ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ (Θ)

Transcript

1 ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ (Θ) Δνόηηηα 12: ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ Δςζηαθίος Γημήηπιορ Γιδάκηοπαρ Θινηηών ηηλεπικοινυνιών ΥΟΙΖ ΣΔΥΛΟΙΟΓΗΘΩΛ ΔΦΑΡΚΟΓΩΛ ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

2 Άδειερ Υπήζηρ Σο παπόν εκπαιδεςηικό ςλικό ςπόκειηαι ζε άδειερ σπήζηρ Creative Commons. Για εκπαιδεςηικό ςλικό, όπωρ εικόνερ, πος ςπόκειηαι ζε άλλος ηύπος άδειαρ σπήζηρ, η άδεια σπήζηρ αναθέπεηαι πηηώρ.

3 Υπημαηοδόηηζη Σο παπόν εκπαιδεςηικό ςλικό έσει αναπηςσθεί ζηα πλαίζια ηος εκπαιδεςηικού έπγος ηος διδάζκονηα. Σο έπγο «Ανοικηά Ακαδημαϊκά Μαθήμαηα ζηο ΣΔΗ Κενηπικήρ Μακεδονίαρ» έσει σπημαηοδοηήζει μόνο ηη αναδιαμόπθωζη ηος εκπαιδεςηικού ςλικού. Σο έπγο ςλοποιείηαι ζηο πλαίζιο ηος Δπισειπηζιακού Ππογπάμμαηορ «Δκπαίδεςζη και Για Βίος Μάθηζη» και ζςγσπημαηοδοηείηαι από ηην Δςπωπαϊκή Ένωζη (Δςπωπαϊκό Κοινωνικό Σαμείο) και από εθνικούρ πόποςρ. ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

4 Δνόηηηα 12 ΔΤΡΤΕΩΝΗΚΑ ΓΗΚΣΤΑ ΔΤΣΑΘΗΟΤ ΓΖΜΖΣΡΗΟ ΓΗΓΑΚΣΟΡΑ ΚΗΝΖΣΩΝ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΩΝΗΩΝ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

5 Πεπιεσόμενα ενόηηηαρ 1. Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ (SAE) 2. Πλεονεκηήμαηα Απσιηεκηονικήρ ςζηήμαηορ 3. ηοισεία ηηρ LTE SAE απσιηεκηονικήρ 4. ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος 5. ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος ΜΜΔ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

6 κοποί ενόηηηαρ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ

7 Σερλνινγηθό Δθπαηδεπηηθό Ίδξπκα Θεληξηθήο Καθεδνλίαο Σκήκα Κεραληθώλ Πιεξνθνξηθήο ΣΔ Δςπςζωνικά Γίκηςα Δνόηηηα 12 η 7

8 Σερλνινγηθό Δθπαηδεπηηθό Ίδξπκα Θεληξηθήο Καθεδνλίαο Σκήκα Κεραληθώλ Πιεξνθνξηθήο ΣΔ LTΔ, Long Term Evolution System Architecture Evolution Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ Γ. Δςζηαθίος, Σμήμα Μησανικών Πληποθοπικήρ ΣΔ, Σεσνολογικό Δκπαιδεςηικό Ίδπςμα Κενηπικήρ Μακεδονίαρ

9 Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ (SAE) Tν Evolved Packet System (EPS) ηνπ LTE απνηειείηαη από δύν θύξηoπο θόκβνπο: E-UTRAN (enodeb or enb) EPC (Evolved Packet Core) ή αιιηώο Δμειηγκέλν Γίθηπν Θνξκνύ κε Παθέηα δεδνκέλωλ. Σχήμα 1 : Αρχιτεκτονική LTE EPS 9

10 Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ (SAE) Γηαθνξνπνηήζεηο ηωλ SAE δηθηύωλ από ηα πξνγελέζηεξά ηνπο είλαη: Θνηλόο θόκβνο-πύιε γηα όιεο ηηο ηερλνινγίεο. Βειηηζηνπνίεζε αξρηηεθηνληθήο γηα ηνπο ρξήζηεο κε κόλν 2 είδε θόκβωλ. Σχήμα 1 : Αρχιτεκτονική LTE EPS 10

