Komunikační služby v sítích IP pro integrovanou výuku VUT a

Transkript

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
Komunikační služby v sítích IP pro
integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO
Garant předmětu:
Doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.
Autoři textu:
BRNO * 2014
Vznik těchto skript byl podpořen projektem č. CZ.1.07/2.2.00/28.0062
Evropského sociálního fondu a státním rozpočtem České republiky.
2
Autor
Název
Vydavatel
Vydání
Rok vydání
Náklad
ISBN
FEKT Vysokého učení technického v Brně
Komunikační služby v sítích IP pro integrovanou výuku VUT a VŠBTUO
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Ústav telekomunikací
Technická 12, 616 00 Brno
první
2014
elektronicky
978-80-214-5119-3
Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou.
Komunikační služby v sítích IP pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO
3
OBSAH
ÚVOD ........................................................................................................................................ 5
1
ROZVOJ DATOVÝCH SÍTÍ A SLUŽEB ...................................................................... 7
1.1 PEVNÉ DATOVÉ SÍTĚ ........................................................................................................ 7
1.2 LOKÁLNÍ A PEVNÉ BEZDRÁTOVÉ DATOVÉ SÍTĚ................................................................. 7
1.3 MOBILNÍ DATOVÉ SÍTĚ ..................................................................................................... 8
2
1.3.1
Nástup mobilních síťových technologií ........................................................ 8
1.3.2
Nárůst požadavku na datové služby v mobilních sítích ............................... 8
TECHNOLOGICKÉ ZMĚNY PRO NÁSTUP ALL-IP SÍTÍ ..................................... 11
2.1 ARCHITEKTURY MOBILNÍCH SÍTÍ .................................................................................... 11
2.2 HLAVNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ MOBILNÍCH SÍTÍ .................................................................. 14
2.3 DALŠÍ TECHNOLOGICKÉ INOVACE PRO DALŠÍ ROZVOJ MOBILNÍCH SÍTÍ........................... 24
2.3.1
Technologie A/Gb/Iu – flex ........................................................................ 24
2.3.2
Sdílení síťových subsystémů mobilních sítí ................................................ 27
2.4 DALŠÍ MOŽNOSTI ZVYŠOVÁNÍ KAPACITY RÁDIOVÉHO ROZHRANÍ MOBILNÍCH SÍTÍ ......... 29
3
MOBILNÍ SYSTÉMY LTE (EPS) ................................................................................ 31
3.1 MOBILNÍ SÍTĚ ČTVRTÉ GENERACE .................................................................................. 31
3.2 CHARAKTERISTIKA SÍTĚ EPS ......................................................................................... 31
3.3 NÁSTUP MOBILNÍCH SÍTÍ LTE ........................................................................................ 32
3.4 ARCHITEKTURA MOBILNÍ SÍTĚ EPS ................................................................................ 36
3.4.1
Podpora kvalitativních požadavků služeb.................................................. 39
3.4.2
Výběr typu přístupu do EPC ...................................................................... 41
3.4.3
Zkvalitnění pokrytí oblasti ......................................................................... 43
3.4.4
Služby E-MBMS ......................................................................................... 46
4
PROTOKOLOVÁ ARCHITEKTURA EPS................................................................. 54
5
PROCEDURY ................................................................................................................. 56
5.1 SPRÁVA RELACÍ ............................................................................................................. 56
5.1.1
Aktivace vyhrazeného nosiče - procedura Dedicated Bearer Activation .. 56
5.2 PROCEDURY PŘEDÁVÁNÍ AKTIVNÍHO SPOJENÍ (HANDOVER) .......................................... 60
5.3 PROCEDURY ŘÍZENÍ SPOJENÍ S DALŠÍ DATOVOU SÍTÍ ...................................................... 65
5.4 HLASOVÁ SLUŽBA V SÍTÍCH EPS.................................................................................... 66
4
5.4.1
Realizace hovorové služby prostřednictvím techniky CS fallback ............ 67
ZÁVĚR .....................................................................................................................................70
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ...................................................................................71
5
Úvod
Současnost je v oblasti elektronických komunikačních systémů charakterizována
bouřlivým rozvojem Internetu, který lze pojmout, jednak jakožto všudypřítomné a globálně
obepínající komunikační médium, a jednak jako zdroj rozmanitých komunikačních a
informačních služeb.
První z výše uvedených pohledů na Internet jako na globální transportní infrastrukturu,
lze rozdělit do dvou částí, a to na sítě přístupové a sítě transportní. V oblasti přístupových sítí
existuje široká plejáda technologií, a to jednak pevných kabelových, kde vévodí technologie
Ethernet (EFM po metalice, či xPON po pasivních optických sítích) a xDSL technologie, dále
pevných bezdrátových, které jsou zastoupeny řadou mikrovlnných technologií (např.
WiMAX), dále lokálních bezdrátových technologií s malým rozsahem mobility terminálů
(zde je hlavním zástupcem rodina technologií vyvíjená sdružením IEEE, např. IEEE 802.11 WiFi, 802.15.1 – BlueTooth, 802.15.4 – ZigBee) až po rozsáhlé bezdrátové s mobilitou
velkého rozsahu, kam patří pozemní či satelitní mobilní sítě.
Oblast transportních sítí může být dále dělena na agregační a páteřní. Agregační sítě
jsou v současnosti sítě typu Ethernet nejčastěji na bázi optických spojů, jejichž cílem je
sdružování datových toků od jednotlivých zákazníků, a využívají techniku L2 přepínání.
Páteřní části pak provádějí transport paketů přes jednotlivé úrovně internetových
poskytovatelů od jednoho koncového uzlu k druhému a zpět a jejich hlavním úkolem je co
nejvýkonnější proces směrování. Na nejnižší části fyzické vrstvy je dnes typicky nasazena
vláknová optika s přenosem typu DWDM s kapacitami od stovek gigabitů za sekundu až
desítky terabitů za sekundu po jednom jednovidovém vláknu, a s dosahy i několika stovek
kilometrů
za
použití
mezilehlých
optických
zesilovačů.
Přenos
IP
paketů
po
vysokokapacitních optických spojích je pak řešen buď technologiemi SDH či SONET nebo
přímo technologií MPλS (MPLS over lambda).
Z globálnosti Internetu pak plyne i globální dosah komunikačních a informačních
služeb, což vytváří globální konkurenční prostředí, které způsobují enormní konkurenční
tlaky mezi společnostmi nabízející komunikační a informační služby. Tento problém pak
doléhá i na tradiční lokální telekomunikační operátory, jejichž sítě díky konvergenci do
prostředí IP sítí přestávají býti poskytovatelem top-level služeb, ale pouhými poskytovateli
přístupu do Internetu, kde se teprve vlastní poskytování top-level služeb odehrává. S tímto se
snaží tradiční telekomunikační operátoři bojovat různými způsoby, především tím, že se snaží
nabízet služby s podporou QoS, s širší nabídkou doplňkových služeb, současně s příznivou
6
cenovou politikou. Aby toto mohli operátoři zajistit, a přitom podnikat se ziskem, nezbývá
jim, než současně hledat cesty pro minimalizaci nákladů typu CAPEX i OPEX. To lze řešit
jednak samozřejmě optimalizací činností ve vlastní organizaci a jejím zeštíhlením, dále
přenesením tlaku na výrobce komponentů, aby nabízeli produkty za nižší ceny a sami u sebe
hledali úspory, případně sdílením částí sítě mezi více operátory. Jiná cesta ke zvýšení profitu
je reorganizace celé vlastní infrastruktury poskytování telekomunikačních služeb a její správy
pomocí samostatného a jednotného systému poskytování služeb založeného na konvergované
platformě IP sítí s otevřeným a standardizovaným rozhraními pro stávající i budoucí služby, a
nezávislého na konkrétní transportní infrastruktuře. To je případ implementace systému IMS
(IP Multimedia Subsystem). Přechod na takovýto systém je v počátcích nákladnější (vyšší
CAPEX), avšak s vysokým potenciálem poskytování široké nabídky služeb, a to především
do budoucna.
7
1 Rozvoj datových sítí a služeb
Jak již bylo prezentováno v Úvodu, dnešní éra konvergence sítí a transportních
technologií do paketových technologií založených na protokolové sadě TCP/IP otevřela volné
pole pro vývoj široké plejády rozmanitých služeb, které lze díky globálnímu pokrytí
Internetem, jenž je na této protokolové sadě založen, nabízet napříč celou Zeměkoulí.
Příkladem tohoto jsou globální služby sociálních komunikačních sítí, například Facebook,
Twitter a řada dalších; dále telefonní či videokonverzační služby typu Skype; a mnoho tzv.
cloudových služeb.
1.1 Pevné datové sítě
Základem pevných sítí jsou kabelové spoje, které jsou v přístupových sítích jak
metalické, kdy jsou zastoupeny kabelážemi nejčastěji typu UTP nebo kroucenou dvojlinkou
jakožto standardní telefonní přípojkou (– původní účastnické telefonní ), případně ještě
koaxiálními kabely u poskytovatelů distributorů televizního vysílání a přístupu k Internetu
současně (systémy TKR); tak i optické, především v podobě pasivních optických sítí typu
GPON, EPON, GEPON, 10G-PON, WDM-PON, apod. Páteřní sítě pak využívají převážně
optických spojů s využitím jednovidových optických vláken a technologie hustého vlnového
multiplexu – DWDM a na nejvyšších úrovních s čistě optickým přepínáním vlnových délek
pomocí techniky MPλS.
1.2 Lokální a pevné bezdrátové datové sítě
Lokální bezdrátové sítě jsou v dnešní době zastoupeny především technologiemi
specifikovanými sdružením IEEE, a to konkrétně řadami standardů 802.11 a 802.15.
Mezi pevné bezdrátové sítě s metropolitním rozsahem patří technologie WiMAX
(Worldwide Interoperability for Microwave Access) specifikovaná standardem IEEE 802.16,
kde tento typ ještě nezahrnuje podporu mobility, která se objevila až u standardu IEEE
802.16e a později (2011) u standardu 802.16m.
8
1.3 Mobilní datové sítě
1.3.1
Nástup mobilních síťových technologií
Mobilní způsob komunikace dnes jednoznačně ovládl pole přístupových technologií ke
globální síti Internet, protože vnáší do elektronických komunikací svobodu pohybu, což je
taková výhoda, která se i navzdory problémům komunikace za pohybu, jako jsou rušení,
rychle se měnící podmínky rádiového spoje, a náročnosti technologií, které tyto problémy
musí řešit, prosadila tak, že se mobilní sítě staly vedle sítí pro realizaci hovorových služeb,
díky rozvoji sítí 3G v podobě technologie HSPA+ a především nynějšímu nástupu sítí 4G
v podobě technologie EPS s přístupovou sítí LTE (Long Term Evolution), i sítěmi pro
rozmanité datové služby nejčastěji pocházející přímo z prostředí Internetu, a to hlavně pro
službu www, služby elektronické pošty, a stále více pro streamování multimediálních
datových toků, kde hlavními představiteli jsou – na prvním místě zřejmě je to služba youtube,
ale i streamování rozhlasového či televizního vysílání po Internetu, které je nabízeno mnoha
providery, a také webové stránky jsou dnes plné multimediálního obsahu. Další změnou
probíhající v Internetu v posledním období, která se odehrává především v oblasti
bezdrátových a mobilních přístupových sítích, je, že koncovými uzly se stále více stávají
automaty, tj. automatizovaná zařízení bez lidské obsluhy, která se nacházejí relativně blízko a
potřebují mezi sebou často komunikovat, na což především mobilní sítě nejsou navrženy, a
čeká je tedy řada změn, aby tento typ komunikace efektivně podporovaly.
