No contexto do Projeto de Parceria de 3ª Geração (3GPP), o Evolved Packet Core (EPC) é um elemento central que forma a arquitetura de rede central para redes móveis Long-Term Evolution (LTE) e 4G. O 3GPP é uma iniciativa colaborativa que estabelece padrões globais para tecnologias de comunicação móvel, e o EPC desempenha um papel fundamental ao permitir a entrega de serviços de dados e voz em redes LTE. Vamos nos aprofundar nos detalhes do que o EPC representa na estrutura do 3GPP:
Evolved Packet Core (EPC) em 3GPP:
- Definição e origem:
- O EPC é um conjunto de funções e componentes de rede definidos pelo 3GPP para fornecer a arquitetura de rede central para LTE, que faz parte dos padrões de comunicação móvel 4G. Ela representa a evolução da rede central de pacotes das gerações anteriores, com o objetivo de fornecer taxas de dados mais altas, menor latência e melhor desempenho geral.
- Principais funções de rede:
- O EPC compreende diversas funções de rede importantes, cada uma desempenhando funções específicas para garantir a operação eficiente da rede LTE. Essas funções incluem a entidade de gerenciamento de mobilidade (MME), gateway de serviço (SGW), gateway de rede de dados de pacotes (PDN-GW), servidor de assinante doméstico (HSS), função de regras de política e cobrança (PCRF) e função de controle de portador (BCF) , entre outros.
- Entidade Gestora de Mobilidade (MME):
- O MME é um elemento crucial dentro do EPC responsável pela gestão da mobilidade dos Equipamentos do Usuário (UE), que inclui dispositivos como smartphones e tablets. Ele lida com tarefas como rastreamento de UE, autenticação, sinalização e coordenação de transferências entre diferentes eNodeBs (estações base).
- Gateway de serviço (SGW):
- O SGW atua como um gateway dentro do EPC, responsável por rotear e encaminhar pacotes de dados do usuário entre o UE e redes externas, como a internet. O SGW também desempenha um papel na gestão da mobilidade dos UEs, rastreando os seus movimentos dentro da rede.
- Gateway de rede de dados de pacotes (PDN-GW):
- O PDN-GW serve como interface entre a rede LTE e redes externas de dados por pacotes, como a Internet ou redes corporativas privadas. Ele gerencia a alocação de endereços IP aos UEs, realiza a tradução de endereços de rede (NAT) e facilita a transferência de dados entre o UE e redes externas.
- Servidor de assinante doméstico (HSS):
- O HSS é um banco de dados centralizado dentro do EPC que armazena informações e perfis relacionados aos assinantes. Inclui detalhes como identidades de usuários, informações de assinatura e credenciais de autenticação. O HSS é crucial para o gerenciamento de assinantes, autenticação e garantia de acesso seguro à rede.
- Função de políticas e regras de cobrança (PCRF):
- O PCRF é responsável pela implementação de regras de controle e cobrança de políticas dentro do EPC. Ele garante que as políticas de rede, como qualidade de serviço (QoS) e regras de cobrança, sejam aplicadas adequadamente com base nos planos de serviço, perfis de usuário e condições de rede. O PCRF contribui para a alocação eficiente de recursos e a qualidade do serviço.
- Função de controle do portador (BCF):
- O BCF gerencia o estabelecimento, modificação e liberação de portadores dentro do EPC. Os portadores representam os caminhos de comunicação entre o UE e o PDN, e o BCF garante que os recursos da rede sejam alocados, modificados ou liberados de forma eficiente com base nos requisitos de comunicação.
- Interfaces:
- O EPC consiste em diversas interfaces que facilitam a comunicação entre seus componentes. Interfaces notáveis incluem a interface S1 entre eNodeBs (estações base) e o EPC, a interface S5/S8 entre o SGW e PDN-GW e a interface S6a entre o MME e o HSS. Estas interfaces garantem a troca de sinalização e dados do usuário entre diferentes elementos do EPC.
- Suporte para roaming:
- O EPC suporta roaming contínuo para UEs em diferentes redes LTE e fronteiras internacionais. Facilita a troca de sinalização e dados do usuário entre as redes visitadas e domésticas, garantindo serviço contínuo para assinantes de roaming.
Evolução para 5G Core (5GC): Com a introdução do 5G, a arquitetura da rede principal evolui e o EPC passa por uma transformação para a rede 5G Core (5GC). O 5GC introduz novos conceitos, como Arquitetura Baseada em Serviços (SBA), e inclui elementos como a Função de Gerenciamento de Acesso e Mobilidade (AMF) e a Função de Gerenciamento de Sessão (SMF) para apoiar os recursos aprimorados das redes 5G.
Em resumo, no âmbito do 3GPP, o Evolved Packet Core (EPC) representa um conjunto padronizado de funções e componentes de rede que formam a arquitetura de rede central para redes móveis LTE e 4G. Ela desempenha um papel fundamental na facilitação da entrega de serviços de dados e voz, garantindo gerenciamento de assinantes, acesso seguro, alocação eficiente de recursos e conectividade contínua dentro da rede LTE. A evolução para o 5G introduz o 5G Core, baseado na base estabelecida pelo EPC para suportar os recursos e serviços avançados das redes 5G.