-- 发布时间：2018-06-13 10:06:22
1.2 LTE核心网
本节内容
1.2.1 CS域和PS域 15
1.2.2 CS域和PS域的设备 16
1.2.3 EPC的组成 17
1.2.4 MME 18
1.2.5 SGW 19
1.2.6 PGW 20
1.2.7 EPC:漫游业务的处理 21
1.2.8 EPC:与其他网络的连接 22
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-13 14:54:40
本节开始前，先介绍了LTE核心网是采用SAE核心网架构演进技术的核心网，称为EPC， Evolved Packet Core
SAE架构核心网支持3GPP接入网（EUTRAN)和非3GPP非可信任接入网(WLAN，如VOWIFI应用),支持与各种PDN网络的互联（网管网,IMS,互联网等），PDN就是packet data network，只要是基于ip的数据网络都是PDN
然后本节介绍了传统核心网分为CS域和PS域，CS域即支持CS业务的核心网设备构成的系统，PS域即支持PS业务的核心网设备构成的系统，当然中间还有一些公用的设备， 比如HLR/HSS等；
CS业务即电路交换业务，是传统的电信业务，如CS语音呼叫业务，特点是对时延敏感，对差错不敏感，而电路交换的特点是发生业务期间固定占用话路（时隙）直到业务结束才释放，业务时延和业务质量有保障但是资源利用率低下，费用昂贵；
PS业务即分组交换业务，是GPRS时代引入的电信新业务，如移动宽带互联网业务，特点是对差错敏感，对时延不敏感，而分组交换的特点是带宽共享，带宽按需动态分配给不同的用户或者业务，因此资源利用率高，资费相对低廉，但是由于在通信之前不需要建立连接，每个节点根据收到的分组中分组头中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点，时延较大，但是这一缺点正随着IP技术一统天下，IP承载网带宽和数通设备处理能力的提升而得以改进；
最后介绍了2/3/4G时代，CS域和PS域的发展变化情况，从GSM时代只有CS域到GPRS引入PS域，再到WCDMA CS/PS齐头并进，最后到了LTE CS域被取消，PS域一家独大，但并不是说LTE不支持CS业务，LTE通过与2/3G核心网的互操作实现对CS业务支持的。个人感觉，CS业务有保留的必要，毕竟2/3G还没退网，CSFB作为移动/电信4G备用的语音解决方案和联通的语音解决方案有这长期存在的必要。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-13 14:55:27
本节介绍了2/3G 核心网CS域，PS域常见设备，3GPP R99引入PS域，PS域主要设备包括SGSN（服务GPRS支撑节点）和GGSN（网关GPRS支撑节点），SGSN负责用户接入控制，GPRS移动性管理，会话管理和包转发，GGSN负责包过滤，给用户分配内网IP地址，提供到外部PDN的出口网关，并且在R7提出了PS域控制和承载分离的概念，即SGSN作为纯控制面设备，GGSN作为用户面设备；
R4提出了CS域控制和承载分离的概念，即将原有单一MSC（移动业务交换中心）细分为MSC-Server和MGW（媒体网关），MSC-Server负责控制面职能，即接入控制，移动性管理和呼叫控制，还有VLR（拜访位置寄存器）功能和MGW控制功能；MGW负责处理用户面数据流，提供无线网与核心网CS域的接口（IU-CS），并且无线网至核心网的信令通过MGW转发；
还有一些CS域和PS域公用设备，如HLR/HSS（负责存储用户签约数据和登记信息，生成鉴权向量组等）,SCP（智能网业务控制点，智能网控制面节点）等；
回顾下CS域演进步伐先于PS域，毕竟CS域是先行者，PS域是后起之秀。当然R5还引入了IMS域，提供一种IP化的富媒体解决方案，随着技术的演进大有替代CS域来提供传统CS业务并提供多种电信新业务之势。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-15 16:52:08