1.3.2
Nárůst požadavku na datové služby v mobilních sítích
Mnoho desetiletí vévodila telekomunikačním službám služba hlasová. Zpočátku
zavedení datových služeb nebyly požadavky na datové přenosy po mobilních sítích výrazné.
Bylo to jednak z důvodu užívání takových služeb, které nebyly příliš náročné na přenosové
rychlosti a také z důvodu vysokých cen za datové služby v mobilních sítích. V druhé polovině
první dekády dvacátého prvního století však objem přenesených dat vykázal exponenciální
nárůst. Stalo se to především z důvodu technologických změn, dále změny v cenových
politikách jednotlivých operátorů, prudkého rozvoje sociálních sítí i nárůst obliby dalších
služeb, především typu streamování videa, video on demand, aj. Nárůst provozu v uplynulých
letech je zřejmý z Obr. 1.1. Je zde zřetelně vidět především nárůst datových služeb, který má
exponenciální charakter, zatímco hlasové služby zaznamenávají lineární růst s náznakem
spíše k logaritmickému kurzu.
9
Obr. 1.1: Nárůst datového provozu v letech 2007 – 2011 (zdroj společnost Ericsson, [52])
Na základě analýzy byla vyhotovena předpověď na dalších pět let, která je zachycena na Obr.
1.2. Zatímco odhad vývoje objemu hlasových služeb víceméně předpokládá jen velice malý
růst či spíše stagnaci, předpoklad tendence exponenciálního nárůstu objemu datových služeb
provozovaných po mobilních sítích tu pokračuje. Je to pochopitelné, protože právě v datových
službách existuje největší potenciál růstu z důvodu ohromného nárůstu množství dat, které je
zapotřebí přenášet či sdílet, a následného mohutného rozvoje datových komunikačních služeb
a stále vzrůstající obliba jejich využívání.
10
Obr. 1.2: Předpověď vývoje provozu hlasových a datových služeb z roku 2011 (zdroj - Analysys Mason,
[52])
Jasnou odpovědí na tento trend byl vývoj standardů pro čistě paketovou mobilní síť a jeho
stále pokračující rozvoj za účelem uspokojení stále rostoucího požadavku na datové služby.
11
2 Technologické změny pro nástup all-IP sítí
2.1 Architektury mobilních sítí
Úkolem mobilní sítě je zajistit rádiový přístup mobilních terminálů k vlastní síti pro
možnost realizovat telekomunikační za pohybu ve velkém rozsahu vzdáleností i rychlostí.
Obecná podoba architektury mobilních sítí je zachycena na Obr. 2.1.
Externí sítě
Páteřní
síť
Rádiová
přístupová síť
CN – Core
Network
RAN – Radio
Access Network
Obr. 2.1: Základní forma architektury mobilních sítí
Architekturu tvoří rádiová přístupová síť RAN (Radio Access Network), která řídí
rádiovou komunikaci terminálů se sítí a přenáší uživatelská (aplikační data) do páteřní části
sítě CN (Core Network). Páteřní síť pak zajišťuje řídicí funkce týkající se přihlašování a
mobility, a samozřejmě samotného poskytování telekomunikačních služeb. V nejnovějších
architekturách bývá část pro poskytování telekomunikačních služeb řešena jako samostatný
subsystém, který tak může být i nezávislý na typu vlastní mobilní sítě. To je případ
subsystému IMS (IP Multimedia Subsystem).
K výše uvedeným, alespoň z pohledu uživatelů nejdůležitějším částem nezbytně přísluší
část zajišťující správu chodu mobilní sítě jako celku, tedy systému pro poskytování
12
telekomunikačních služeb a také jako prostředku podnikání. Tato část správy se označuje jako
OSS (Operation and Support System).
Moderní mobilní architektura tak může ve výsledku mít podobu, která je blokově
znázorněna na Obr. 2.2.
Obr. 2.2: Komplexnější pohled na architekturu současných mobilních sítí
Nezbytným prvkem RAN jsou základnové stanice, které pomocí rádiových jednotek a
anténních systémů zajišťuje pokrytí území pomocí buňkového systému, viz Obr. 2.3. U sítí
2G se základnová stanice označuje jako BTS (Base Transceiver Station) u 3G jako NodeB a u
4G jako e-NodeB. Dalším prvkem, který je přítomen v RAN mobilních sítí druhé a třetí
generace je kontrolér základnových stanic, u 2G sítí označovaný jako BSC (Base Station
Controller) u sítí 3G jako RNC (Radio Network Controller).
Obr. 2.3: Zjednodušená prezentace buňkového systému pro pokrytí území rádiovým signálem
13
Páteřní část sítě CN je tvořena čtyřmi hlavními druhy komponentů:
•
řídicí prvek pro správu mobility,
•
přepravní prvky zajišťující přepojování uživatelské i řídicí informace,
•
řídicí prvek pro poskytování telekomunikačních služeb,
•
databáze uživatelů.
Subsystém OSS zajišťuje několik druhů činností:
•
dohled nad funkčností sítě – součást sbírá údaje o aktuálním stavu všech ostatních
součástí sítě, řeší výpadky, vyhodnocuje vývoj zatížení v síti a skladbu jeho profilu.
Součást se označuje jako OMC (Operation and Maintenance Centre),
•
správa organizace sítě – řeší otázku plánování, konfigurace a optimalizace síťových
součástí. Součást se označuje jako NMC (Network Management Centre),
•
administrační centrum – správa uživatelských účtů, účtování, ekonomické
středisko, apod. Součást se označuje jako ADC (Administration Centre).
Síť daného operátora musí být propojena s dalšími sítěmi jednak jiných operátorů, ale i
jiných typů, viz Obr. 2.4, aby byla zajištěna co nejširší konektivita, a v neposlední řadě i co
nejbohatší dostupnost služeb.
14
páteřní datová
síť propojující
sítě PLMN
mobilní síť B
mobilní síť C
telefonní síť
mobilní síť A
datová síť
rozhlasová síť
televizní síť
Obr. 2.4: Vzájemné propojení rozmanitých druhů telekomunikačních sítí
2.2 Hlavní vývojové stupně mobilních sítí
Jak již bylo prezentováno v úvodu, mobilní sítě se z hlediska vývoje rozdělují do tzv.
generací. Jeden z představitelů první generace rozšířeného především v Evropě je zachycen na
Obr. 2.5. První mobilní sítě byly samozřejmě analogové a byly založeny na stávající
analogové telefonní síti.
15
PSTN
MTX
Obsluha
služeb
Obsluha
služeb
Základnová
stanice
MTX
Základnová
stanice
Oblast provozu
Oblast provozu
Obr. 2.5: Mobilní síť první generace - architektura sítě NMT
Základním znakem mobilních sítí druhé generace (2G) je přechod na digitální způsob
komunikace. Nejrozšířenějším zástupcem je systém GSM (Global System for Mobile
communication), jehož architektura je zachycena na Obr. 2.6.
Obr. 2.6: Mobilní síť druhé generace - architektura sítě GSM
Úvodní formy mobilních sítí druhé generace podporovaly datové přenosy pouze typu
CSD (Circuit-Switched Data), tedy po okruhově spojované architektuře. Stále jasněji se však
ukazovala potřeba podpory paketového principu přenosu, který v pevných datových sítích již
dlouhé roky prosperoval a ukazoval cestu dalšího vývoje telekomunikačních sítí. Reakcí na
tento vývojový směr byl návrh infrastruktury pro podporu paketové komunikace v mobilních
sítích. V rámci vývoje GSM byla navržena technologie GPRS, později rozšířená formu
EGPRS zavedením techniky EDGE. Struktura výsledné mobilní sítě označované jako 2,5G či
2,75G je zachycena na Obr. 2.7. Z obrázku je patrné, že největší změna nastala v oblasti
16
páteřní části sítě, kde vedle okruhově spojované části (CS) musela nově vzniknout paketově
přepojovaná doména (PS).
Obr. 2.7: Architektura mobilní sítě GSM/(E)GPRS
Při přechodu na sítě třetí generace došlo ke změnám především v oblasti rádiové
přístupové sítě, kde se změnila přístupová technologie z FDMA/TDMA na CDMA, přesněji
WCDMA (Wide-band CDMA) a paketový způsob komunikace se stal integrální součástí
síťové architektury. U technologie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
bylo vůči síti GSM označení základnových stanic změněno z BTS na NodeB, označení
kontroléru BSC na RNC, viz Obr. 2.8. Podstatnější než změna názvů však byly technologické
změny. Kromě již zmíněné přístupové technologie WCDMA patří mezi významné změny
nasazení technologie ATM jako základní přenosové technologie mezi prvky RAN, a také
specifikace nového rozhraní mezi kontroléry RNC, umožňující provozovat tzv. soft-handover
nejen mezi buňkami pod správou jednoho kontroléru RNC (jednoho subsystému RNS), ale
mezi buňkami sousedících subsystémů RNS propojených rozhraním Iur.
17
Obr. 2.8: Architektura počátečních verzí sítě UMTS
Výsledný efekt změny sítě druhé generace na počáteční verze třetí generace však nebyl
především pro zákazníky tak výrazný, jak se před zaváděním sítí 3G slibovalo. V doméně CS
byla největším vylepšením možnost videotelefonie, která se však nerozšířila v takovém
rozsahu, jak se původně předpokládalo. PS doména zůstala víceméně nezměněná a změna
v RAN nepřinesla výrazný pokrok v propustnosti, jednalo se o něco málo větší rychlost než se
dosahovala u technologie EDGE (cca 200 kb/s), a latence mobilní sítě pro paketový provoz
také dramaticky nepoklesla (cca 200-300 ms), což stále bylo mnoho pro nasazení datových
služeb v reálném čase. Hned tedy bylo zřejmé, že v brzké době musí následovat další inovace.
Současně se také ukázalo, že náklady díky vysoké ceně pronajímaných spojů a nákladům na
provoz technologie ATM v rádiové přístupové síti, i provoz dvou odlišných domén v páteřní
síti jsou vzhledem k stále vyšším tlakům na snižování cen za jednotku objemu datových
služeb neúnosné.
Dalším vývojovým krokem byla architektura označovaná jako NGN (Next Generation
Network), která používá pro transport v páteřní síti paketovou síť IP pro všechny druhy služeb
a pomocí technologie MPLS a technik podpory QoS zajišťuje hodnoty potřebných parametrů
18
v mezích požadovaných jednotlivými službami. Původní ústřední prvek CS domény –
ústředna MSC je rozdělena na následující funkční entity:
• MGW (Media Gateway) – uzel pro transformaci formátů aplikačních (uživatelských)
dat mezi síťovými subsystémy s odlišnými způsoby kódování i přepravy,
• MSC server – zpracování signalizačních (řídicích) zpráv uvnitř IP páteřní části,
obecněji nazývaný také jako Softswitch (softwarová ústředna),
• MGC (Media Gateway Controller) – řídicí entita pro ovládání prvků MGW, nejčastěji
bývá řešena jako součást MSC serveru,
• SGW (Signalling Gateway) – konverze formátů a způsobu transportu pro řídicí
zprávy.
