Sygnalizacja LTE (Long-Term Evolution) obejmuje wymianę informacji sterujących i zarządczych pomiędzy różnymi elementami sieci LTE w celu ustanowienia i utrzymania sesji komunikacyjnych. Aby ułatwić sygnalizację w LTE, stosuje się różne protokoły, obejmujące zarówno funkcjonalność płaszczyzny sterowania, jak i płaszczyzny użytkownika. Przyjrzyjmy się kluczowym protokołom sygnalizacyjnym stosowanym w LTE:
Protokoły sygnalizacyjne płaszczyzny sterującej:
1.Kontrola zasobów radiowych (RRC):
- RRC to protokół odpowiedzialny za ustanawianie, utrzymywanie i udostępnianie nośników radiowych w LTE. Zarządza zasobami radiowymi i obsługuje sygnalizację dla takich funkcji, jak konfiguracja połączenia, przekazywanie połączeń i zarządzanie mobilnością.
2.Warstwa bez dostępu (NAS):
- Warstwa Braku Dostępu obejmuje protokoły sygnalizacyjne do komunikacji pomiędzy Sprzętem Użytkownika (UE) a Jednostką Zarządzania Mobilnością (MME) w sieci LTE. Protokoły NAS obsługują funkcje takie jak podłączanie, odłączanie, procedury bezpieczeństwa i zarządzanie mobilnością.
3.Protokół konwergencji danych pakietowych (PDCP):
- PDCP odpowiada za kompresję i dekompresję nagłówka, szyfrowanie i ochronę integralności. Zapewnia wydajny i bezpieczny transfer danych użytkownika pomiędzy UE a rozwiniętym NodeB (eNodeB).
4.Sterowanie łączem radiowym (RLC):
- RLC zarządza segmentacją, ponownym składaniem i korekcją błędów danych przesyłanych pomiędzy UE a eNodeB. Zapewnia niezawodny transfer danych poprzez interfejs radiowy.
5.Kontrola dostępu do nośnika (MAC):
- Protokół MAC obsługuje planowanie, ustalanie priorytetów i koordynację zasobów interfejsu radiowego. Odgrywa kluczową rolę w zarządzaniu dostępem do wspólnego kanału radiowego.
Protokoły sygnalizacyjne płaszczyzny użytkownika:
1.Protokół tunelowania GPRS (GTP):
- GTP służy do tworzenia i utrzymywania tuneli pomiędzy różnymi elementami sieci, takimi jak brama obsługująca (SGW) i brama sieci pakietowych (PDN-GW). Jest to niezbędne do przesyłania danych użytkownika zarówno w kierunku łącza w górę, jak i w dół.
2.Protokół datagramów użytkownika (UDP):
- UDP to protokół warstwy transportowej używany w płaszczyźnie użytkownika do przesyłania ruchu głosowego i wideo. Zapewnia bezpołączeniową i lekką komunikację odpowiednią do zastosowań w czasie rzeczywistym.
3.Protokół transportu w czasie rzeczywistym (RTP):
- RTP jest używany w połączeniu z UDP do przesyłania danych audio i wideo w czasie rzeczywistym. Obsługuje takie funkcje, jak identyfikacja ładunku, sekwencjonowanie i oznaczanie czasem.
4.IP (protokół internetowy):
- IP jest podstawowym protokołem transmisji danych w technologii LTE. Zapewnia możliwości adresowania i routingu, aby zapewnić prawidłowe dostarczanie danych użytkownika pomiędzy elementami sieci.
Sygnalizacja pomiędzy elementami sieci:
1.S1-MME (protokół aplikacji S1 – MME):
- S1-MME to protokół używany do komunikacji pomiędzy eNodeB a jednostką zarządzania mobilnością (MME). Ułatwia sygnalizację płaszczyzny sterującej dla funkcji takich jak podłączanie, odłączanie i przekazywanie UE.
2.S1-U (płaszczyzna użytkownika S1):
- S1-U to protokół płaszczyzny użytkownika używany do komunikacji pomiędzy eNodeB i SGW. Obsługuje transmisję danych użytkownika pomiędzy tymi elementami.
3.S6a (protokół aplikacji S6a):
- S6a służy do komunikacji pomiędzy MME a domowym serwerem abonenckim (HSS) w celu realizacji funkcji uwierzytelniania, autoryzacji i zarządzania mobilnością.
4.X2 (protokół aplikacji X2):
- X2 jest używany do komunikacji pomiędzy różnymi eNodeB. Obsługuje takie funkcje, jak przekazywanie i koordynacja między komórkami.
Wniosek:
Sygnalizacja LTE obejmuje kompleksowy zestaw protokołów obejmujący zarówno płaszczyznę sterowania, jak i płaszczyznę użytkownika. Protokoły te zapewniają sprawne nawiązywanie, zarządzanie i zwalnianie sesji komunikacyjnych, a także bezpieczną i niezawodną transmisję danych użytkowników w sieci LTE.