W kontekście projektu partnerskiego trzeciej generacji (3GPP) Evolved Packet Core (EPC) jest centralnym elementem tworzącym architekturę sieci szkieletowej dla sieci komórkowych Long-Term Evolution (LTE) i 4G. 3GPP to wspólna inicjatywa, która wyznacza światowe standardy dla technologii komunikacji mobilnej, a EPC odgrywa kluczową rolę w umożliwianiu dostarczania usług danych i głosu w sieciach LTE. Zagłębmy się w szczegóły tego co EPC reprezentuje w ramach 3GPP:
Evolved Packet Core (EPC) w 3GPP:
- Definicja i pochodzenie:
- EPC to zestaw funkcji sieciowych i komponentów zdefiniowanych przez 3GPP w celu zapewnienia architektury sieci rdzeniowej dla LTE, która jest częścią standardów komunikacji mobilnej 4G. Reprezentuje ewolucję pakietowej sieci rdzeniowej w porównaniu z poprzednimi generacjami, mającą na celu zapewnienie wyższych szybkości transmisji danych, mniejszych opóźnień i lepszej ogólnej wydajności.
- Kluczowe funkcje sieciowe:
- EPC obejmuje kilka kluczowych funkcji sieciowych, z których każda pełni określoną rolę w celu zapewnienia wydajnego działania sieci LTE. Funkcje te obejmują jednostkę zarządzającą mobilnością (MME), bramę obsługującą (SGW), bramę sieciową danych pakietowych (PDN-GW), serwer abonentów domowych (HSS), funkcję zasad i zasad pobierania opłat (PCRF) oraz funkcję kontroli nośnika (BCF). , pośród innych.
- Podmiot zarządzający mobilnością (MME):
- MME to kluczowy element w ramach EPC odpowiedzialny za zarządzanie mobilnością sprzętu użytkownika (UE), w tym urządzeń takich jak smartfony i tablety. Obsługuje takie zadania, jak śledzenie UE, uwierzytelnianie, sygnalizacja i koordynacja przełączeń pomiędzy różnymi eNodeB (stacjami bazowymi).
- Brama obsługująca (SGW):
- SGW pełni rolę bramy w ramach EPC, odpowiedzialnej za routing i przekazywanie pakietów danych użytkownika pomiędzy UE a sieciami zewnętrznymi, takimi jak Internet. SGW odgrywa również rolę w zarządzaniu mobilnością UE poprzez śledzenie ich ruchów w sieci.
- Brama sieci danych pakietowych (PDN-GW):
- PDN-GW służy jako interfejs pomiędzy siecią LTE a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, takimi jak Internet lub prywatne sieci korporacyjne. Zarządza przydziałem adresów IP do UE, wykonuje translację adresów sieciowych (NAT) i ułatwia przesyłanie danych pomiędzy UE a sieciami zewnętrznymi.
- Domowy serwer abonencki (HSS):
- HSS to scentralizowana baza danych w ramach EPC, w której przechowywane są informacje i profile dotyczące abonentów. Zawiera szczegółowe informacje, takie jak tożsamość użytkownika, informacje o subskrypcji i dane uwierzytelniające. HSS ma kluczowe znaczenie dla zarządzania abonentami, uwierzytelniania i zapewniania bezpiecznego dostępu do sieci.
- Funkcja zasad i zasad pobierania opłat (PCRF):
- PCRF jest odpowiedzialny za wdrażanie zasad kontroli polityki i pobierania opłat w ramach EPC. Zapewnia, że zasady sieciowe, takie jak jakość usług (QoS) i reguły dotyczące opłat, są stosowane odpowiednio w oparciu o plany usług, profile użytkowników i warunki sieciowe. PCRF przyczynia się do efektywnej alokacji zasobów i jakości usług.
- Funkcja kontroli nośnika (BCF):
- BCF zarządza zakładaniem, modyfikacjami i zwalnianiem nosicieli w ramach EPC. Nośniki reprezentują ścieżki komunikacyjne między UE a PDN, a BCF zapewnia efektywną alokację, modyfikację lub zwolnienie zasobów sieciowych w oparciu o wymagania komunikacyjne.
- Interfejsy:
- EPC składa się z różnych interfejsów ułatwiających komunikację pomiędzy jego komponentami. Godne uwagi interfejsy obejmują interfejs S1 między eNodeB (stacjami bazowymi) a EPC, interfejs S5/S8 między SGW i PDN-GW oraz interfejs S6a między MME i HSS. Interfejsy te zapewniają wymianę danych sygnalizacyjnych i użytkownika pomiędzy różnymi elementami EPC.
- Wsparcie roamingu:
- EPC obsługuje bezproblemowy roaming dla UE w różnych sieciach LTE i na granicach międzynarodowych. Ułatwia wymianę danych sygnalizacyjnych i użytkowych pomiędzy sieciami odwiedzanymi i macierzystymi, zapewniając ciągłość obsługi abonentów korzystających z roamingu.
Ewolucja do 5G Core (5GC): Wraz z wprowadzeniem 5G architektura sieci rdzeniowej ewoluuje, a EPC przechodzi transformację do sieci 5G Core (5GC). 5GC wprowadza nowe koncepcje, takie jak architektura oparta na usługach (SBA) i obejmuje takie elementy, jak funkcja zarządzania dostępem i mobilnością (AMF) oraz funkcja zarządzania sesją (SMF), aby wspierać zwiększone możliwości sieci 5G.
Podsumowując, w ramach 3GPP Evolved Packet Core (EPC) reprezentuje ustandaryzowany zestaw funkcji sieciowych i komponentów, które tworzą architekturę sieci rdzeniowej dla sieci mobilnych LTE i 4G. Odgrywa kluczową rolę w dostarczaniu usług transmisji danych i głosu, zapewniając zarządzanie abonentami, bezpieczny dostęp, efektywną alokację zasobów i płynną łączność w sieci LTE. Ewolucja do 5G wprowadza rdzeń 5G, opierając się na fundamencie ustanowionym przez EPC w celu obsługi zaawansowanych funkcji i usług sieci 5G.