Aplikace filozofie NGN do prostředí mobilních sítí jako inovace UMTS sítě byla verze Rel. 4,
viz Obr. 2.9.
Privátní
datová síť A
INTERNET
Privátní
datová síť B
GGSN
SGSN
SGSN
RNC
PLMN
HLR
NodeB
RNC
IP páteřní
síť
MSCserver
NodeB
MGW
NodeB – Base Station
RNC – Radio Network Controller
MSC – Mobile services Switching
Center
MGW – Media Gateway
SGW – Signalling Gateway
HLR – Home Location Register
SGSN – Serving GPRS Support Node
GGSN – Gateway GPRS Support Node
PSTN – Public Switched Telephone Network
PSDN – Packet Switched Data Network
NodeB
MGW
MGW
SGW
PSTN
Obr. 2.9: Architektura sítě UMTS dle Rel. 4
Dalším vývojovým stupněm bylo pronikání IP transportu i do rádiové přístupové sítě.
To bylo poprvé specifikováno 3gpp v dokumentech Rel. 5. Byla zde implementována tzv.
19
All-IP (flat) transportní architektura vytvářející podmínky pro široce flexibilní formu
komunikačních vazeb. Došlo tak k oddělení fyzické a funkční organizace mobilních sítí. Pro
možnost flexibilního způsobu vazeb mezi funkčními entitami mobilní sítě musela být
upravena i komunikační infrastruktura, tedy existence ploché transportní architektury
založené na některé z perspektivních transportních technologií, např. Ethernet (původně se jí
zdála být technologie ATM) a síťovém protokolu IP, tj. transportní roviny s přepojovacími
uzly – přepínači a směrovači a efektivním způsobu přepojování. Princip je uveden na Obr.
2.10, kde pomocí seznamu logických adres lze jeden uzel napojit na více obsluhujících uzlů, a
to ať už pro případ, že hlavní uzel přestane fungovat, či za účelem rozložení zátěže.
Obr. 2.10: Změna způsobu propojení mezi funkčními entitami pro možnost flexibilní architektury
Další výrazným inovačním počinem v rámci Rel.5 je návrh subsystému IMS (IP
Multimedia Subsystem), který vytváří další vrstvu funkčních entit orientovaných na
poskytování telekomunikačních a informačních služeb. Nově vzniklá architektura odstiňuje
systém poskytování služeb od konkrétního typu síťové technologie, což poskytuje velkému
telekomunikačnímu operátorovi jednotnou formu pro poskytování telekomunikačních a
informačních služeb, správu uživatelských účtů a způsobu účtování napříč všemi možnými
přístupovými a transportními technologiemi. Základní podoba subsystému IMS a jeho
napojení na jednotlivé typy transportních či přístupových sítí je uvedeno na Obr. 2.11. Prvky
subsystému lze rozdělit do 3 vrstev, kde hlavní je jádro IMS tvořené servery typu CSCF
(Call/Session Control Function) pro řízení registrace, autentizace, deregistrace a samozřejmě
řízení sestavování relací, a domovský server (databáze) HSS (Home Subscriber Server).
Vlastní služby jsou pak poskytovány vrstvou aplikační, kde se poskytují buď IMS nativní
služby pomocí aplikačních serverů AS či služby přes adaptační rozhraní OSA (Open Service
20
Access). Napojení na jiné síťové architektury než SIP/IP zajišťují brány a řídicí prvky typu
MGW, SGW a MGCF. Propojení s dalšími IMS subsystémy jiných operátorů je pak řešeno
pomocí prvku SBC (Session Border Controller), který současně plní bezpečnostní i případné
konverzní funkce transportu, kodeků, či signalizace.
Obr. 2.11: Subsystém IMS a jeho začlenění do heterogenního síťového prostředí
Vývoj se také samozřejmě ubíral jednak cestou zvyšování přenosových rychlostí, ve
výsledku tedy propustnosti pro konkrétní služby, a cestou snižování latence průchodu
aplikačních (uživatelských) paketových dat mobilní sítí dále do Internetu. Zvyšování rychlostí
bylo docíleno nejdříve ve směru downlink pomocí technologie HSDPA (High Speed
Downlink Packet Access), později ve směru uplink – technologie HSUPA (High Speed
Uplink Packet Access), Rel.6. Další navýšení pak umožnil nástup technologie MIMO
(Multiple Input Multiple Output) s prostorovým multiplexem 2x2 a také navyšování počtu
stavů
modulace
QAM
až
na
64.
Výsledkem
byla
technologie
HSPA+.
Stav
vysokorychlostních mobilních sítí UMTS-HSPA a HSPA+ k počátku roku 2014 je
prezentován na Obr. 2.12.
21
Obr. 2.12: Stav budování mobilních sítí UMTS-HSPA(+) k únoru 2014 se zastoupení jednotlivých dílčích
vývojových stupňů (zdroj gsacom.com)
Technologie HSPA+ se dále vyvíjí paralelně s technologií EPS (LTE), hlavně směrem
k vyšším přenosovým kapacitám, čehož se dosahuje rozšiřováním kmitočtového pásma a
zvyšováním počtu paralelních toků. Rozšiřování kmitočtového pásma se dosahuje pomocí
techniky MC (multicarrier), kdy se sdružuje několik 3G standardních pásem o šířce 5 MHz
(první verze byla označována jako Dual Carrier - DC-HSPA+), a to jednak spolu sousedících,
což je ale v mnoha případech značně omezující, takže dalším stupněm vývoje je sdružováním
vzájemně nesousedících pásem, a to v současnosti až do šířky 40 MHz (8-Carrier-HSPA+)
s maximální dosažitelnou rychlostí 336 Mb/s ve směru download a 72 Mb/s ve směru upload.
Rel. 12 slibuje maximální rychlost až 650 Mb/s. Zvyšování počtu paralelních toků je
problematika dalšího rozvoje technologie MIMO (Multiple Input - Multiple Output), kdy je
současná verze 4x4 MIMO. Poslední typy dle Rel.11 a Rel.12 jsou označovány jako HSPA+
Advanced.
22
Obr. 2.13: Vývoj technologie HSPA (zdroj gsacom.com)
Co se týče snižování latence pro uživatelská data, tak toho se dosáhlo jednak
zkracováním parametru TTI (Transmission Time Interval), a pak zjednodušováním transportu
uživatelských dat přes mobilní síť. To se odrazilo především v postupném zjednodušování
rádiové přístupové sítě. Tento vývoj je zachycen na Obr. 2.14, kde lze vidět jednak redukci
prvku typu kontrolér v síti RAN, a také oddělené zpracovávání řídicích a uživatelských dat.
Obr. 2.14: Vývoj architektur pro přenos a zpracování řídicích a uživatelských dat
23
Uživatelská data tak mohou jít co nejkratší cestou a přes co nejmenší počet mezilehlých
uzlů do Internetu. Výsledkem optimalizace byla technika přímého tunelu umožňujícího přímé
propojení základnové stanice NodeB (s integrovanou funkcionalitou RNC) s hraničním uzlem
mobilní sítě GGSN (Gateway GPRS Support Node), viz Obr. 2.15.
Obr. 2.15: Porovnání konceptů původního způsobu a přímého tunelu pro uživatelská data v sítích 3G
UMTS (zdroj 3gpp TR 23.919)
Separace řídicích a uživatelských (aplikačních) provozů je efektivně řešitelné opět za
předpokladu existence oddělení transportní a funkční roviny pomocí flat-IP architektury, jak
je to zachyceno na Obr. 2.16, kde je však dále prezentováno, že transportní sítě přístupové
části systému a páteřní části jsou od sebe oddělené, především co se týče adresního prostoru a
implementace bezpečnosti vzájemné komunikace.
SGSN
GGSN
RNC
Iu-PS síť
Gn IP síť
Obr. 2.16: Řešení propojení mezi jednotlivými logickými uzly s implementací přímého tunelu
24
2.3 Další technologické inovace pro další rozvoj mobilních sítí
2.3.1
Technologie A/Gb/Iu – flex
V původních architekturách přístupových sítí mobilních sítí 2G a 3G je jeden
základnový subsystém standardně připojen či přiřazen k jednomu nadřazenému uzlu v páteřní
části mobilní sítě, a to ať už v okruhově spojované, tak i v paketově spojované doméně, viz
Obr. 2.17. Je zde fyzicky vytvořena hierarchická architektura, kterou tedy musí dodržovat i
logická architektura funkčních prvků.
Obr. 2.17: Striktně hierarchická architektura standardního napojení základnových subsystémů na
páteřní část sítě
Způsob striktní fyzické hierarchie je nevýhodný v tom, že jestliže se nadřazený uzel
ocitne mimo provoz, jsou služby v příslušné oblasti pokrytí nedostupné. Problém
potencionální nedostupnosti služeb z důvodu striktně hierarchické architektury řeší
technologie A/Iu/Gb-flex, dle 3GPP specifikace TS 23.236 [53] dlouze pojmenované jako
„Intra-domain connection of Radio Access Network (RAN) nodes to multiple Core Network
(CN) nodes“, kdy jsou za pomocí ploché transportní infrastruktury (flat-IP) odděleny fyzická
síť a funkční logika sítě. Tak jsou řídicí nadřazené prvky sdružovány do skupin, anglicky
označovaných jako „MSC-„ či „SGSN-pool“ a základnové subsystémy BSS či RNS jsou
25
sdružovány do „pool oblastí“ (Pool Area) a logicky napojeny na všechny nadřazené prvky
MSC/SGSN ve skupině.
Obr. 2.18: Princip A/Iu-flex v sítích 2G/3G
Princip skupinové obsluhy služební oblasti pomocí více prvků MSC je zachycen na
Obr. 2.18. Základnové subsystémy jsou sdružovány do tzv. Pool oblastí (Pool area). Každý
základnový subsystém BSS je logicky spojen se všemi prvky MSC z dané skupiny. Na rozdíl
od místních oblastí se pool oblasti mohou i překrývat.
Když se mobilní stanice přihlásí do oblasti obsluhované skupinou MSC, tak je mu
prostřednictvím směrovacího mechanizmu implementovaného v BSC/RNC přidělena
konkrétní MSC, která zůstává přidělena v rámci dané oblasti. Při pohybu ve spravované
oblasti a změně subsystému BSS či RNS, mobilní stanice danému kontroleru sdělí MSC
návěští, tj. které má MSC přidělené, čímž je zachována vazba mezi stanicí a MSC. Jedna či
více MSC z dané skupiny může obsluhovat také základnové subsystémy jiné místní oblasti či
jiné pool oblasti. Výhodné tak je například vytvoření několika oblastí, které odděleně
26
pokrývají rezidenční části města a společně pokrývají centrum města, kam jezdí lidé
(účastníci mobilní sítě) za prací, takže se s velkou pravděpodobností budou nacházet stále ve
stejné pool oblasti a nebude tak docházet ke změně, což by znamenalo realizaci procedury LA
update, která je náročná na síťové prostředky i čas, kdy není účastník dočasně dostupný pro
přicházející volání. Při pohybu a současné realizaci volání, se také tím omezí četnost složitých
a časově náročných inter-MSC handoverů.
