Jakie są elementy EPC?

Evolved Packet Core (EPC) to kluczowa część architektury sieci komórkowej 4G LTE i 5G, odpowiedzialna za obsługę ruchu danych, zarządzanie mobilnością i różne funkcje sieciowe. Aby zapewnić szczegółowe wyjaśnienie elementów EPC, podzielmy je na kluczowe elementy:

Podmiot zarządzający mobilnością (MME):

MME jest głównym elementem EPC odpowiedzialnym za zarządzanie mobilnością urządzeń mobilnych w sieci. Do jego podstawowych funkcji należy śledzenie lokalizacji urządzeń mobilnych, zarządzanie przełączeniami pomiędzy stacjami bazowymi (eNB – eNodeBs) oraz zapewnienie bezpieczeństwa komunikatów sygnalizacyjnych.

Obsługuje również funkcje takie jak uwierzytelnianie urządzenia, autoryzacja i ustanawianie nośnika. Kiedy użytkownik inicjuje sesję danych lub porusza się w sieci, MME odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu bezproblemowej łączności.

Brama obsługująca (SGW):

Brama obsługująca to kolejna integralna część EPC, odpowiedzialna za routing pakietów danych pomiędzy stacją bazową (eNB) a bramą sieci pakietowej (PDN-GW). Działa jako punkt zakotwiczenia dla płaszczyzny użytkownika podczas wydarzeń związanych z mobilnością.

SGW odgrywa również rolę w zarządzaniu jakością usług (QoS) dla ruchu danych, zapewniając, że przepływy danych użytkownika są obsługiwane z odpowiednim priorytetem i zasobami.

Brama sieci danych pakietowych (PDN-GW):

PDN-GW to brama łącząca EPC z zewnętrznymi sieciami pakietowej transmisji danych, takimi jak Internet lub prywatne sieci korporacyjne. Służy jako punkt wejścia i wyjścia dla ruchu danych użytkownika do i z tych sieci zewnętrznych.

Ten komponent wykonuje alokację adresów IP, egzekwowanie zasad i, jeśli to konieczne, translację adresów sieciowych (NAT). Zarządza także ustanawianiem i zwalnianiem nośników IP dla sesji danych.

Domowy serwer abonencki (HSS):

HSS to baza danych przechowująca informacje o subskrybentach, w tym profile użytkowników, dane uwierzytelniające i szczegóły subskrypcji. Jest to kluczowy element zarządzania abonentami w ramach EPC.

Kiedy urządzenie mobilne łączy się z siecią, sprawdzany jest HSS w celu uwierzytelnienia i autoryzacji użytkownika. Przechowuje także zasady i profile usług specyficzne dla użytkownika.

Funkcja zasad i zasad pobierania opłat (PCRF):

PCRF jest odpowiedzialny za egzekwowanie zasad i dynamiczną kontrolę QoS w ramach EPC. Określa sposób traktowania ruchu danych w oparciu o zasady zdefiniowane przez operatora i profile abonentów.

Współpracuje również z systemem ładowania (CS), obsługując funkcje rozliczeń i ładowania, zapewniając dokładne rozliczanie wykorzystania danych.

System ładowania (CS):

System ładowania odpowiada za śledzenie i rejestrowanie wykorzystania danych przez abonentów. Odgrywa kluczową rolę w rozliczeniach i księgowości, zapewniając, że abonenci są prawidłowo obciążani opłatami za wykorzystanie danych.

Komunikuje się z PCRF w celu stosowania odpowiednich zasad i zasad dotyczących opłat, pomagając operatorom skutecznie zarządzać generowaniem przychodów.

Funkcja egzekwowania kontroli zasad (PCEF):

PCEF jest odpowiedzialny za egzekwowanie zasad polityki związanych z QoS i ruchem danych. Współpracuje z PCRF w celu stosowania zasad zdefiniowanych dla sesji każdego abonenta.

Komponent ten zapewnia odpowiednią alokację zasobów sieciowych w celu utrzymania pożądanego poziomu QoS i zapobiegania przeciążeniom sieci.

Funkcja kontroli nośnika (BCF):

BCF jest odpowiedzialny za ustanawianie, modyfikowanie i udostępnianie nośników dla ruchu danych użytkowników. Działa w połączeniu z PCEF, aby zapewnić konfigurację nośników zgodnie z określonymi zasadami.

Nośniki to kanały logiczne, które umożliwiają różne poziomy QoS dla różnych typów ruchu danych, takich jak głos, wideo lub przeglądanie stron internetowych.

DNS (system nazw domen):

Chociaż DNS nie dotyczy wyłącznie EPC, odgrywa kluczową rolę w tłumaczeniu nazw domen (np. www.example.com) na adresy IP. Jest to niezbędne do kierowania ruchu danych do właściwych miejsc docelowych w Internecie lub innych sieciach zewnętrznych.

Podsumowując, EPC składa się z wielu wzajemnie połączonych komponentów, które współpracują ze sobą, aby zapewnić wydajne i bezpieczne działanie sieci komórkowej 4G LTE lub 5G. Komponenty te obsługują różne zadania, takie jak zarządzanie mobilnością, routing danych, uwierzytelnianie abonentów, egzekwowanie zasad i pobieranie opłat. Architektura EPC została zaprojektowana w celu zapewnienia bezproblemowej łączności i wysokiej jakości usług abonentom sieci komórkowych, przy jednoczesnym efektywnym zarządzaniu zasobami sieciowymi.