11 Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ (SAE) All-IP ζύζηεκα κε IP πποζαναηολιζμένα ππυηόκολλα ζε όιεο ηηο δηαζπλδέζεηο. Δνζυμάηυζη ηερλνινγηώλ εκηόρ ηυν 3GPP ηερλνινγηώλ. Βεληίυζη ζηο διασυπιζμό ηνπ δηθηύνπ ξαδην-πξόζβαζεο (UTRAN) θαη ηνπ δηθηύνπ θνξκνύ (CN), αλαθνξηθά κε ην δηαρωξηζκό πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε ζηα WCDMA/HSPA. Παξέρεη ςτηλή απόδοζη πνπ λα επζπγξακκίδεηαη κε ηηο απαηηήζεηο ηνπ LTE θαη ηνπ LTE Advanced θαη ηε λέα 4G ηερλνινγία. 11

12 Δξελίξιμη Απσιηεκηονική ςζηήμαηορ (SAE) Πλεονεκηήμαηα: 1) Απμεκέλε ρωξεηηθόηεηα δεδνκέλωλ (data) ζηελ θαζνδηθή δεύμε (100Mbps). 2) All IP αξρηηεθηνληθή: νη πάξνρνη ζα πηνζεηήζνπλ ηελ πιήξε IP κνξθνπνίεζε ηνπ δηθηύνπ. 3) Κεηωκέλνο ρξόλνο ιαλζάλνπζαο θαζπζηέξεζεο (latency): Ιόγω ηνπ απμεκέλνπ επηπέδνπ αιιειεπίδξαζεο θαη ηωλ πην γξήγνξωλ απνθξίζεωλ πνπ απαηηνύληαη, ε SAE εμειίρζεθε κε ηε ινγηθή λα εμαζθαιίδεη όηη ε ιαλζάλνπζα θαζπζηέξεζε ζα κεηωζεί ζηα 10ms πεξίπνπ. 12

13 Πλεονεκηήμαηα Απσιηεκηονικήρ ςζηήμαηορ 4) Κειυμένο κόζηορ απόκηηζηρ εξοπλιζμού και λειηοςπγικό κόζηορ (CAPEX and OPEX): Kύξηνο ζθνπόο θάζε παξόρνπ θηλεηήο ηειεθωλίαο είλαη ε κείωζε ηνπ θόζηνπο. Δίλαη επνκέλωο βαζηθό θάζε λένο ζρεδηαζκόο λα μειώνει ηόζν ην θόζηνο απόκηηζηρ εξοπλιζμού (capital expenditure, CAPEX) όζν θαη ην κόζηορ λειηοςπγίαρ (operational expenditure, OPEX). Κε ηε λέα επίπεδε αξρηηεθηνληθή (flat architecture) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε SAE, έρνπκε κόλν δύο είδη κόμβυν (E- UTRAN θαη EPC). 13

14 ηοισεία ηηρ LTE SAE απσιηεκηονικήρ ηοισεία ηος LTE Evolved Packet Core (EPC) 14

15 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Evolved Packet Core ή EPC: ζπλδέεη ηνπο ζηαθμούρ βάζηρ (enodebs) ρήκα 2: LTE SAE Evolved Packet Core Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 15

16 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Σν EPC απνηειείηαη από ηα αθόινπζα βαζηθά κέξε: Mobility Management Entity, MME: Σν ΚΚΔ είλαη ν βαζικόρ κόμβορ γηα ηελ ππόζβαζη ζηο LTE SAE δίκηςο θαη ηνλ έιεγρν ιεηηνπξγίαο ηνπ, δηαρεηξηδόκελν ηηο εμήο ιεηηνπξγίεο: Α) Ηρλειάηεζε ηνπ ηεξκαηηθνύ ρξήζηε (UE) όηαλ είλαη ζε αδξάλεηα (Idle mode). Β) Δλεξγνπνίεζε/απελεξγνπνίεζε ηνπ θνξέα. Γ) Δπηινγή ηεο πύιεο SGW (Serving Gateway) γηα έλαλ ρξήζηε (UE). Γ) Κεηαπνκπή (Intra-LTE handover) πεξηθιείνληαο θαη ηνλ θόκβν εληνπηζκνύ ηνπ δηθηύνπ θνξκνύ. Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 16