MSC má v rámci skupiny MSC přidělený identifikátor NRI (Network Resource
Identifier), který jednoznačně identifikuje danou MSC ve skupině. V případě, že se pool
oblasti překrývají, pak NRI musí jednoznačně identifikovat MSC mezi všemi MSC
obsluhujícími všechny vzájemně se překrývající oblasti. Parametr NRI je součástí dočasného
identifikátoru TMSI (4B), pro PS doménu je to P-TMSI, a v rámci skupiny je délka NRI
konstantní. Jedna MSC může mít přiděleno více identifikátorů NRI. Délka NRI může být 0 až
10 bitů a jeho umístění v rámci TMSI znázorňuje obr. 2.19.
Obr. 2.19: Pozice parametru NRI v rámci parametru TMSI
Délka NRI v rámci dané skupiny konstantní a je nakonfigurována v každém kontroleru
BSC či RNC.
Pool oblasti pro CS a PS domény jsou na sobě nezávislé, a to až do úrovně
základnového subsystému. Pro oblasti LA a RA platí, že musí vždy celé patřit do jakékoli
pool oblasti, tedy buď pouze do jedné, nebo současně do všech překrývajících se oblastí.
Vytvoření pool oblastí poskytuje následující výhody:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
obsluhování jedné oblasti více prvky MSC,
zvětšení služební oblasti,
tj. méně časté procedury LA update, nižší počet inter-MSC handoverů a nižší zátěž pro
HLR,
snížení a zrovnoměrnění zátěže MSC v čase,
rovnoměrné rozložení zátěže mezi prvky MSC,
vyšší efektivita využití síťových zdrojů,
větší spolehlivost sítě a dostupnost služeb,
bezproblémové přidání či odebrání MSC do/ze skupiny,
aj.
2.3.2
27
Sdílení síťových subsystémů mobilních sítí
Sdílení určitých částí mobilní sítě mezi více operátory je jedním z moderních
vývojových aspektů v oblasti mobilních sítí, které zefektivňuje využívání síťových zdrojů, a
tak podporuje další rozvoj technologií a služeb a z pohledu účastníků vytváří prostor pro
snižování cen za telekomunikační služby.
2.3.2.1 Důvody sdílení
Sdílení určitých součástí mobilní sítě mezi více operátory je přitažlivé především
z ekonomických důvodů, kdy tak lze relativně významně ušetřit náklady na provoz mobilní
sítě, a to od jednotek až po desítky procent. Významné je to jako v oblastech s nízkým
provozem, typicky venkovské či horské oblasti, tak i tam, kde je naopak provoz vysoký,
typicky oblasti s administrativními, obchodními, technologickými, vzdělávacími a zábavnými
centry, tedy centra měst, rozsáhlé oblasti s intenzivní průmyslovou výrobou, univerzitní a
vzdělávací kampusy, rozsáhlé zábavní parky, apod.
2.3.2.2 Typy sdílení
Existuje celá řada možností sdílení, z nichž nejčastějšími jsou:
•
•
•
•
•
•
sdílení lokality pro umístění části rádiové přístupové sítě - základnové stanice,
anténního systému, případně i kontroléru,
sdílení stožáru pro umístění anténních systémů,
sdílení rádiové přístupové sítě,
sdílení transportní infrastruktury páteřní sítě,
sdílení logických elementů páteřní sítě,
sdílení mobilních sítí – roaming.
Schéma architektury mobilních sítí využívající sdílení rádiové přístupové sítě je
zachycen na Obr. 2.20. Rádiovou přístupovou síť může provozovat buď samostatný operátor,
ale nejčastěji je to jeden z operátorů vlastnící i zbylé části mobilní sítě.
28
Obr. 2.20: Sdílení přístupové rádiové sítě
V případě sdílení rádiové přístupové sítě základnové stanice vysílají systémové
informace o dostupnosti služeb od více operátorů, způsob vysílání a formát zpráv je definován
3gpp dokumenty TS 44.018 pro GERAN, TS 25.331 pro UTRAN a TS 36.331 pro EUTRAN. Mobilní terminál si pak vybere nejvhodnějšího operátora (domovský operátor či
roamingový partner s nejvyšší prioritou) a k němu se připojí, viz Obr. 2.21.
Sdílené SGSN /
Sdílené MSC /
Sdílené MME
Nepodporující
UE
RAN
1. System information
2. UE dekóduje možnost sdílení
3. Výběr sítě
dle preferencí
4. LAU/RAU/ ATTACH REQUEST
4. LAU/RAU/ATTACH REQUEST
5. CN rozhodne, zda se UE povolí
přístup
6. LAU /RAU/ATTACH ACCEPT/REJECT
Obr. 2.21: Chování terminálu podporujícího sdílení RAN
29
Koncová zařízení, která nepodporují techniku sdílení, zachytí pouze informaci o jedné
dostupné síti „společná PLMN“, a je-li to vhodná síť, může se k ní připojit, viz Obr. 2.22 a
3gpp TS 23.122.
Sdílené SGSN /
sdílené MSC /
UE
nepodporujícíí
sdílení
RAN
sdílené MME
1. System information
2. UE nedekóduje možnost sdílení
3. Výběr sítě
Společná PLMN je kandidátem
5. CN rozhodne, zda UE povolí
přístup
6. LAU /RAU/ATTACH ACCEPT/REJECT
Obr. 2.22: Chování terminálu nepodporujícího sdílení v prostředí sdílené RAN
2.4 Další možnosti zvyšování kapacity rádiového rozhraní mobilních sítí
S nárůstem počtu služeb v samotných mobilních sítích či služeb přes mobilní sítě
dostupných narůstá výrazně úroveň provozu, a tím i požadavek na zvyšování propustnosti
mobilních sítí. Hlavní problém zvyšování kapacity je samozřejmě rádiové rozhraní, které tak
tvoří tzv. úzké hrdlo v přenosovém řetězci, tedy místo, které nejvíce omezuje zvyšování
propustnosti mobilních sítí. Dříve používané techniky navyšování typu adaptivních
modulačních a kódovacích schémat již nelze ekonomicky efektivně dále rozvíjet, takže je
zapotřebí najít schůdnější řešení. Hlavní z nich jsou zachycena na Obr. 2.23.
Nejpřímější cesta je zvětšení šířky pásma, kterou ukazuje Shannon-Hartleyho rovnice,
je navýšení kmitočtové šířky komunikačního kanálu. V současnosti je v oblasti stovek a
jednotek tisíců MHz velmi obtížné najít pro více mobilních operátorů souvislé kmitočtové
oblasti o šířkách desítek či stovek MHz, protože jsou tyto kmitočtové oblasti již z dřívější
doby porozdělovány pro mnoho dílčích účelů. Takže cesta řešení vede přes agregaci
nesouvislých dílčích kmitočtových kanálů.
30
Obr. 2.23: Techniky dalšího možného zvyšování propustnosti rádiového rozhraní mobilních sítí
Druhou možností je dále rozvíjet slibnou cestu využívající víceanténní systémy, tedy
techniky MIMO (Multiple Input - Multiple Output) umožňující zvyšovat přenosovou kapacitu
prostorového multiplexu, dále umožňující efektivnější využívání pásma v jednokmitočtových
sítích omezováním interference pomocí tvarování vyzařovací charakteristiky do směru pro
optimální příjem.
Třetí variantou je zajistit co nejkvalitnější a rovnoměrné pokrytí území, a to
pomocí velkých i malých buněk, vykrývacích rádiových jednotek a vzdálených rádiových
modulů RRH (Remote Radio Head). To umožní používat ty nejvyšší modulační a kódovací
schémata, která vykazují co nejvyšší počet bitů na symbol a současně nejvyšší kódovací
poměr s minimem nutných zabezpečovacích bitů proti chybám.
31
3 Mobilní systémy LTE (EPS)
3.1 Mobilní sítě čtvrté generace
Mezi mobilní sítě označované jako 4G se dnes řadí dvě hlavní technologie, a to EPS
(Evolved Packet System) a dále technologie WiMAX 802.16m. Technologie EPS zahrnuje
dva typy lišící se především v rádiovém přístupovém subsystému, a to LTE a LTE-Advanced.
3.2 Charakteristika sítě EPS
Mobilní sítě EPS (Evolved Packet System) lze popsat následující sadou vlastností a
parametrů:
•
čistě paketová (all-IP) architektura,
•
různé šířky kmitočtového pásma – 1,4; 3; 5; 10; 15 a 20 MHz,
•
jednopásmová síť,
•
multiplexní technika rádiového rozhraní – OFDM,
•
využití víceanténních systémů – technologie MIMO až se 4 paralelními toky,
•
přenosové rychlosti až 100 Mb/s v pásmu šířky 20 MHz pro downlink (5 b/s/Hz), až
150 Mb/s pro MIMO 2x2, teoreticky až přes 300 Mb/s pro MIMO 4x4,
•
přenosové rychlosti až 50 Mb/s v pásmu šířky 20 MHz pro uplink (2,5 b/s/Hz),
•
OFDM pro DL, podpora MIMO – až 4 toky pro DL,
•
DFTS-OFDMA (“Single-Carrier FDMA”) pro UL, 1 tok pro UL, přijatelně nízký
PAPR (Peak-to-Average Power Ratio),
• podpora duplexních technologií - jak FDD, tak i TDD,
• latence sítě - cca 5 ms na rádiu, do 50 ms napříč celou mobilní sítí,
• optimální parametry pro buňky do průměru 5 km, dobré parametry do velikosti 30 km,
s akceptovatelnými komunikačními parametry pro buňky až do velikosti 100 km,
• optimální návrh pro pohyb rychlostí do 15 km/h, dobré parametry pro pohyb rychlostí
do 120 km/h, podpora pohybu terminálů rychlostí až 350 km/h,
• integrace starších technologií (GSM/GPRS, UMTS, CDMA2000) do multi-RAT sítě a
zajištění mobility mezi nimi,
• aj.
32
Dosažitelné hodnoty celkové propustnosti pro různé kmitočtové šířky kanálu a různé rádiové
podmínky, tedy modulační schémata a použití techniky MIMO jsou pro směry downlink a
uplink zachyceny v Tab. 3.1 a Tab. 3.2.
Tab. 3.1: Parametry rádiové přístupové sítě a teoreticky dosažitelná přenosová kapacita ve směru
downlink
Šířka kanálu [MHz]
Počet zdrojových bloků
DL
1,4
3
5
10
15
20
6
15
25
50
75
100
Modulace
MIMO
Datová rychlost [Mb/s]
QPSK
ne
1,728
4,32
7,2
14,4
21,6
28,8
16QAM
ne
3,456
8,64
14,4
28,8
43,2
57,6
64QAM
ne
5,184
12,96
21,6
43,2
64,8
86,4
64QAM
2x2
10,368
25,92
43,2
86,4
129,6
172,8
64QAM
4x4
20,736
51,84
86,4
172,8
259,2
345,6
Tab. 3.2: Parametry rádiové přístupové sítě a teoreticky dosažitelná přenosová kapacita ve směru uplink
Šířka kanálu [MHz]
Počet zdrojových bloků
UL
1,4
3
5
10
15
20
6
15
25
50
75
100
Modulace
MIMO
Datová rychlost [Mb/s]
QPSK
ne
1,8
4,5
7,5
15
22,5
30
16QAM
ne
3,45
8,64
14,4
28,8
43,2
57,6
64QAM
ne
5,184
12,96
21,6
43,2
64,8
86,4
3.3 Nástup mobilních sítí LTE
První obilní sítě LTE se objevily na sklonku roku 2009, a to v severní Evropě v Norsku
a Švédsku, které zprovoznil operátor TeliaSonera. Na další komerční realizace si svět musel
více než půl roku počkat. Jak ukazuje Tab. 3.3 a Obr. 3.1, v roce 2010 bylo zprovozněno
dalších 14 sítí, v roce 2011 jich bylo v provozu již 46, a do konce roku se předpokládá
celkový počet sítí LTE větší než 350.