本节介绍了组成EPC的主要网元，MME（移动性管理实体，负责接入控制，移动性管理和EPS承载控制）,SGW(服务网关，负责用户面下行数据包的缓存，用户包的转发，用户系统内移动性的锚点)，PGW（PDN网关，用户包的转发，提供EPS到外部PDN网络的出口，为用户分配EPS/IMS IP地址，PCC架构 PCEF功能），HSS(归属用户服务器，存储用户签约信息，登记位置和生成鉴权向量组)，PCRF（策略与计费规则职能，PCC架构 协商和生成QOS参数等）；
EPC与EUTRAN的接口由MME和SGW提供，与外部PDN网络的接口由PGW提供，此外EPC还有与2/3G CS域/PS域互操作的接口，用于异系统重选/切换/重定位/互连等。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-18 21:48:22
本节介绍了MME的功能和主要接口，MME移动性管理实体的功能包括接入控制，连接移动性管理（寻呼和切换），EPS承载控制（会话管理在LTE中将其定义为全新概念的：EPS承载控制，承载的概念源自WCDMA，但是WCDMA只有RAB和RB的概念，LTE将承载的概念扩展到UE-PGW端到端，当然5G又回归了会话管理的概念），为附着UE选择SGW，TA-LIST管理（寻呼和TAU的基本单位，TA-LIST在UE每次TAU时由MME根据UE运动趋势来分配），和2/3G 互操作功能等；
MME提供的主要接口包括MME-HSS间的S6a接口，用于传送鉴权向量组，用户签约信息，以及用户登记位置信息；MME-SGW之间的S11接口，用于传送MME和SGW之间的信令消息；MME-ENB之间的S1-MME接口，用于提供EUTRAN和核心网控制面的接口；MME-MME之间的S10接口，用于传送MME和MME之间的信令消息；MME-SGSN之间的S3接口（R7以后,R7以前是Gn接口）, 用于PSHO等2/3G PS互操作；MME-MSC-S之间SGs接口,用于CSFB和传送CS短消息等2/3G CS互操作；
当然现网MME是组池的，池内MME间负荷分担和互为容灾备份，ENB按权重选择池内受控MME，当池内MME出现故障时其下辖ENB将会被重新按权重分配给池内其他MME。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-19 16:38:21
本节介绍了SGW的功能和主要接口，SGW的功能包括用户面承载：用户数据包的路由和转发，UE空闲态时下行到达数据的缓存，UE漫游时的EPC的接入点，系统内移动性锚点，计费和监听，以及2/3g 互操作功能等；
SGW提供的主要接口包括mme-sgw之间的s11接口，用于传送mme和sgw之间的信令消息；SGW-enb之间的s1-U接口，用于提供eutran和核心网用户面的接口；SGW-PGW之间的s5/S8接口，用于传送SGW和PGW之间的用户数据包和mme-pgw之间的信令；SGW-sgsn之间的s4接口（r7以前是gn接口）, SGW-UTRAN之间S12接口,用于psho等2/3g ps互操作；
现网SGW也是组池的，池内SGW间负荷分担和互为容灾备份，UE在其间移动不需要改变服务SGW，当池内SGW出现故障时其服务的enb将会被重新分配给池内其他SGW。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-20 11:06:54
本节介绍了PGW的功能和主要接口，PGW的功能包括用户面承载：用户数据包的路由和转发，深度包过滤，为UE分配内网IP地址（EPS/IMS），EPS用户面的出口网关，PCC架构的PCEF（策略计费执行职能），计费和监听；
PGW提供的主要接口包括SGW-PGW之间的s5/s8接口，用于传送SGW和PGW之间的用户数据包和MME-PGW, SGW-PGW之间的信令；PGW-PCRF之间的GX接口，用于协商生成计费和QOS策略并下发策略；EPS到外部PDN网络的SGi接口，用于与因特网/IMS域等的互连互通；与运营商互联网接入的AAA服务器的S6b接口，用VOWIF等应用的协同计费等；与ePDG的S2b接口，用于非3GPP非可信任接入网的接入；
PGW由于是出口网关，不进行组池，通常SGW和PGW合设，PGW和GGSN合设；
