Evolved Packet Core (EPC) to podstawowy element architektury sieci komórkowych Long-Term Evolution (LTE) i 4G. Pełni funkcję sieci szkieletowej, odgrywając kluczową rolę w zarządzaniu i ułatwianiu kompleksowego dostarczania usług danych i usług głosowych. EPC składa się z kilku kluczowych funkcji i komponentów, z których każda przyczynia się do wydajnego działania i optymalizacji sieci komórkowej. Przyjrzyjmy się szczegółowo funkcjom Evolved Packet Core:
- Podmiot zarządzający mobilnością (MME):
- MME jest centralnym elementem EPC odpowiedzialnym za zarządzanie mobilnością Sprzętu Użytkownika (UE), w tym smartfonów, tabletów i innych urządzeń mobilnych. Kluczowe funkcje MME obejmują śledzenie UE, uwierzytelnianie, sygnalizację i zarządzanie przełączeniami pomiędzy różnymi eNodeB (stacjami bazowymi).
- Brama obsługująca (SGW):
- SGW jest krytycznym komponentem, który działa jako brama w obrębie EPC. Odpowiada 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, które mogą obejmować 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.
- Publicowa sieć danych (PDN):
- PDN reprezentuje sieci zewnętrzne, z którymi łączą się UE, w tym Internet i sieci korporacyjne. EPC ułatwia komunikację między UE a PDN, zapewniając bezproblemową łączność i transfer danych.
- 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.
- Uwierzytelnianie, autoryzacja i księgowanie (AAA):
- EPC zawiera mechanizmy uwierzytelniania, autoryzacji i rozliczania (AAA), aby zapewnić bezpieczny i autoryzowany dostęp do sieci. Funkcje AAA weryfikują tożsamość UE, autoryzują ich dostęp do zasobów sieciowych i rejestrują informacje o użytkowaniu do celów ładowania i rozliczeń.
- 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.
- Interfejsy:
- EPC składa się z różnych interfejsów, które umożliwiają 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.
Podsumowując, Evolved Packet Core (EPC) funkcjonuje jako szkielet sieci komórkowych LTE i 4G, zapewniając krytyczne możliwości zarządzania mobilnością, routingu danych, ułatwiania komunikacji z sieciami zewnętrznymi, zapewniania uwierzytelniania abonentów oraz wspierania kontroli zasad i pobierania opłat. Efektywne działanie EPC jest niezbędne do zapewnienia użytkownikom wysokiej jakości, bezpiecznych i bezproblemowych usług mobilnych.