Tab. 3.3: Místa, operátoři a data uvedení několika prvních sítí LTE do provozu
33
34
Obr. 3.1: Rozvoj sítí LTE ve světě do konce července 2014 s výhledem do konce roku
Co se týče terminálů pro sítě LTE, tak nástup nabídky od počátku roku 2011 do léta
2014 je zachycen na Obr. 3.2. Z celkového počtu 1889 terminálů v polovině roku 2014 byla
většina terminálů „chytré“ telefony, směrovače, USB moduly a tablety.
Obr. 3.2: Vývoj nabídky terminálů pro sítě LTE
35
V České republice byly první pokusy s testovacími provozy LTE realizovány v Praze od
poloviny roku 2012, a to operátory O2 a T-Mobile. Třetí operátor Vodafone se připojil až
téměř o rok později pilotním projektem v Karlových Varech. V současné době již všichni tři
operátoři získali v aukci kmitočtová pásma a postupně pokrývají naše území:
T-Mobile
bloky A1+1xA2 (800MHz), tj. 2x(5+5) MHz,
bloky 4xC (FDD 2600 MHz),
část bloků B2 (FDD 1800 MHz),
cena: 2,61 miliardy Kč.
O2: Telefónica
bloky 2xA2 (800MHz), tj. 2x(5+5) MHz,
bloky 4xC (FDD 2600 MHz)
část bloků B2 (FDD 1800 MHz)
cena: 2,8 miliardy Kč,
Vodafone
blok 1xA3 (800MHz), tj. 1x(10+10) MHz,
bloky 4xC (FDD 2600 MHz),
část bloků B2 (FDD 1800 MHz),
cena: 3,11 miliardy Kč.
neúspěšní zájemci - Revolution Mobile a SAZKA Telecommunication
Na Obr. 3.3, Obr. 3.4 a Obr. 3.5 jsou uvedeny mapy pokrytí území ČR třemi operátory –
Vodafone, O2 a T-Mobile, a to k září 2014
36
Obr. 3.3: Pokrytí našeho území sítí LTE operátorem Vodafone - stav 09/2014
Obr. 3.4: Pokrytí našeho území sítí LTE operátorem O2 - stav 09/2014
Obr. 3.5: Pokrytí našeho území sítí LTE operátorem T-Mobile - stav 09/2014
Co se týče výstavby rádiové sítě v naší republice, dohodli se operátoři T-Mobile a O2 na
společném postupu a sdílení, čímž ušetří každý z nich nemalé prostředky. Operátor Vodafone
si buduje celou síť na vlastní náklady.
3.4 Architektura mobilní sítě EPS
Mobilní sítě EPS sestávají ze dvou základních částí, viz Obr. 3.6:
-
rádiová přístupová síť E-UTRAN (EPS UTRAN),
-
páteřní síť EPS EPC (Evolved Packet Core).
37
Rádiová přístupová síť E-UTRAN se častěji označuje jako LTE (Long Term Evolution). Toto
značení se dostalo ve známost široké veřejnosti, víceméně tak dalo jméno celé síti, takže
většina běžné populace neoznačuje síť jako EPS, ale jako LTE, a málokdo ví, že je to správně
označení pouze pro její rádiovou přístupovou síť. Na rádiovou přístupovou síť se napojují
přes rozhraní LTE-Uu mobilní terminály označované jako UE (User Equipment).
Obr. 3.6: Základní forma architektury sítě EPS
Páteřní část sítě EPS je ta část, kde se odehrávají hlavní činnosti z pohledu základních
řídicích procedur a kde se realizuje poskytování řady základních služeb. Těmi základními
řídicími procedurami jsou myšleny:
•
registrace uživatele zahrnující jeho:
o
autentizaci a
38
o zaevidování pozice terminálu,
•
oznámení změny pozice terminálu,
•
zahajování služeb (sestavování relací),
•
předávání aktivních relací spojené se změnou páteřních obslužných prvků či celé
rádiové technologie,
•
a řada dalších.
Páteřní část je propojena jednak s rádiovou přístupovou sítí přes rozhraní S1, a jednak
s globální datovou sítí – Internetem, a to přes rozhraní Gi.
Obr. 3.7: Architektura sítě EPS znázorňující základní stavební prvky sítě a některá komunikační
rozhraní
O něco podrobnější pohled na EPS síť poskytuje Obr. 3.7. Z obrázku je patrné, že
rádiová přístupová síť E-UTRAN je tvořena pouze jedním prvkem, a tím je inteligentní
základnová stanice eNodeB (eNB). Základnové stanice zajišťují pokrytí území signálem na
bázi buňkového systému, kdy jedna základnová stanice pomocí sektorového systému vytváří i
několik buněk současně. Základnové stanice sousedních buněk bývají vzájemně propojeny
rozhraním X2 za účelem realizace rychlého handoveru. Základnové stanice přidělují
koncovým zařízením UE rádiové zdroje, a to jak pro směr downlink, tak i uplink. Na páteřní
síť se napojují přes dvě formy rozhraní S1, a to S1-U za účelem přenosu uživatelských
39
(aplikačních) dat, a S1-MME, pro přenos řídicích informací na úrovni mobilního systému
EPS.
Základními prvky páteřní části sítě EPS označované jako EPC jsou jedna řídicí prvky
MME (Mobile Management Entity), HSS (Home Subscriber Server), PCRF (Policy and
Charging Rules Function), a jednak prvky určené převážně pro přenos uživatelských dat,
kterými jsou S-GW (Serving Gateway) a P-GW (Packet Data Network Gateway). Na Obr.
3.7 je také znázorněna možnost začlenění jiného typu přístupu, a to přístupu ze starších typů
mobilních sítí (zde 3G UMTS) či z tzv. non-3GPP sítí, jako je například síť WiFi (IEEE
802.11).
Přes rozhraní SGi jsou dostupné buď služby Internetu, a nebo služby subsystému IMS
(IP Multimedia Subsystem).
3.4.1
Podpora kvalitativních požadavků služeb
Síť EPS, jakožto čistě paketová síť, jednak s vysokými požadavky na efektivitu
využívání síťových prostředků, především v rádiové přístupové síti E-UTRAN, a jednak se
snahou v co nejvyšší míře uspokojit požadavky účastníků na vysokou kvalitu komunikace,
musí řešit pečlivě přidělování zdrojů jednotlivým účastníkům a jejich jednotlivým službám.
Řešení této problematiky zajišťuje subsystém PCC (Policy & Charging Control). Jedna z jeho
možných architektur je zachycena na Obr. 3.8.
40
Subscription Profile
Repository
(SPR)
Sp
RCAF
Np
Fixed Broadband
Access NW
AF
Online Charging
System
(OCS)
Rx
S9a
BPCF
S15
Policy and Charging Rules Function
(PCRF)
Sy
HNB
-GW
Gxx
BBERF
Gx
PCEF
Sd
Gy
PCEF
TDF
Gyn
Gzn
PDN GW
Offline
Charging
System
(OFCS)
Gz
Obr. 3.8: Architektura subsystému pro podporu účtování a zavádění politiky vůči datovým tokům
Ústředními prvky je repozitář s pravidly pro poskytování kvalitativní podpory služeb i
ceníkem za služby daných uživatelů, dále uzel PCRF (Policy and Charging Rules Function)
poskytující potřebná data pro další součásti. Danou politiku zacházení pak uplatňuje prvek
PCEF (Policy Control Enforcement Function), který je součástí výstupní brány mobilní sítě,
v našem případě EPS – P-GW.
Služby jsou rozděleny do tříd, které jsou prezentovány v Tab. 3.4.
Tab. 3.4: Identifikátory tříd podpory kvalitativních požadavků služeb
41
Rozpětí
pro
QCI
Typ
Úroveň
paketové
Paketová
zdroje
priority
zpoždění
chybovost
1
2
100 ms
10
2
4
150 ms
10
3
3
4
50 ms
10
5
300 ms
10
0,7
75 ms
10
Hlasová služba
-3
Videokonverzační služba (Live Streaming)
-3
Hry po síti
-6
Video služba z úložišť (Buffered Streaming)
-2
(např. MCPTT - Mission Critical Push To
Důležité služby typu Push To Talk voice
GBR
65
Příklady služeb
-2
Talk)
66
2
100 ms
10
5
1
100 ms
10
6
6
300 ms
10
-2
Neurgentní služby typu Push To Talk voice
-6
IMS signalizace
-6
služby nad TCP (např. www, e-mail, chat, ftp,
Video (Buffered Streaming),
p2p sdílení souborů, progressive video, atd.)
7
7
8
9
100 ms
10
300 ms
10
Voice, Video (Live Streaming), Interaktivní hry
-6
služby nad TCP (např. www, e-mail, chat, ftp,
8
Non-GBR
9
Video (Buffered Streaming),
p2p sdílení souborů, progressive video, atd.)
69
0,5
60 ms
10
70
5,5
200 ms
10
3.4.2
-3
-6
Signalizace s vysokými nároky na zpoždění
(např., MC-PTT signalizace)
-6
Vysoce důležitá data (např. služby shodné s
těmi pro QCI 6/8/9)
Výběr typu přístupu do EPC
V současnosti v určité lokalitě je většinou dostupných více přístupových technologií,
viz Obr. 3.9, a také většina současných terminálů podporuje několik technologií komunikace,
takže vyvstává otázka, kterou přístupovou technologii pro určité služby zvolit, a jak to, pokud
možno, zautomatizovat.
42
Obr. 3.9: Konvergovaná platforma současných telekomunikačních systémů a služeb
Nejjednodušším řešením je nastavení preferencí v samotném terminálu, kde se např.
nastaví, že pro datové služby bude preferován přístup wifi před mobilní sítí, je-li wifi
dostupná a je-li účastník k wifi síti připojen. V rámci vývoje systému EPS jsou definována 2
řešení:
•
dle nastavení pravidel a parametrů rádiových přístupových sítí operátora, viz 3gpp TS
23.401, TS 36.304 (kap. 5.6) a TS 23.060 – RAN poskytuje potřebné parametry v
SystemInformationBlockType17 nebo ve zprávě RRCConnectionReconfiguration
message,
•
systémové řešení označované jako ANDSF (Access Network Discovery and Selection
Function), viz 3gpp TS 23.402.
43
ANDSF
S14
HSS
MME
3GPP přístup
důvěryhodný non3GPP přístup
PCRF
S-GW
GW
nedůvěryhodný
non-3GPP přístup ePDG
P-GW
EPS
Obr. 3.10: Koncepce ANDSF pro asistovaný výběr přístupové technologie (3gpp TS23.402)
Pro možnost asistovaného výběru, se UE nejdříve musí připojit přes defaultní přístup
k EPS a navázat bezpečné spojení s ANDSF serverem, který na základě politiky operátory,
vlastností uživatelského účtu, schopností terminálu a aktuální pozice terminálu poskytne za
asistence terminálu potřebné údaje pro možnost výběru dalších přístupových technologií.