17 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος - ΚΚΔ Mobility Management Entity, MME λειηοςπγίερ: Δ) Αιιειεπίδξαζε κε ην HSS (Home Subscriber Server) γηα λα πηζηνπνηήζεη ην ρξήζηε ζηελ επιζύνατη roaming πεπιοπιζμών. Σ) Πξνζθέξεη πξνζωξηλέο ηαπηόηεηεο γηα ηα ηεξκαηηθά ρξεζηώλ (UE). Ε) Υεηξίδεηαη ηελ αζθάιεηα ηος κλειδιού διασείπιζηρ θαη άξα απνηειεί ην ζεκείν όπνπ κπνξεί λα εθαπμοζηεί μια νομική ανασαίηιζη ηος ζήμαηορ. Σχήμα 2 : LTE SAE Evolved Packet Core 17

18 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Serving Gateway, SGW: Γηαρεηξίδεηαη ην επίπεδν θνξεηόηεηαο ηωλ ρξεζηώλ. H πύιε SGW δξνκνινγεί θαη πξνωζεί IP παθέηα δεδνκέλωλ ηνπ ρξήζηε θαη ελεξγεί ωο ζπληνληζηήο θηλεηηθόηεηαο γηα ηνπο ζηαζκνύο βάζεο (enodeb) όηαλ νη ρξήζηεο (UE) θηλνύληαη κεηαμύ ηωλ. Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 18

19 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Serving Gateway, SGW: To ΚΚΔ δίλεη εληνιή ζηε SGW λα αιιάμεη ηελ ζύλδεζε απν ηνλ έλα enodeb ζηνλ άιιν. Όηαλ έλαο ρξήζηεο (UE) βξεζεί ζε θαηάζηαζε αδξάλεηαο νη πόξνη ζηνλ enodeb απειεπζεξώλνληαη θαη ε πνξεία ηωλ δεδνκέλωλ ηεξκαηίδεη ζηελ SGW. Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 19

20 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Packet Data Network, (PDN) Gateway, PGW: Παξέρεη δπλαηόηεηα δξνκνιόγεζεο ηνπ Evolved Packet System (EPS) κε εμωηεξηθά δίθηπα παθέηωλ δεδνκέλωλ (κε 3GPP δίθηπα). Έλαο ρξήζηεο (UE) κπνξεί λα έρεη ηαπηόρξνλε ζύλδεζε κε πεξηζζόηεξεο απν κία πύιεο PGW γηα πξόζβαζε ζε πνιιαπιά δίθηπα παθέηωλ δεδνκέλωλ (Packet Data Networks). Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 20

21 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Packet Data Network, (PDN) Gateway, PGW: Ζ πύιε PGW πεξηιακβάλεη ην PCEF (Policy Control Enforcement Function) ην νπνίν εθηειεί: Α) ηηο ιεηηνπξγίεο ηωλ ππιώλ ειέγρνπ (gating) Β) ην θηιηξάξηζκα (filtering) πιιέγεη ηηο πιεξνθνξίεο ρξέωζεο. Σχήμα 2 : LTE SAE Evolved Packet Core 21

22 ηοισεία ηος LTE Evolved Packet core δικηύος Policy and Charging Rules Function, PCRF: ζπγθεληξώλεη πιεξνθνξίεο από θαη πξόο ην δίθηπν, από ζπζηήκαηα ιεηηνπξγηθήο ππνζηήξημεο θαη άιιεο πεγέο ζε πξαγκαηηθό ρξόλν. H PCRF είλαη έλα ζηνηρείν ηνπ δηθηύνπ πνπ είλαη ππεύζπλν γηα ηελ πνιηηηθή θαη ηνλ έιεγρν ρξέωζεο.σέινο, ε PCRF είλαη έλαο server ζπλήζωο ηνπνζεηεκέλνο κε άιια CN ζηνηρεία ζε ηειεθωληθά θέληξα. Σχήμα 2: LTE SAE Evolved Packet Core 22

23 Σέλορ Δνόηηηαρ ΔΤΡΤΕΩΛΗΘΑ ΓΗΘΣΤΑ - ΣΚΖΚΑ ΚΖΥΑΛΗΘΩΛ ΠΙΖΡΟΦΟΡΗΘΖ ΣΔ