Evolved Packet System (EPS) w LTE (Long-Term Evolution) odnosi się do kompleksowej struktury obejmującej rozwiniętą sieć pakietową (EPC) i rozwiniętą naziemną sieć dostępu radiowego UMTS (eUTRAN). EPS został zaprojektowany w celu zapewnienia wydajnej i wydajnej architektury sieciowej z komutacją pakietów, która wspiera świadczenie różnych mobilnych usług szerokopasmowych. Zagłębmy się w szczegóły czym jest EPS w kontekście LTE.
1. Rozwinięty rdzeń pakietu (EPC):
- W sercu EPS znajduje się Evolved Packet Core (EPC), który reprezentuje architekturę sieci rdzeniowej LTE.
- EPC składa się z kilku kluczowych komponentów, w tym jednostki zarządzającej mobilnością (MME), bramy obsługującej (SGW), bramy sieciowej danych pakietowych (PDN-GW) oraz funkcji zasad i zasad pobierania opłat (PCRF).
2. Podmiot zarządzający mobilnością (MME):
- MME odpowiada za zarządzanie funkcjami związanymi z mobilnością, takimi jak śledzenie UE, uwierzytelnianie i przekazywanie.
- Odgrywa kluczową rolę w kontrolowaniu ogólnej mobilności i zarządzaniu sesjami w sieci LTE.
3. Brama obsługująca (SGW):
- SGW działa jako brama pomiędzy eNodeB (Evolved NodeB) a PDN-GW.
- Obsługuje funkcje płaszczyzny użytkownika związane z przesyłaniem danych użytkownika, trasowaniem pakietów i zakotwiczaniem mobilności.
4. Brama sieci danych pakietowych (PDN-GW):
- PDN-GW służy jako brama pomiędzy siecią LTE a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, takimi jak Internet lub intranet korporacyjny.
- Odpowiada za przydzielanie adresów IP, egzekwowanie jakości usług (QoS) i filtrowanie pakietów.
5. Funkcja zasad i zasad opłat (PCRF):
- PCRF odpowiada za kontrolę polityki i funkcje ładowania w sieci LTE.
- Określa i egzekwuje zasady związane z QoS, ładowaniem i alokacją zasobów w oparciu o zasady subskrypcji i operatora.
6. Rozwinięta naziemna sieć dostępu radiowego UMTS (eUTRAN):
- eUTRAN to komponent radiowej sieci dostępowej EPS, składający się z eNodeB odpowiedzialnych za bezprzewodową komunikację z urządzeniami użytkowników.
- eUTRAN obsługuje wiele technologii dostępu radiowego, w tym wielokrotny dostęp z podziałem częstotliwości ortogonalnych (OFDMA) dla łącza w dół i wielokrotny dostęp z podziałem częstotliwości z pojedynczą nośną (SC-FDMA) dla łącza w górę.
7. Kluczowe funkcje EPS:
- Przełączanie pakietów: EPS opiera się zasadniczo na komunikacji z komutacją pakietów, oferując wydajną transmisję danych poprzez podział danych na pakiety w celu transmisji przez sieć.
- Niskie opóźnienia: Architektura EPS została zaprojektowana tak, aby minimalizować opóźnienia, zapewniając responsywną komunikację w aplikacjach czasu rzeczywistego, takich jak połączenia głosowe i wideo.
- Wysokie szybkości przesyłania danych: EPS obsługuje duże szybkości przesyłania danych, umożliwiając świadczenie usług wymagających dużej przepustowości, takich jak przesyłanie strumieniowe wideo i pobieranie dużych plików.
- Zarządzanie mobilnością: Dzięki MME w sercu EPS ułatwia bezproblemowe zarządzanie mobilnością, umożliwiając urządzeniom użytkowników przemieszczanie się między komórkami i przekazywanie bez przerw w świadczeniu usług.
8. Koncepcja Nosiciela:
- EPS wprowadza koncepcję nośników, które reprezentują kanały komunikacyjne o określonej charakterystyce QoS.
- Nośniki są wykorzystywane do obsługi różnych rodzajów ruchu, zapewniając odpowiednie traktowanie usług o zróżnicowanych wymaganiach, takich jak głos i dane.
9. Jakość usług (QoS):
- EPS zawiera solidne mechanizmy QoS, aby zapewnić zróżnicowany poziom usług dla różnych aplikacji.
- Parametry QoS obejmują opóźnienie, przepustowość, utratę pakietów i niezawodność, zapewniając optymalne traktowanie różnych typów ruchu.
10. Funkcjonalność związana z bezpieczeństwem:
- EPS integruje zaawansowane funkcje bezpieczeństwa, aby chronić dane użytkownika i zachować integralność komunikacji.
- Mechanizmy bezpieczeństwa obejmują uwierzytelnianie, szyfrowanie i ochronę integralności w celu ochrony informacji podczas przesyłania.
11. Współpraca ze starszymi sieciami:
- EPS został zaprojektowany z myślą o płynnej współpracy ze starszymi sieciami, umożliwiając stopniową migrację i współistnienie z sieciami komórkowymi poprzednich generacji, takimi jak 3G (UMTS).
12. Integracja IMS:
- EPS obsługuje integrację z podsystemem multimediów IP (IMS), umożliwiając dostarczanie usług multimedialnych, takich jak Voice over LTE (VoLTE) i Rich Communication Services (RCS).
13. Komunikacja między urządzeniami:
- EPS wprowadza możliwość komunikacji między urządzeniami, umożliwiając bezpośrednią komunikację między urządzeniami UE bez przechodzenia przez infrastrukturę sieciową.
14. Wydajność i skalowalność:
- Architektura EPS została zaprojektowana z myślą o wydajności i skalowalności, zapewniając, że sieć będzie w stanie sprostać rosnącym wymaganiom użytkowników i aplikacji.
Wniosek:
Evolved Packet System (EPS) w LTE reprezentuje wyrafinowaną i wydajną architekturę, która łączy w sobie Evolved Packet Core (EPC) i rozwiniętą naziemną sieć dostępu radiowego UMTS (eUTRAN). Kładąc nacisk na komunikację z komutacją pakietów, małe opóźnienia, wysokie szybkości transmisji danych, zarządzanie mobilnością i solidne funkcje bezpieczeństwa, EPS stanowi podstawę dostarczania zaawansowanych mobilnych usług szerokopasmowych i wspierania różnorodnych potrzeb nowoczesnej telekomunikacji.