Jedná se především o parametry:
•
typ přístupové technologie (WLAN, WiMAX),
•
identifikátor přístupového bodu (např. SSID pro WLAN),
•
další technologicky specifické parametry pro přístup,
•
rozsah platnosti podmínek přístupu.
3.4.3
Zkvalitnění pokrytí oblasti
Jak již bylo uvedeno výše, jednou z cest, jak zvýšit propustnost mobilních sítí EPS je
zajistit lepší pokrytí území kvalitním signálem. To je v sítích EPS řešeno pomocí tzv.
zahušťováním sítě – zvyšováním počtu přístupových bodů. To je kromě budování většího
počtu menších základnových stanic a buněk typu „pico“ a „femto“ řešeno dalšími technikami:
•
zavedení nového typu přístupu pomocí uzlů Home eNodeB (HeNB),
•
budování předávacích (vykrývacích) uzlů – Relay Node,
•
zavedení koncepce BBU-RRH (BaseBand Unit – Remote Radio Head).
44
3.4.3.1 Technika Home eNodeB
Řešení Home eNodeB (HeNB) je založeno na vytvoření jedné či několika málo buněk
typu femtocell pro využití uzavřenou skupinou uživatelů, tzv. CSG (Closed Subscriber
Group), kdy buňky vytváří malé základnové stanice - přístupové body, tzv. Home eNodeB.
Připojení do sítě EPS operátora je realizováno zabezpečeně přes internetový přístup majitele
rezidence či společnosti. Mezi přínosy pro skupinu patří především nižší cena za přístup ke
službám, kvalitní pokrytí a zajištění správy přístupových bodů HeNB ze strany operátora.
Koncepce tohoto způsobu přístupu je zachycena na Obr. 3.11. Prvky HeNB mohou být
připojeny přes zabezpečený spoj s EPC přímo či pro větší konfigurace přes bránu HeNB GW.
S1-U
S1-U
S1MME
S1MME
HeNB
HeNB
GW
X2
S1MME
HeNB
S1MME
EPC
SeGW
S1-U
S1-U
HeNB
Mgmt
System
Obr. 3.11: Koncepce Home eNodeB (3gpp TS 36.300)
3.4.3.2 Technika předávacích uzlů Relay Node
Technika použití vykrývacích uzlů „Relay Node - RN“ poskytuje operátorovi vylepšení
a rozšíření pokrytí území, viz Obr. 3.12. Uzel RN je připojen k bezdrátově k obsluhující eNB
označované jako „Donor eNodeB – DeNB“ přes řídicí rozhraní označované jako Un.
45
Obr. 3.12: Princip nasazení vykrývacích základnových stanic RN
Prvek RN má podobné funkce jako eNB, i když neposkytuje všechny funkcionality,
například funkci NAS Node Selection Function (NNSF), jejímž úkolem je výběr uzlu MME.
Z hlediska činnosti prvek RN přijímá signál od DeNB, zesílí ho a znovu vyšle do
svého okolí, čímž vytváří z hlediska šíření signálu od hlavní základnové stanice DeNB
směrem k terminálu UE se vytváří další cesta šíření v rámci vícecestného šíření. Protože však
uzel RN nejenom zesiluje signál, ale ho i dekóduje a pak přeposílává, odstraňuje tak na rozdíl
od obyčejného opakovače i interferenční příspěvky, je použití vykrývacích uzlů RN mnohem
širší než u opakovačů.
Obr. 3.13: Architektura vykrývacích uzlů v sítích EPS
Koncepce řešení vykrývacích uzlů RN je zachycena na Obr. 3.13. Na rozdíl od
základnové stanice eNB bez vykrývacích uzlů je DeNB připojena k jádru EPC kromě rozhraní
S1 i přes rozhraní S11, podobně jako prvek S-GW.
3.4.3.3 Technika vzdálených rádiových jednotek
Koncepce vzdálených rádiových jednotek spočívá v rozdělení funkcionality základnové
stanice na dvě logické části BaseBand Unit – Remote Radio Head (BBU-RRH), které jsou
vzájemně propojeny přes optické vlákno, nejčastěji jednovidové, a tak je umožněno
dosáhnout značných vzdáleností v řádech kilometrů mezi prvkem BBU a RRH. Současně to
umožňuje větší flexibilitu i vyšší rychlost při zajišťování pokrytí. Příklad je uveden na Obr.
3.14.
46
Obr. 3.14: Koncept rozdělení eNodeB na části BBU a RRH
3.4.4
Služby E-MBMS
Již od sítí třetí generace se zavádí koncepce poskytování multimediálních služeb typu
streaming prostřednictvím všesměrového či skupinového šíření označovaná jako MBMS
(Multimedia Broadcast / Multicast Service), která se v síti EPS dále rozvíjí. Princip distribuce
služeb MBMS v síti EPS je založen na jednokmitočtových oblastech šíření MBMS signálu, tj.
po stejných rádiových zdrojích ve skupině buněk, označovaných jako MBSFN oblast, viz
Obr. 3.15, kde všechny buňky poskytující MBMS obsah musí být vzájemně časově
synchronizovány, takže se obsah v oblasti šíří jako jeden signál. Přenos probíhá po kanálech
vyhrazených pro MBMS, a to MTCH (Multicast Traffic Channel) a MCCH (Multicast
Control Channel).
47
Obr. 3.15: Koncepce oblastí pro poskytování MBMS služby v síti EPS
Architektura je zachycena na Obr. 3.16, kde základními prvky jsou prvek MBMS GW,
což je vstupní brána, kam z venčí přichází jednak samotný obsah a jednak řídicí informace o
dostupnosti MBMS služeb. Uzel MCE (Multi-Cell/Multicast Coordination Entity) spolu
s uzlem MME pak zajišťují synchronizaci základnových stanic v MBSFN oblasti.
MBMS
GW
MME
MBMS GW: MBMS Gateway
MCE: Multi-Cell/Multicast Coordination Entity
M3
M1
M1: rozhraní uživatelské roviny
M2: vnitřní rozhraní řídicí roviny E-UTRAN
M3: rozhraní řídicí roviny mezi E-UTRAN a EPC
MCE
M2
|
eNB
Obr. 3.16: Logická architektura koncepce E-MBMS
Dvě základní možnosti zavedení architektury do sítě EPS jsou uvedeny na Obr. 3.17,
které se liší separací či integrací logické entity MCE z/do eNodeB.
48
Poskytovatel
obsahu
Gi
PDN
Gateway
MME
Poskytovatel
obsahu
Sm
SGmb
SG-imb
MBMS
CP
MBMS
UP
MBMS GW
Gi
PDN
Gateway
BMSC
BMSC
SG-imb
SGmb
MBMS
CP
Sm
MME
MBMS
UP
M3
MCE
F4
M1
M3
M1
F2
M2
eNB
MCE
eNB
eNB
MCE
eNB
Obr. 3.17: Realizace podpory služeb MBMS do sítě EPS
Příklad zahájení MBMS relace v síti EPS je zachycen na Obr. 3.18, řídicí prvky MME a
MCE iniciují službu kontaktováním základnových stanic eNB, které dostupnost služby
oznámí koncovým zařízením UE a synchronně v dané MBSFN oblasti zahájí distribuci
obsahu.
UE
eNB
MCE
MME
1. MBMS Session
Start Request.
3. MBMS Session
Start Request
4. MBMS Session
Start Response.
5. MBMS Scheduling
Information
6. MBMS Scheduling
Information Response
7. MBMS
start
session
8. eNB se připojí k IP
multicast skupině pro
zajištění distribuce dat
uživatelské roviny
9.
Synchronized
MBMS user data
Obr. 3.18: Zahájení MBMS relace
2. MBMS Session Start
Response.
49
Jednou ze stále častěji využívaných služeb jsou lokalizační služby (označované
zkratkou LCS) pro zjišťování polohy mobilních terminálů. Tento typ služby vyžaduje v síti
přítomnost řady nových entit, jak je to zachyceno na Obr. 3.19.
SLg
S1
UE
E-UTRAN
LTE-Uu
MME
External LCS
GMLC
Le
SLs
Client
E-SMLC
SLh
HSS
Obr. 3.19: Konfigurace LCS entit pro EPS (3GPP TS 23.002)
Vzhledem ke změně způsobu využívání Internetu, a tedy i mobilních sítí směrem
k nárůstu komunikace mezi automatizovanými zařízeními s přístupem k Internetu vyvstaly
potřeby na změnu v organizaci, architektuře i fungování mobilních sítí. Jsou vytvářena řešení,
kdy zařízení mohou mezi sebou komunikovat přímějším způsobem, než jaký používá
standardní architektura mobilních sítí. Definují se tak různé funkce pro offloading páteře
mobilních sítí. Patří sem:
•
„Local IP Access“ (LIPA) – přístup do Internetu přes bránu L-GW Home eNodeB,
•
Direct Access - pro případy vzájemné blízkosti byla specifikována možnost přímé
komunikace pomocí dalších bezdrátových technologií, např. WiFi, Bluetooth či
ZigBee, apod., a označována jako D2D (Device-To-Device),
•
MTC (Machine-Type Communication) – specifikováno až v technologii LTEAdvanced, automatizovaná komunikace mezi stroji bez zásahu člověka, obecněji
označovaná jako M2M (Machine-To-Machine).
Architektura lokálního IP přístupu z míst obsluhovaných prvkem Home eNodeB do
vnějších IP sítí (LIPA) je zakreslena na Obr. 3.20. Lokální přístup je zajištěn přes bránu LGW rozhraním SGi. Brána L-GW je na HeNB napojena přes rozhraní Sxx a současně na SGW přes rozhraní S5 a vystupuje tedy v podobné funkci jako uzel P-GW.
50
SGi
L-GW
S5
SeGW
Sxx
S1-U
X2
S1-U
HeNB
HeNB
GW
SGW
S1-MME
Uu
S1-MME
S11
MME
UE
Obr. 3.20: Architektura lokálního IP přístupu pro techniku Home eNodeB (3gpp TR 23.859)
Nejčastější případ využití lokálního přístupu je zachycen na Obr. 3.21. Koncový
terminál využívá lokální přístup pro datová spojení s terminály, které se nachází v datové síti
sdílející stejnou datovou přípojku do Internetu, tedy k zařízením v místní domácí či
podnikové síti.
IP provoz do páteřní části mobilní sítě operátora
Páteřní
část mobilní
sítě
operátora
Lokální IP provoz
UE
Domácí/
podniková
IP síť
logické spojeni pro IP provoz
přes síť operátora
oblast LIPA (Local IP Access)
Obr. 3.21: Příklad lokálního IP přístupu v prostředí Home eNodeB pro konektivitu ke službám v domácí
síti
51
V případě existence uzlu HNB GW v síti operátora, který současně spravuje pevnou síť,
jsou pro možnost realizace CS-volání z HNB a předávání QoS parametrů mezi (H/V-)PCRF a
BPCF v pevné širokopásmové přístupové síti (FBAN) definována rozhraní S15 a S9a, viz
Obr. 3.22.
