Hálózati és szolgáltatási architektúrák Lovász Ákos 2013. február 23.
Long Term Evolution • Mobilhálózatok – előzmények, áttekintés • Jellemzők • Architektúra
Mobilhálózatok – 1G • Első generációs mobil távközlő rendszerek • Analóg • 1980-as évek • Pl. NMT, AMPS, stb. • 28 kbit/s – 56 kbit/s
Mobilhálózatok – 2G • Második generációs mobil távközlő rendszerek • 1990-es évektől • Digitális • GSM, CDMAOne, D-AMPS • Nagyobb teljesítmény, jobb minőség • GPRS (2.5G), EDGE(2.75G)
Mobilhálózatok – 3G • Harmadik generációs mobil távközlő rendszerek • IMT-2000 szabványt kielégíti • Nagy sebesség, szimultán beszéd- és adatátvitel • UMTS, CDMA-2000, W-CDMA • 3.5G (HSPA 3.6, HSPA 7.2)
Mobilhálózatok – pre-4G • • • •
3.9G WiMax, LTE, HSPA+, HSPA 14 LTE, mint 4G = marketingfogás Valójában nem teljesítik az ITU-R IMTAdvanced – vagyis a 4G hálózatok szabványát (pl. az 1GB/s sebességet)
Mobilhálózatok – 4G • True 4G • LTE Advanced, WiMax 2 • Követelmények: all-IP; együttműködés a meglévő szabványokkal; 100Mbit/s seb. mobil, 1Gbit/s fix kliens esetén, skálázható sávszél. 5-20, vagy akár 40MHz-ig; seamless handover, dinamikus erőforráshasználat, stb. Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/IMT-Advanced
Mobilhálózatok – sebesség
Forrás: http://techtectology.blogspot.hu/2011/11/4g-vs-3g-vs-25g-vs-2g-vs-1g.html
LTE • Célok: – Kapacitás- és sebesség növelés – Hálózati architektúra egyszerűsítése IP alapú rendszerré – Késleltetés jelentős csökkentése
LTE • 3GPP szabvány • Történelem: – – – –
2004-ben kezdtek rajta dolgozni 2008. dec.: Rel. 8 2009. dec.: véglegesítés - Rel 9 2009. dec. 14: első publikus LTE szolgáltatás – Oslo és Stockholm – USB modem - TeliaSonera – 2010-től terjed – több szolgáltatónál – 2011. febr. 10: Samsung Galaxy Indulge MetroPCS
LTE • Samsung LTE Modem by Telia
Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Samsung_4G_LTE_modem-4.jpg
LTE • Samsung Galaxy Indulge by Metro PCS
Forrás: http://blog.laptopmag.com/hands-on-metro-pcs-brings-first-lte-android-smart-phone-to-theworld/samsung_indulge_9
LTE - Specs • 300 Mbit/s DL, 75 Mbit/s UL • <5ms késleltetés a RI-en • Gyorsan mozgó kliensek (350km/h) támogatása • Multicast, broadcast • 1.4 - 20MHz, FDD és TDD support
Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/LTE_(telecommunication)
LTE – Hálózati architektúra • SAE – System Architecture Evolution • EPC – Evolved Packet Core – – – –
SAE fő komponense (a.k.a. SAE Core) IP-based GPRS Core Network helyett Seamless HO régebbi hálózatok (GSM, UMTS, CDMA200) felé is
• EUTRAN – LTE Air Interface – MIMO
MIMO • Multiple Input – Multiple Output • Több antenna adó és vevő oldalon is több utas jeltovábbítás • LTE: – DL: 2x2, 4x2, 4x4 – UL: 1x2, 1x4
Források: http://en.wikipedia.org/wiki/MIMO http://4gwirelessjobs.com/articles/article-detail.php?LTE-MIMO-Concepts&Arid=MTQz&Auid=OTY=
E-UTRA • evolved UMTS Terrestrial Radio Access/ Evolved Universal Terrestrial Radio Access • DL @ 20MHz: – 299.6 Mbit/s @ 4x4 MIMO – 150.8 Mbit/s @ 2x2 MIMO
• UL @ 20MHz: – 75.4 Mbit/s @ 1x2 MIMO
• 350 - 500 km/h-val mozgó terminálok támogatása (frekvenciasávtól függően)
E-UTRA • Minden jelenleg használt fr. sáv támogatása • Rugalmas sávszél: 1.4,3,5,15,20 MHz • Akár 5x hatékonyabb spektrumkihasználás, mint a HSPA-nál • 10m-100km cellaátmérő • 200 aktív kliens 5 MHz-enként • DL: OFDMA, UL: SC-FDMA
E-UTRAN – EPC Az e(volvled)NodeB-k az UMTS-ből már ismert NodeB-k és RNC-k utódai. Az egyszerűsítés oka a késleltetés csökkentése a RI-en. Az eNodeB-k az S1 interfészen kapcsolódnak az EPChez, egymással pedig az X2 interfészen vannak összekötve, amelyen a rádiós csatornával kapcsolatos információk cserélődnek.
EPC architektúra
Forrás: http://www.3gpp.org/The-Evolved-Packet-Core
EPC architektúra • HSS (Home Subscriber Server) – User/subscriber data – HLR+AuC funkciók
• Serving Gateway – RI és EPC összekötése, felhasználói sík kezelése – Be- és kimenő IP csomagok routingja az UE felé – eNodeB-k és 3GPP-n belüli HO támogatása
Forrás: http://www.3gpp.org/The-Evolved-Packet-Core
EPC architektúra • PDN GW(Packet Data Network Gateway) – EPC-t köti össze külső IP-hálózatokkal (PDNekkel), a PDN-ek és az EPC közötti csomagokat route-olja – IP address / IP prefix allocation, policy control, charging
• MME (Mobility Management Entity) – Fő irányító egység – Feladatai: idle mode UE tracking és paging, user authentkáció (HSS-el), NAS jelzések itt érnek véget Forrás: http://www.3gpp.org/The-Evolved-Packet-Core
