O Evolved Packet System (EPS) em LTE (Long-Term Evolution) refere-se à estrutura abrangente que compreende a rede evoluída de núcleo de pacotes (EPC) e a evoluída Rede de Acesso de Rádio Terrestre UMTS (eUTRAN). O EPS foi projetado para fornecer uma arquitetura de rede de comutação de pacotes eficiente e de alto desempenho que suporta a entrega de vários serviços de banda larga móvel. Vamos nos aprofundar nos detalhes do que é EPS no contexto do LTE.
1. Núcleo de pacote evoluído (EPC):
- No coração do EPS está o Evolved Packet Core (EPC), que representa a arquitetura de rede principal do LTE.
- O EPC consiste em vários componentes principais, incluindo a Entidade de Gerenciamento de Mobilidade (MME), o Gateway de Serviço (SGW), o Gateway de Rede de Dados de Pacotes (PDN-GW) e a Função de Regras de Política e Cobrança (PCRF).
2. Entidade Gestora de Mobilidade (MME):
- O MME é responsável por gerenciar funções relacionadas à mobilidade, como rastreamento, autenticação e transferências de UE.
- Ele desempenha um papel crucial no controle da mobilidade geral e no gerenciamento de sessões na rede LTE.
3. Gateway de serviço (SGW):
- SGW atua como um gateway entre o eNodeB (Evolved NodeB) e o PDN-GW.
- Ele lida com as funções do plano do usuário relacionadas ao encaminhamento de dados do usuário, roteamento de pacotes e ancoragem de mobilidade.
4. Gateway de rede de dados de pacotes (PDN-GW):
- PDN-GW serve como gateway entre a rede LTE e redes externas de pacotes de dados, como a Internet ou intranets corporativas.
- Ele é responsável pela atribuição de endereços IP, aplicação de qualidade de serviço (QoS) e filtragem de pacotes.
5. Função de políticas e regras de cobrança (PCRF):
- PCRF é responsável pelo controle de políticas e funções de cobrança na rede LTE.
- Ele determina e aplica políticas relacionadas a QoS, cobrança e alocação de recursos com base nas políticas de assinatura e da operadora.
6. Rede de acesso de rádio terrestre UMTS evoluída (eUTRAN):
- eUTRAN é o componente da rede de acesso via rádio do EPS, compreendendo os eNodeBs responsáveis pela comunicação sem fio com os dispositivos do usuário.
- eUTRAN suporta múltiplas tecnologias de acesso de rádio, incluindo Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDMA) para downlink e Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência de Portadora Única (SC-FDMA) para uplink.
7. Principais funções do EPS:
- Comutação de pacotes: o EPS é fundamentalmente baseado na comunicação comutada por pacotes, oferecendo transmissão de dados eficiente ao dividir os dados em pacotes para transmissão pela rede.
- Baixa latência: a arquitetura do EPS foi projetada para minimizar a latência, garantindo comunicação responsiva para aplicações em tempo real, como chamadas de voz e vídeo.
- Altas taxas de dados: o EPS suporta altas taxas de dados, permitindo a entrega de serviços que exigem muita largura de banda, como streaming de vídeo e downloads de arquivos grandes.
- Gerenciamento de mobilidade: Com o MME em seu núcleo, o EPS facilita o gerenciamento de mobilidade contínuo, permitindo que os dispositivos dos usuários se movam entre células e transferências sem interrupções de serviço.
8. Conceito do portador:
- O EPS introduz o conceito de bearers, que representam canais de comunicação com características específicas de QoS.
- Bearers são usados para lidar com diferentes tipos de tráfego, garantindo que serviços com requisitos diversos, como voz e dados, recebam tratamento adequado.
9. Qualidade de serviço (QoS):
- O EPS incorpora mecanismos robustos de QoS para fornecer níveis de serviço diferenciados para diversas aplicações.
- Os parâmetros de QoS incluem latência, taxa de transferência, perda de pacotes e confiabilidade, garantindo que diferentes tipos de tráfego recebam tratamento ideal.
10. Recursos de segurança:
- O EPS integra recursos avançados de segurança para proteger os dados do usuário e manter a integridade das comunicações.
- Os mecanismos de segurança incluem autenticação, criptografia e proteção de integridade para proteger as informações durante o trânsito.
11. Interoperação com redes legadas:
- O EPS foi projetado para interfuncionamento suave com redes legadas, permitindo uma migração gradual e a coexistência com gerações anteriores de redes móveis, como 3G (UMTS).
12. Integração IMS:
- O EPS suporta integração com IP Multimedia Subsystem (IMS), permitindo a entrega de serviços multimídia, como Voice over LTE (VoLTE) e Rich Communication Services (RCS).
13. Comunicação entre dispositivos:
- O EPS introduz a capacidade de comunicação entre dispositivos, permitindo a comunicação direta entre UEs sem passar pela infraestrutura de rede.
14. Eficiência e escalabilidade:
- A arquitetura do EPS foi projetada visando eficiência e escalabilidade, garantindo que a rede possa lidar com as crescentes demandas de usuários e aplicativos.
Conclusão:
O Evolved Packet System (EPS) em LTE representa uma arquitetura sofisticada e eficiente que combina o Evolved Packet Core (EPC) e a Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (eUTRAN). Com sua ênfase na comunicação comutada por pacotes, baixa latência, altas taxas de dados, gerenciamento de mobilidade e recursos de segurança robustos, o EPS constitui a base para o fornecimento de serviços avançados de banda larga móvel e para o suporte às diversas necessidades das telecomunicações modernas.