Subscription Profile
Repository
(SPR)
Application
Function
(AF)
Sp
Online Charging
System
(OCS)
Rx
Policy and Charging Rules Function
(PCRF)
Sy
S9a
S15
Gxx
Gx
Sd
Gy
BPCF
HNB-GW
Bearer
Binding
and Event
Reporting
Function
Policy and
Charging
Enforcement
Function
Gyn
Traffic
Detection
Function
(TDF)
(PCEF)
(BBERF)
ePDG/S-GW
PDN Gateway
Offline
Charging
System
(OFCS)
Gzn
Gz
Obr. 3.22: Rozhraní S15 a S9a pro možnost CS spojení z HNB do pevné přístupové sítě (3gpp TS 29.212)
Dalším využitím lokálního přístupu může být tzv. offloading, tedy odlehčení přetížené
mobilní sítě přesměrováním určité části datového toku do Internetu původně směrovaného
přes páteř mobilní sítě na lokální bránu a přes datovou přípojku do Internetu = SIPTO
(Selected IP Traffic Offload). K tomuto účelu je přítomno mezi S-GW a L-GW rozhraní S5.
Technika SIPTO může být použita i pro prostředí makrobuněk, viz Obr. 3.23.
SIPTO provoz
CN
L-PGW
MME
RAN
S5
eNB
UE
S1-U
S-GW
S11
S5
P-GW
CN provoz
52
Obr. 3.23: Příklad nasazení techniky SIPTO v prostředí makropřístupu v síti EPS (3gpp TR 23.829 rel.10)
V blízké budoucnosti, éře tzv. chytrých (smart) domů, podniků, či dokonce celých obcí
a měst bude běžné, že elektrická zařízení budou jednak napojena pro vzdálené ovládání či
sběr dat na WAN síť, typicky bezdrátově do Internetu např. přes EPS, a jednak budou mít
možnost komunikovat na krátké vzdálenosti pomocí technologií wifi či Bluetooth, a to i
přímo bez mezilehlého přístupového bodu, což se označuje jako D2D (Device-to-Device).
Příklady možných architektur jsou uvedeny na Obr. 3.24 a Obr. 3.25.
Doména operátora
MTC
MTC
Server
uživatel
MTC
zařízení
MTC
zařízení
MTC
zařízení
MTC
zařízení
Obr. 3.24: Scénář komunikace s MTC zařízeními přes MTC server
MTC
MTC
Doména operátora A
zařízení
MTC
Doména operátora B
zařízení
MTC
zařízení
MTC
zařízení
zařízení
MTC
zařízení
MTC
zařízení
MTC
zařízení
Obr. 3.25: Vzájemná komunikace mezi MTC zařízeními napřímo bez mezilehlého MTC serveru
Další součástí sítě veřejného operátora mobilních služeb je subsystém pro zákonné
sledování (odposlech) služeb účastníků za účelem poskytnutí informací státním složkám
(policii) schválené soudem v případě podezření na nezákonné chování účastníka. Jedná se o
subsystém označovaný jako Lawful Interception. Protože existuje řada architektur mobilních
sítí a rozdílné typy realizace služeb, existuje i více architektur subsystému LI. Na Obr. 3.26 je
uveden příklad subsystému pro odposlech paketově orientovaných služeb.
53
HI1
X1_1
Mediation
Function
ADMF
X1_2
HI2
X2
Mediation
Function
LEMF
X1_3
Delivery
Function 2
HI3
Mediation
Function
Delivery
Function 3
X3
GSN
Obr. 3.26: Příklad architektury pro odposlech datových přenosů v PS doméně (3gpp TS 33.107)
Podrobné informace i další architektury LI lze najít v dokumentu 3gpp TS 33.107 a
k němu přidružených.
54
4 Protokolová architektura EPS
Protokolová architektura se v síti EPS podobně jako v UMTS dělí dle určení do tzv. rovin:
•
řídicí rovina – sada protokolů určených pro transport a zpracování řídicích zpráv
zajišťujících přístup, mobilitu, správu spojení a relací, autentizaci, apod.,
•
uživatelská rovina - sada protokolů řešících transport uživatelských / aplikačních
dat sítí EPS mezi terminály UE v téže síti, či mezi terminálem UE a cílem ve vnější
síti, tj. mimo síť EPS, kde se zdrojový terminál nachází.
Nejčastější rozhraní v síti EPS a k nim příslušející sady protokolů jsou zachycené na
Obr. 4.1. Rádiové rozhraní se od ostatních liší, protože nepoužívá standardní vrstvovou
strukturu, jako u ostatních rozhraní, respektive je na rozdíl od těch dalších rozhraní, kde
nejsou přesně specifikovány vrstvy fyzická a spojová, detailně specifikována na všech
úrovních, tj. od fyzické vrstvy až po aplikační. Rádiové rozhraní LTE-Uu má jak pro rovinu
řídicí tak i uživatelskou společné následující vrstvy či podvrstvy - fyzickou, MAC, RLC a
PDCP. Pro uživatelskou rovinu je pak výše již standardní protokolová sada TCP/IP odspoda
začínající protokolem IP. Řídicí rovina je na vyšších vrstvách rádiového rozhraní zastoupena
vrstvami RRC, EMM a ESM, kde EMM a ESM jsou přenášeny ve formě NAS zpráv, a tedy
jsou pro prvek eNB transparentní.
V dalších částech sítě se řídicí zprávy na transportní vrstvě přenášejí dvěma způsoby, a
to buď pomocí protokolu SCTP (Stream Control Transmission Protocol) nebo pomocí
protokolu UDP. Vrstva řídicích zpráv, označovaná jako aplikační, je pak zastoupena
protokoly S1-AP, X2-AP, Diameter či GTPv2-C. Na úrovni NAS komunikace UE – MME
jsou pak definovány řídicí protokoly EMM pro správu mobility, a ESM pro správu relací /
spojů do datových sítí.
Uživatelská data jsou přes rozhraní EPS uživatelské roviny (kromě rádiového rozhraní)
přenášena transportním protokolem UDP, a to v tunelech vytvořených protokolem GTPv1-U.
Obr. 4.1: Protokolová architektura základních stavebních prvků sítě EPS
55
Mobilní komunikační sítě a služby v all-IP prostředí pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO
56
5 Procedury
Základními procedurami realizovanými v sítích EPS jsou procedury registrace
(přihlášení) / deregistrace (odhlášení), sestavení / modifikace / ukončení relace ze strany UE
či sítě, procedury handoveru, připojení se k další paketové síti, aj. Procedura registrace
současně zahrnuje další procedury, jako je autentizace a update aktuální polohy. Procedura
prvotního přihlášení se do sítě – Attach byla již podrobně popsána v [1].
Odpojení iniciované sítí může být buď explicitní (pomocí zprávy Detach Request
zaslané terminálu UE) či implicitní z důvodu špatných rádiových podmínek, kdy se rádiové
spojení vyhodnotí jako ztracené (radio link failure). Další možností je odpojení vycházející
z uzlu HSS.
UE
eNodeB
MME
SGSN
Serving GW
PDN GW
HSS
PCRF
1. Detach Request
2. Delete Session Request
(B)
3. Delete Session Response
4. Detach Notification
8. PCEF Initiated IP-CAN
Session Termination
(A)
10. Detach Ack
11. Detach Accept
12. Signalling Connection Release
Obr. 5.1: Odpojení od sítě EPS (Detach) iniciované z MME
5.1 Správa relací
5.1.1
Aktivace vyhrazeného nosiče - procedura Dedicated Bearer Activation
Cílem aktivace vyhrazeného nosiče je vytvořit EPS nosič a kontext s požadovanými
QoS parametry. Vyhrazený nosič je jakýkoli další nosič sestavený mezi UE a danou PDN sítí
kromě tzv. defaultního nosiče. Dedikovaný nosič je sestavován ze sítě, viz Obr. 5.2, avšak UE
může síť požádat prostřednictvím procedur „Bearer resource allocation/modification“.
57
UE
eNodeB
MME
Serving GW
(A)
PDN GW
PCRF
1. IP-CAN Session
Modification
2. Create Bearer Request
3. Create Bearer Request
4. Bearer Setup Request/
Session Management Request
5. RRC Connection Reconfiguration
6. RRC Connection Reconfiguration Complete
7. Bearer Setup Response
8. Direct Transfer
9. Session Management Response
10. Create Bearer Response
11. Create Bearer Response
12. IP-CAN Session
Modification
(B)
Obr. 5.2: Procedura Dedicated Bearer Activation
Pro modifikaci EPS nosiče byla definována procedura Bearer Modification, viz Obr.
5.3, která však neumožňuje měnit typ QCI z non-GBR na GBR.
UE
eNodeB
MME
Serving GW
(A)
PDN GW
PCRF
1. IP-CAN Session
Modification
2. Update Bearer request
3. Update Bearer Request
4. Bearer Modify Request/
Session Management Request
7. Bearer Modify Response
8. Direct Transfer
9. Session Management Response
10. Update Bearer Response
11. Update Bearer response
12. IP-CAN Session
Modification
(B)
Obr. 5.3: Procedura Bearer Modification
Procedura modifikace zdrojů nosiče ze strany UE umožňuje alokaci či uvolnění zdrojů
nosiče jednoho agregovaného provozního toku, viz Obr. 5.4.
58
UE
eNodeB
MME
Serving GW
PDN GW
PCRF
1. Request Bearer Resource Modification
2. Bearer Resource Command
3. Bearer Resource Command
(A)
Session Modification, začátek
5. Dedicated bearer activation dle TS 23.401 Figure 5.4.1-1, kroky 2 až 11; nebo
Bearer modification procedure dle Figure 5.4.2.1-1, kroky 2 až 11, nebo dle
Figure 5.4.3-1, kroky 2 až 9; nebo
Dedicated bearer deactivation procedure dle Figure 5.4.4.1-1, kroky 2 až 9.
Session Modification, konec
Obr. 5.4: Procedura modifikace zdrojů nosiče
Procedura Bearer Deactivation slouží k uvolnění nosiče vzhledem k dané datové síti
PDN. Pokud se deaktivuje defaultní nosič, pak se automaticky uvolní i všechny dedikované
nosiče vůči dané síti PDN. Na Obr. 5.5 je znázorněna procedura Bearer Deactivation
iniciovaná ze strany P-GW. Pokud se jedná o deaktivaci úplně posledního nosiče, je sítí
zaslána do UE žádost o odpojení od sítě.
59
UE
eNodeB
MME
SGSN
Serving GW
PDN GW
(A)
PCRF
HSS
1. IP-CAN Session
Modification
2. Delete Bearer Request
3a. Delete Bearer Request
4a. Detach Request
3b. Delete Bearer Request
4b. Triggering for reactivation in ECM-IDLE
4c. Deactivate Bearer Request
6a. RRC Connection Reconfiguration complete
6b. Deactivate Bearer Response
7a. Direct Transfer
7b. Deactivate EPS Bearer Context Accept
7c. Detach Accept
8a. Delete Bearer Response
8b. Delete Bearer Response
9. Delete Bearer Response
10. IP-CAN Session
Modification
11. Signalling Connection Release
(B)
Obr. 5.5: Procedura Bearer Deactivation iniciovaná ze strany P-GW
Z vážných důvodů místní část sítě nemusí být schopna udržet všechny GBR nosiče,
mohou tedy být uvolněny na základě ukončení rádiových nosičů mezi UE a eNodeB. Pak je
zapotřebí iniciovat z uzlu MME ukončení EPS nosičů, pro které již více neexistují rádiové
nosiče, viz Obr. 5.6. Pouze dedikované nosiče mohou být uvolněny.