考虑到R7提出PS域控制与承载分离，用户面只有GGSN，那么可否取消SGW，功能全部移植到PGW呢？答案是肯定可以，但是用户面分成SGW/PGW以后更利于网络部署，支撑更多低延迟业务需求，拆得越细，对运营商来说，组网会更灵活，玩家厂家开源项目也会更多，运营商选择也会更多。5GC的用户面UPF就是按功能细分的UPF，一个用户会话可以有多个UPF，比如一个在本地，一个在远端，并可以支持不同的应用。
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-21 11:00:12
本节介绍了EPC对漫游业务的处理方案，也就是SGW-PGW间是使用S5接口还是S8接口的问题，S5接口即本地SGW-本地PGW接口，S8接口即拜访地SGW-归属地PGW接口，EPC对漫游业务的处理方案有两种，一种是就近接入原则，即漫游地SGW通过S5接口与漫游地PGW连接，疏通漫游用户流量；另外一种是回归接入原则，即漫游地SGW通过S8接口与归属地PGW连接，疏通漫游用户流量。
现网中，移动就是采用就近接入原则，这样做不必占用跨地市的传输干线带宽，节约资源，但是需要部署DRA网络实现拜访地PGW与归属地PCRF的直连，但是这样做无法对漫游用户实施归属地的计费和QOS策略，只能采用默认策略；而联通采用的是回归接入原则，这样做不仅可以对漫游用户实施归属地的计费和QOS策略而且不用部署复杂的DRA网络（无需PCRF，用户面GW纳入DRA网络），但是这样做要占用跨地市的传输干线带宽，对省内/省际传输干线资源是一个挑战。
看到这里不禁要问，那国际漫游是如何处理的呢？
看了下资料，国际漫游也有就近原则和归属地原则疏导流量，早期以归属地疏导为主，逐渐采用就近原则疏导；
国际间运营商的互连互通是通过接入IPX（国际报文交换网）来实现
diameter信令通过DEA接入IPX（无论是就近接入还是归属地接入原则），如果采用归属地原则疏导流量，S8口的GTP-C信令和用户面数据直接通过IPX疏导
-- 作者：bakarru
-- 发布时间：2018-06-22 11:17:26
本节简介了LTE与其他网络的连接，即EPC与3GPP/3GPP2无线接入网GERAN，UTRAN和eHRPD，EPC与非3GPP 非可信任接入网WLAN，以及EPC和3GPP/3GPP2 2/3G 核心网PS域的连接。EPC在设计时考虑到网络的升级换代，未来可以完全取代2/3G 核心网PS域来接入2/3G无线接入网，但是并不是直接接入2/3G无线接入网，而是要通过2/3G 核心网PS域网元作为代理接入，即通过3GPP SGSN接入GERAN/UTRAN，如下图绿色虚线所示，S3接口即SGSN-MME间接口提供信令连接，S4接口即SGSG-SGW间接口提供信令和用户面连接；
通过3GPP2 HSGW接入eHRPD，如下图绿色实线所示，S2a接口即HSGW-PGW间接口提供信令与用户面连接，图中绿色虚线所示S101接口即eAN-MME间接口以及S103接口即HSGW-SGW间接口用于低延迟的优化切换，为可选接口；当然接入WLAN也使用类似的代理，ePDG，如下图蓝色实线所示，S2b接口即ePDG-PGW间接口；
细心的读者可能要问，为什么SGW不能接入非3GPP接入网？虽然S103接口就是SGW-HSGW间的接口，但这是可选接口。我首先考虑可能是把eHRPD和WLAN都当作外部PDN网络了，不管这个PDN是出EPC还是入EPC，这样设计就很灵活了；然后SGW只是服务于3GPP网络的EPC接入网关，不是PCC架构网元，作为与非3GPP网络互连互通网关的话，QOS策略控制与计费都成问题；再者，SGW只支持GTP协议，这也是3GPP 网络内部协议。
最后介绍了3GPP 2/3G 核心网PS域可以通过升级改造过渡到EPC，即SGSN可以升级为MME，GGSN可以升级为SGW/PGW即SAE GW，当然这里说的是R7版本以后SGSN。
拓展阅读：EPC与5G NSA非独立组网架构
在5G核心网标准未定型以前，5G采用EPC作为其核心网，5G gNB通过eNB传递与核心网的信令，即图中Xx接口控制面，而用户面既可以单独通过gNB-SGW间的S1-U接口疏导，也可以通过gNB-SGW间的S1-U接口与Xx口用户面组合的方式疏导。
-- 作者：tom
-- 发布时间：2018-06-23 20:41:43
内容扩展了不少，看得出还是下了一番功夫的。
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