Architektura sieci LTE

Architektura sieci wysokiego poziomu LTE składa się z trzech głównych komponentów:

Sprzęt użytkownika (UE).
Rozwinięta naziemna sieć dostępu radiowego UMTS (E-UTRAN).
Evolved Packet Core (EPC).

Rozwinięty rdzeń pakietowy komunikuje się z sieciami danych pakietowych w świecie zewnętrznym, takimi jak Internet, prywatne sieci korporacyjne lub podsystem multimedialny IP. Interfejsy między różnymi częściami systemu są oznaczone Uu, S1 i SGi, jak pokazano poniżej:

Sprzęt użytkownika (UE)

Architektura wewnętrzna sprzętu użytkownika dla LTE jest identyczna z architekturą używaną przez UMTS i GSM, które w rzeczywistości są urządzeniami mobilnymi (ME). Sprzęt mobilny składał się z następujących ważnych modułów:

Mobile Termination (MT) : Obsługuje wszystkie funkcje komunikacyjne.
Terminal Equipment (TE) : To kończy strumienie danych.
Universal Integrated Circuit Card (UICC): Jest to również znane jako karta SIM do urządzeń LTE. Uruchamia aplikację znaną jako Universal Subscriber Identity Module (USIM).

ZA USIMprzechowuje dane użytkownika bardzo podobne do karty SIM 3G. To zachowuje informacje o numerze telefonu użytkownika, tożsamości sieci domowej, kluczach bezpieczeństwa itp.

E-UTRAN (sieć dostępowa)

Architekturę rozwiniętej naziemnej sieci dostępu radiowego UMTS (E-UTRAN) zilustrowano poniżej.

E-UTRAN obsługuje komunikację radiową między telefonem komórkowym a rozwiniętym rdzeniem pakietowym i ma tylko jeden komponent, rozwinięte stacje bazowe, zwane eNodeB lub eNB. Każdy eNB jest stacją bazową, która kontroluje telefony komórkowe w jednej lub większej liczbie komórek. Stacja bazowa, która komunikuje się z telefonem komórkowym, jest znana jako jej obsługujący eNB.

LTE Mobile komunikuje się jednocześnie z tylko jedną stacją bazową i jedną komórką, a eNB obsługuje dwie główne funkcje:

EBN wysyła i odbiera transmisje radiowe do wszystkich telefonów komórkowych za pomocą analogowych i cyfrowych funkcji przetwarzania sygnałów interfejsu radiowego LTE.
ENB kontroluje niskopoziomowe działanie wszystkich swoich telefonów komórkowych, wysyłając im komunikaty sygnalizacyjne, takie jak polecenia przekazania.

Każdy eBN łączy się z EPC za pomocą interfejsu S1, a także może być połączony z pobliskimi stacjami bazowymi za pomocą interfejsu X2, który jest używany głównie do sygnalizacji i przesyłania pakietów podczas przekazywania.

Domowy eNB (HeNB) to stacja bazowa, która została zakupiona przez użytkownika w celu zapewnienia zasięgu femtocell w domu. Domowy eNB należy do zamkniętej grupy abonentów (CSG) i może być dostępny tylko dla telefonów komórkowych z USIM, który również należy do zamkniętej grupy abonentów.

The Evolved Packet Core (EPC) (The core network)

Architektura Evolved Packet Core (EPC) została zilustrowana poniżej. Istnieje kilka innych elementów, które nie zostały pokazane na schemacie, aby zachować prostotę. Są to takie elementy, jak system ostrzegania przed trzęsieniami ziemi i tsunami (ETWS), rejestr tożsamości sprzętu (EIR) oraz funkcja zasad kontroli i ładowania (PCRF).

Poniżej znajduje się krótki opis każdego z komponentów przedstawionych w powyższej architekturze:

Komponent Home Subscriber Server (HSS) został przeniesiony z UMTS i GSM i jest centralną bazą danych zawierającą informacje o wszystkich abonentach operatora sieci.
Brama sieci danych pakietowych (PDN) (P-GW) komunikuje się ze światem zewnętrznym, tj. sieci danych pakietowych PDN, wykorzystujące interfejs SGi. Każda sieć danych pakietowych jest identyfikowana przez nazwę punktu dostępu (APN). Brama PDN pełni taką samą rolę jak węzeł obsługujący GPRS (GGSN) i obsługujący węzeł obsługujący GPRS (SGSN) z UMTS i GSM.
Brama obsługująca (S-GW) działa jako router i przekazuje dane między stacją bazową a bramą PDN.
Jednostka zarządzania mobilnością (MME) kontroluje działanie telefonu komórkowego na wysokim poziomie za pomocą komunikatów sygnalizacyjnych i serwera abonentów macierzystych (HSS).
Funkcja Policy Control and Charging Rules Function (PCRF) jest komponentem, który nie jest pokazany na powyższym schemacie, ale jest odpowiedzialny za podejmowanie decyzji w zakresie kontroli polityki, a także za kontrolowanie funkcji pobierania opłat opartych na przepływach w funkcji egzekwowania polityki kontroli ( PCEF), który znajduje się w P-GW.

Interfejs między obsługującymi i bramkami PDN jest znany jako S5 / S8. Ma to dwie nieco różne implementacje, a mianowicie S5, jeśli dwa urządzenia znajdują się w tej samej sieci, i S8, jeśli znajdują się w różnych sieciach.