E-UTRA connected to Evolved Packet Core
E-UTRA/EPC je základní architektura 4G LTE, ve které se LTE rádiová síť připojuje k 4G Evolved Packet Core a tvoří standardní konfiguraci pro čisté LTE sítě.
Popis
E-UTRA/EPC představuje standardní a původní systémovou architekturu pro 4G LTE sítě, ve které je rádiová síť Enhanced Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) připojena k Evolved Packet Core (EPC). V této konfiguraci LTE základnová stanice, známá jako Evolved Node B (eNB), komunikuje s EPC přes rozhraní S1. Rozhraní S1 je rozděleno na řídicí rovinu (S1-MME), která spojuje eNB s Mobility Management Entity (MME) pro signalizaci, a na uživatelskou rovinu (S1-U), která spojuje eNB se Serving Gateway (S-GW) pro datový provoz. EPC, tvořené MME, S-GW, Packet Data Network Gateway (P-GW) a Home Subscriber Server (HSS), spravuje mobilitu, správu relací, vynucování politik a propojení s externími paketovými datovými sítěmi (např. internetem). Když se User Equipment (UE) připojí k síti, provede s MME proceduru Attach, která autentizuje účastníka přes HSS a zřídí výchozí přenosový kanál přes S-GW a P-GW. Všechny datové pakety jsou tunelovány pomocí GPRS Tunneling Protocol (GTP) přes rozhraní S1-U a S5/S8. Tato architektura je plně IP a byla navržena pro efektivní paketově orientovanou komunikaci, podporující vysoké datové rychlosti, nízkou latenci a diferenciaci kvality služeb (QoS) pomocí vyhrazených přenosových kanálů. Tvoří páteř komerčních LTE sítí po celém světě a poskytuje konektivitu pro mobilní broadbandové služby. Systém E-UTRA/EPC je definován tak, aby fungoval samostatně, ale slouží také jako kotva pro vyvinuté systémové architektury, jako je E-UTRA/5GC.
K čemu slouží
E-UTRA/EPC bylo vytvořeno za účelem vytvoření výkonné, plně IP mobilní síťové architektury, která by mohla překonat omezení předchozích systémů 3GPP. Předchozí 3G UMTS sítě používaly složitou hierarchickou architekturu s radiovým síťovým řadičem (RNC) a jádrovou sítí, která stále podporovala okruhově orientovaný přenos hlasu, což bylo pro rostoucí datový provoz neefektivní. Hlavními řešenými problémy byla vysoká latence, architektonická úzká místa na RNC a neschopnost nákladově efektivního škálování pro paketová data. Architektura E-UTRA/EPC byla motivována potřebou zjednodušeného plochého síťového návrhu, který snížil počet síťových prvků v datové cestě, a tím snížil latenci i provozní náklady. Byla od počátku navržena pro podporu pouze paketově orientovaného provozu, optimalizovaného pro internetový protokol a umožňujícího bezproblémovou mobilitu a kontinuitu služeb. Tato architektura umožnila mobilním operátorům uspokojit explozivní poptávku po mobilním broadbandu poháněném chytrými telefony a aplikacemi a poskytla výrazně lepší uživatelský zážitek než 3G. Stanovila standard pro 4G a stala se pracovním koněm pro globální mobilní konektivitu po více než desetiletí.
Klíčové vlastnosti
- Plochá architektura s eNB připojeným přímo k EPC přes rozhraní S1
- Plně IP paketově orientovaná síť využívající GTP pro tunelování
- Oddělení řídicí roviny (S1-MME k MME) a uživatelské roviny (S1-U k S-GW)
- Podpora QoS prostřednictvím vyhrazených přenosových kanálů a QoS Class Identifiers (QCIs)
- Efektivní správa mobility v rámci LTE a při přechodech do/z 3G/2G sítí
- Základní architektura pro samostatný provoz LTE sítě
Související pojmy
Definující specifikace
- TS 36.331 (Rel-19) — LTE RRC Protocol Specification
- TS 38.331 (Rel-19) — NR Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification
📖 Anglický originál a plná specifikace: E-UTRA/EPC na 3GPP Explorer
