W dziedzinie telekomunikacji mobilnej Evolved Packet Core (EPC) jest kluczowym elementem sieci Long-Term Evolution (LTE) i 4G. EPC pełni rolę architektury sieci szkieletowej, która ułatwia kompleksowe dostarczanie usług danych i głosu, zapewniając wydajną komunikację między sprzętem użytkownika (UE) a sieciami zewnętrznymi, takimi jak Internet.
Kluczowe komponenty i funkcje rozwiniętego rdzenia pakietów (EPC):
- Podmiot zarządzający mobilnością (MME):
- MME jest kluczowym elementem w ramach EPC odpowiedzialnym za zarządzanie mobilnością UE w sieci LTE. Obsługuje takie zadania, jak śledzenie lokalizacji UE, inicjowanie i koordynowanie przełączeń między eNodeB (stacjami bazowymi) oraz zarządzanie uwierzytelnianiem i bezpieczeństwem UE.
- Brama obsługująca (SGW):
- SGW to kluczowy element, który funkcjonuje jako brama w ramach EPC. Odpowiada za routing i przekazywanie pakietów danych użytkownika, zarządzanie mobilnością UE poprzez śledzenie ich ruchów oraz zapewnienie wydajnego przesyłania danych pomiędzy UE a sieciami zewnętrznymi.
- 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 odgrywa rolę w zarządzaniu mobilnością UE.
- Domowy serwer abonencki (HSS):
- HSS to centralna baza danych w ramach EPC, w której przechowywane są informacje i profile abonentów. Zawiera szczegółowe informacje, takie jak tożsamość użytkownika, informacje o subskrypcji i dane uwierzytelniające. HSS odgrywa kluczową rolę w uwierzytelnianiu, autoryzacji i zarządzaniu mobilnością użytkowników.
- 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 zasady dotyczące opłat, są stosowane odpowiednio w oparciu o plany usług, profile użytkowników i warunki sieciowe.
- 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 odpowiada za zarządzanie nośnikami, które reprezentują ścieżki komunikacyjne pomiędzy UE a PDN. Ustanawia, modyfikuje i zwalnia nośniki w oparciu o wymagania komunikacyjne, zapewniając zoptymalizowany transfer danych i QoS.
- Uwierzytelnianie, autoryzacja i księgowanie (AAA):
- EPC zawiera mechanizmy uwierzytelniania, autoryzacji i rozliczania, 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.
- Wsparcie roamingu:
- EPC obsługuje bezproblemowy roaming UE w różnych sieciach LTE i na granicach międzynarodowych. Ułatwia wymianę danych sygnalizacyjnych i użytkownika pomiędzy sieciami odwiedzanymi i macierzystymi w celu utrzymania ciągłej obsługi abonentów roamingu.
- Interfejsy:
- EPC składa się z różnych interfejsów, które umożliwiają komunikację pomiędzy jego komponentami. Godne uwagi interfejsy obejmują interfejs S1 pomiędzy eNodeB i EPC, interfejs S5/S8 pomiędzy SGW i PDN-GW oraz interfejs S6a pomiędzy MME i HSS.
Ewolucja do 5G: 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, Evolved Packet Core (EPC) jest kluczowym elementem sieci LTE i 4G, zapewniającym podstawową infrastrukturę sieciową do wydajnego dostarczania usług danych i głosu. Zawiera kluczowe komponenty, takie jak MME, SGW, PDN-GW, HSS, PCRF oraz interfejsy, które wspólnie zapewniają płynną łączność, zarządzanie mobilnością i bezpieczną komunikację 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.