. Het verwerkt taken zoals het volgen van de locatie van UE’s, het initiëren en coördineren van overdrachten tussen eNodeB’s (basisstations) en het beheren van UE-authenticatie en -beveiliging.
- Bedieningsgateway (SGW):
- De SGW is een cruciaal element dat fungeert als toegangspoort binnen de EPC. Het is verantwoordelijk voor het routeren en doorsturen van gebruikersdatapakketten, het beheren van de mobiliteit van UE’s door hun bewegingen te volgen, en het waarborgen van de efficiënte overdracht van gegevens tussen de UE en externe netwerken.
- Pakketgegevensnetwerkgateway (PDN-GW):
- De PDN-GW fungeert als interface tussen het LTE-netwerk en externe pakketdatanetwerken, zoals internet of particuliere bedrijfsnetwerken. Het beheert de toewijzing van IP-adressen aan UE’s, voert netwerkadresvertaling (NAT) uit en speelt een rol bij het UE-mobiliteitsbeheer.
- Thuisabonneeserver (HSS):
- De HSS is een centrale database binnen de EPC waarin abonneegegevens en profielen worden opgeslagen. Het bevat details zoals gebruikersidentiteiten, abonnementsinformatie en authenticatiereferenties. De HSS speelt een cruciale rol bij gebruikersauthenticatie, autorisatie en mobiliteitsbeheer.
- Functie beleid en kostenregels (PCRF):
- De PCRF is verantwoordelijk voor de uitvoering van beleidscontrole en tariefregels binnen de EPC. Het zorgt ervoor dat netwerkbeleid, zoals Quality of Service (QoS) en kostenregels, op de juiste manier worden toegepast op basis van serviceplannen, gebruikersprofielen en netwerkomstandigheden.
- Openbaar datanetwerk (PDN):
- De PDN vertegenwoordigt de externe netwerken waarmee UE’s verbinding maken, inclusief internet en bedrijfsnetwerken. De EPC vergemakkelijkt de communicatie tussen UE’s en de PDN, waardoor een naadloze connectiviteit en gegevensoverdracht wordt gegarandeerd.
- Bearer Control-functie (BCF):
- De BCF is verantwoordelijk voor het beheer van dragers, die de communicatiepaden tussen de UE en de PDN vertegenwoordigen. Het brengt dragers tot stand, wijzigt en geeft deze vrij op basis van de communicatievereisten, waardoor een geoptimaliseerde gegevensoverdracht en QoS wordt gegarandeerd.
- Authenticatie, autorisatie en boekhouding (AAA):
- De EPC omvat mechanismen voor authenticatie, autorisatie en accounting om veilige en geautoriseerde toegang tot het netwerk te garanderen. De AAA-functies valideren de identiteit van UE’s, autoriseren hun toegang tot netwerkbronnen en registreren gebruiksinformatie voor oplaaddoeleinden.
- Roaming-ondersteuning:
- De EPC ondersteunt de naadloze roaming van UE’s over verschillende LTE-netwerken en internationale grenzen. Het vergemakkelijkt de uitwisseling van signalerings- en gebruikersgegevens tussen bezochte en thuisnetwerken om een continue service voor roamende abonnees te behouden.
- Interfaces:
- De EPC bestaat uit verschillende interfaces die communicatie tussen de componenten mogelijk maken. Opvallende interfaces zijn onder meer de S1-interface tussen eNodeBs en de EPC, de S5/S8-interface tussen de SGW en PDN-GW, en de S6a-interface tussen de MME en HSS.
Evolutie naar 5G: Met de introductie van 5G evolueert de kernnetwerkarchitectuur en ondergaat de EPC een transformatie naar het 5G Core (5GC) netwerk. De 5GC introduceert nieuwe concepten, zoals Service-Based Architecture (SBA), en omvat elementen zoals de Access and Mobility Management Function (AMF) en de Session Management Function (SMF) om de verbeterde mogelijkheden van 5G-netwerken te ondersteunen.
Samenvattend is de Evolved Packet Core (EPC) een cruciaal element in LTE- en 4G-netwerken en levert het de kernnetwerkinfrastructuur voor de efficiënte levering van data- en spraakdiensten. Het omvat belangrijke componenten zoals de MME, SGW, PDN-GW, HSS, PCRF en interfaces die gezamenlijk zorgen voor naadloze connectiviteit, mobiliteitsbeheer en veilige communicatie binnen het LTE-netwerk. De evolutie naar 5G introduceert de 5G Core, voortbouwend op de basis die door de EPC is gelegd om de geavanceerde functies en diensten van 5G-netwerken te ondersteunen.