Evolved Packet System (EPS) in LTE (Long-Term Evolution) verwijst naar het uitgebreide raamwerk dat het geëvolueerde packet core (EPC) netwerk en het geëvolueerde UMTS Terrestrial Radio Access Network (eUTRAN) omvat. EPS is ontworpen om een krachtige en efficiënte pakketgeschakelde netwerkarchitectuur te bieden die de levering van verschillende mobiele breedbanddiensten ondersteunt. Laten we eens kijken naar de details van wat EPS is in de context van LTE.
1. Evolved Packet Core (EPC):
- De kern van EPS wordt gevormd door de Evolved Packet Core (EPC), die de kernnetwerkarchitectuur van LTE vertegenwoordigt.
- EPC bestaat uit verschillende belangrijke componenten, waaronder de Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (SGW), Packet Data Network Gateway (PDN-GW) en Policy and Charging Rules Function (PCRF).
2. Mobiliteitsbeheersentiteit (MME):
- MME is verantwoordelijk voor het beheer van mobiliteitsgerelateerde functies zoals UE-tracking, authenticatie en overdrachten.
- Het speelt een cruciale rol bij het controleren van de algehele mobiliteit en sessiebeheer binnen het LTE-netwerk.
3. Bedieningsgateway (SGW):
- SGW fungeert als gateway tussen de eNodeB (Evolved NodeB) en de PDN-GW.
- Het verwerkt de gebruikersvlakfuncties met betrekking tot het doorsturen van gebruikersgegevens, pakketroutering en mobiliteitsverankering.
4. Pakketgegevensnetwerkgateway (PDN-GW):
- PDN-GW fungeert als gateway tussen het LTE-netwerk en externe packet-datanetwerken, zoals internet of bedrijfsintranetten.
- Het is verantwoordelijk voor de toewijzing van IP-adressen, het afdwingen van de kwaliteit van de dienstverlening (QoS) en pakketfiltering.
5. Beleids- en kostenregelfunctie (PCRF):
- PCRF is verantwoordelijk voor beleidscontrole en oplaadfuncties binnen het LTE-netwerk.
- Het bepaalt en handhaaft beleid met betrekking tot QoS, kosten en toewijzing van middelen op basis van abonnements- en operatorbeleid.
6. Evolved UMTS terrestrisch radiotoegangsnetwerk (eUTRAN):
- eUTRAN is de radiotoegangsnetwerkcomponent van EPS, bestaande uit de eNodeB’s die verantwoordelijk zijn voor draadloze communicatie met gebruikersapparaten.
- eUTRAN ondersteunt meerdere radiotoegangstechnologieën, waaronder Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) voor downlink en Single-Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) voor uplink.
7. Sleutelfuncties van EPS:
- Packet Switching: EPS is fundamenteel gebaseerd op pakketgeschakelde communicatie en biedt efficiënte gegevensoverdracht door gegevens op te splitsen in pakketten voor verzending via het netwerk.
- Lage latentie: De architectuur van EPS is ontworpen om de latentie te minimaliseren, waardoor responsieve communicatie voor realtime toepassingen zoals spraak- en video-oproepen wordt gegarandeerd.
- Hoge datasnelheden: EPS ondersteunt hoge datasnelheden, waardoor de levering van bandbreedte-intensieve diensten zoals videostreaming en het downloaden van grote bestanden mogelijk wordt.
- Mobiliteitsbeheer: Met de MME als kern vergemakkelijkt EPS naadloos mobiliteitsbeheer, waardoor gebruikersapparaten tussen cellen en overdrachten kunnen bewegen zonder serviceonderbrekingen.
8. Bearer-concept:
- EPS introduceert het concept van dragers, die communicatiekanalen vertegenwoordigen met specifieke QoS-kenmerken.
- Bearers worden gebruikt om verschillende soorten verkeer af te handelen en ervoor te zorgen dat diensten met uiteenlopende vereisten, zoals spraak en data, de juiste behandeling krijgen.
9. Servicekwaliteit (QoS):
- EPS bevat robuuste QoS-mechanismen om gedifferentieerde serviceniveaus te bieden voor verschillende toepassingen.
- QoS-parameters omvatten latentie, doorvoer, pakketverlies en betrouwbaarheid, waardoor verschillende soorten verkeer een optimale behandeling krijgen.
10. Beveiligingsfuncties:
- EPS integreert geavanceerde beveiligingsfuncties om gebruikersgegevens te beschermen en de integriteit van de communicatie te behouden.
- Beveiligingsmechanismen omvatten authenticatie, encryptie en integriteitsbescherming om informatie tijdens de overdracht te beschermen.
11. Interworking met oudere netwerken:
- EPS is ontworpen voor een soepele samenwerking met oudere netwerken, waardoor een geleidelijke migratie en coëxistentie met eerdere generaties mobiele netwerken zoals 3G (UMTS) mogelijk is.
12. IMS-integratie:
- EPS ondersteunt integratie met IP Multimedia Subsystem (IMS), waardoor de levering van multimediadiensten zoals Voice over LTE (VoLTE) en Rich Communication Services (RCS) mogelijk wordt.
13. Apparaat-naar-apparaat-communicatie:
- EPS introduceert de mogelijkheid voor apparaat-naar-apparaat-communicatie, waardoor directe communicatie tussen UE’s mogelijk is zonder via de netwerkinfrastructuur te gaan.
14. Efficiëntie en schaalbaarheid:
- De architectuur van EPS is ontworpen met het oog op efficiëntie en schaalbaarheid, zodat het netwerk de toenemende eisen van gebruikers en applicaties aankan.
Conclusie:
Evolved Packet System (EPS) in LTE vertegenwoordigt een geavanceerde en efficiënte architectuur die de Evolved Packet Core (EPC) en het Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (eUTRAN) combineert. Met de nadruk op pakketgeschakelde communicatie, lage latentie, hoge datasnelheden, mobiliteitsbeheer en robuuste beveiligingsfuncties vormt EPS de basis voor het leveren van geavanceerde mobiele breedbanddiensten en het ondersteunen van de uiteenlopende behoeften van moderne telecommunicatie.