60
UE
eNodeB
MME
Serving GW
PDN GW
PCRF
0. Radio Bearer Release
1. Indication of Bearer Release
2. Delete Bearer Command
3. Delete Bearer Command
(A)
Session Modification
7. Procedura jako v TS 23.401,
Figure 5.4.4.1-1, mezi kroky 4 a 7
8. Delete Bearer Response
9. Delete Bearer
Response
(B)
Obr. 5.6: Procedura Dediated Bearer Deactivation iniciovaná ze strany MME
5.2 Procedury předávání aktivního spojení (Handover)
Cílem procedury handover je udržení kvality aktivních spojení i při pohybu terminálu
UE, a to i napříč různými rádiovými přístupovými technologiemi, jako jsou GSM, UMTS,
CDMA2000, WiMAX, LTE či dokonce WiFi.
Procedura „Handover přes rozhraní X2“ (X2-based handover) umožňuje předání spoje
mezi dvěma buňkami eNodeB v případech, kdy uzel MME se při handoveru nemění. Může či
nemusí však dojít ke změně prvku S-GW. Průběh této procedury je zachycen na Obr. 5.7.
61
UE
Target
eNodeB
Source
eNodeB
MME
Serving
GW
PDN GW
Downlink and uplink data
Handover preparation
Handover execution
Forwarding of data
Handover completion
Downlink data
Uplink data
1 Path Switch Request
Downlink data
2 Modify Bearer Request
3a Modify Bearer Request
3b Modify Bearer Response
(A)
4 Modify Bearer Response
5. End marker
5. End marker
6 Path Switch Request Ack
7 Release Resource
8. Tracking Area Update procedure
Obr. 5.7: Procedura „Handover přes rozhraní X2“ beze změny uzlu S-GW
Mírně podrobnější schéma procesu předávání spoje z jedné eNB na druhou je uvedeno na
Obr. 5.8.
62
Zdrojová
eNB
UE
Cílová eNB
Serving
MME
Gateway
0. Area Restriction Provided
1. Measurement Control
packet data
packet data
Legend
UL allocation
2.
L3 signalling
Measurement Reports
3.
L1/L2
Rozhodnutí o
HO
4.
signalling
User Data
Handover Request
5. Admission Control
6. Handover Request Ack
DL allocation
RRC Conn. Reconf. incl.
7.
mobilityControlinformation
Odpojení od staré buňky a
synchronizace s novou
buňkou
Doručení paketů
připravených v paměti a na
cestě do cílové eNB
8.
SN Status Transfer
Data Forwarding
9.
10.
11.
Uložení paketů ze
zdrojové eNB do
paměti
Synchronisation
UL allocation
+
TA for UE
RRC Conn. Reconf. Complete
packet data
packet data
12. Path Switch Request
13.
Modify Bearer
Request
End Marker
14. Změna DL trasy
packet data
End Marker
15.
Modify Bearer
Response
16.Path Switch Request Ack
17. UE Context Release
18. Uvolnění
zdrojů
Obr. 5.8: Průběh procedury Handover typu intra-MME/S-GW (3gpp TS 36.300)
Procedura handover přes rozhraní X2 se změnou prvku S-GW je znázorněna na Obr.
5.9.
63
UE
Target
eNodeB
Source
eNodeB
MME
Source
Target
Serving GW Serving GW
PDN GW
Downlink and uplink data
Handover preparation
Handover execution
Forwarding of data
Handover completion
Downlink data
Uplink data
1. Path Switch Request
2. Create Session Request
4. Create Session Response
3a. Modify Bearer Request
(A)
3b. Modify Bearer Response
Downlink data
5. Path Switch Request Ack
Uplink data
6. Release Resource
7a. Delete Session Request
(B)
7b. Delete Session Response
Obr. 5.9: Procedura „Handover přes rozhraní X2“ se změnou uzlu S-GW
Existují-li důvody, kdy nelze handover přes rozhraní X2 použít (například mezi aktuální
a cílovou buňkou neexistuje rozhraní X2), je realizován handover přes rozhraní S1. Pokud UE
neopouští oblast spravovanou původní skupinou MME, nemělo by docházet ke změně MME.
Pokud však ke změně MME Pool oblasti dojde, pak původní MME určí novou MME, a ta pak
nový uzel S-GW. Standardní průběh S1 handoveru je zachycen na Obr. 5.10.
64
UE
Source
eNodeB
Source
Target
MME
eNodeB
Downlink User Plane data
Target
MME
Source
Serving GW
Target Serving
GW
PDN GW
HSS
1. Decision to trigger a
relocation via S1
2. Handover Required
3. Forward Relocation Request
4a. Create Session Response
5. Handover Request
5a. Handover Request Acknowledge
6. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request
6a. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response
7. Forward Relocation Response
8.. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request
8a. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response
9. Handover Command
9a. Handover Command
10. eNB Status Transfer
10a. Forward Access Context Notification
10b. Forward Access Context Acknowledge
10c. MME Status Transfer
11a. Only for Direct forwarding of data
11b. Only for Indirect forwarding of data
Detach from old cell and
synchronize to new cell
12. Handover Confirm
Downlink data
Uplink User Plane data
13. Handover Notify
14. Forward Relocation Complete Notification
14b. Forward Relocation Complete Acknowledge
15. Modify Bearer Request
17. Modify Bearer Response
(A)
16a. Modify Bearer Response
Downlink User Plane data
19c. Delete Session Request
19a. UE Context Release Command
(B)
19b. UE Context Release Complete
19d. Delete Session Response
20a. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request
20b. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response
21a. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request
21b. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response
Obr. 5.10: Procedura handover přes rozhraní S1
65
5.3 Procedury řízení spojení s další datovou sítí
Uživatel se nemusí spokojit pouze s připojením k jedné datové síti, a může požadovat
vybudování PDN spoje k další datové síti, nejčastěji do privátní (podnikové) datové sítě,
případně do datové sítě pro nouzová spojení. Vybudování datového spojení do nové sítě je
prezentováno na Obr. 5.11.
UE
eNodeB
MME
Serving GW
PCRF
PDN GW
HSS
1. PDN Connectivity Request
(A)
4. IP-CAN Session
Establishment/Modification
First Downlink Data
7. Bearer Setup Request / PDN Connectivity Accept
10. Bearer Setup Response
11. Direct Transfer
12. PDN Connectivity Complete
First Uplink Data
13.a Modify Bearer request
(B)
13.b Modify Bearer response
14. Modify Bearer Response
First Downlink Data
15. Notify Request
16. Notify Response
Obr. 5.11: Vybudování spojení do nové datové sítě
Tak jak se mohlo spojení s další sítí sestavit, tak samozřejmě existuje procedura ke
zrušení PDN spoje. Ta může být realizována buď z důvodu žádosti PDN Disconnection
Request ze strany UE, nebo z důvodu delší neaktivity terminálu vůči dané datové sítě, či
z dalších důvodů ze strany sítě EPS. Průběh odpojování je zachycen na Obr. 5.12.
66
UE
eNodeB
MME
Serving GW
PDN GW
PCRF
HSS
1a. PDN Disconnection Request
1b PDN disconnection trigger
(A)
5. IP-CAN Session Termination
7. Deactivate Bearer Request
9a. RRC Connection Reconfiguration Complete
9b. Deactivate Bearer Response
10a. Direct Transfer
10b. Deactivate EPS Bearer Context Accept
Obr. 5.12: Procedura odpojení od datové sítě
5.4 Hlasová služba v sítích EPS
Ačkoli v současnosti datové služby generují výrazně vyšší provoz v mobilních sítích, a
v sítích EPS obzvlášť, stále hlasová služba patří mezi prioritní služby, které operátor musí
zajistit. K tomu se samozřejmě připojuje jednak celá řada doplňkových služeb, a v neposlední
řadě také služba nouzového volání.
Hlasovou službu lze v sítích EPS zajistit několika způsoby:
1. CS-fallback – při požadavku na hovorové spojení se realizace vlastního hovoru
neodehrává v samotné EPS síti, nýbrž pouze část signalizace, a mobilní terminál
je pak přepnut do okruhově spojované domény sítě 3G či 2G, kde se odehraje
zbývající část signalizace a samotný přenos hovorových dat,
2. Voice over IP (VoIP) – přenos hlasu po IP, tedy paketový přenos, což je způsob
komunikace v síti EPS. Zde existuje několik základních možností:
a. realizace VoIP jako jednu z obecných datových služeb dostupných na
Internetu – příkladem může být služba Skype, či mnoho jiných řešení
67
menších VoIP operátorů. Defaultní nosič (bearer) je použit se všemi
případnými důsledky na kvalitu hovoru.
b. realizace VoIP řešením třetí strany s integrací podpory v EPS pomocí
sestavování vyhrazeného nosiče (dedicated bearer) pro realizaci VoIP,
c. VoLGA (Voice over LTE via Generic Access) – síť LTE se vůči CS
doménám sítí 2G/3G chová jako BSC/RNC, a vlastní přepojování
hovorů se uskutečňuje v CS doméně sítě 2G či 3G, a to i pro hovorové
spojení mezi dvěma LTE zařízeními,
d. služba VoLTE (Voice over LTE), která vyžaduje přítomnost subsystému
IMS (IP Multimedia Subsystem),
e. SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity), které umožňuje bezešvou
realizaci hovorů napříč různými mobilními technologiemi, což také
vyžaduje subsystém IMS s potřebnou úpravou.
5.4.1
Realizace hovorové služby prostřednictvím techniky CS fallback
Jak bylo uvedeno výše, princip techniky CS fallback spočívá v přepojení terminálu do
sítě 2G či 3G, a do okruhově spojované domény. V síti 2G/3G se realizuje zbývající přenos
signalizace a především realizuje vlastní hovor.
Obr. 5.13: Propojení sítě EPS se sítěmi 2G a 3G pro možnost realizovat hovorovou službu pomocí
techniky CS fallback
68
Různé možnosti realizace hovorové služby prostřednictvím techniky CS fallback
popisuje dokument 3gpp TS 23.272.
Základní podmínkou fungování techniky CS fallback je existence spojení mezi řídicím
uzlem v EPS, tj. uzlem MME, a řídicím uzlem v síti 2G/3G, tj. uzlem MSC. Tento spoj je
označován jako rozhraní SGs, jak je to uvedeno na Obr. 5.13. Další důležitou podmínkou je
kombinované připojení mobilního terminálu UE (combined attach) jak do sítě EPS, tak i do
sítě 2G/3G, kdy proběhne jak Tracking Area Update, tak i Location Area Update.
Pro realizaci hovorového spojení bylo definováno několik možných procedur:
•
Redirection,
•
Cell change order,
•
PS handover.
V případě příchozího volání na UE připojený do sítě EPS, které pochází buď z klasické
telefonní sítě či ze sítě 2G/3G, se z HSS/HLR zjistí pozice terminálu, tj. odpovídající místní
oblast a tedy ústředna MSC/VLR, která přes Gs rozhraní zašle do odpovídajícího uzlu MME
zprávu CS paging. Je to obdoba definice módu NMO1 v síti GPRS, kdy při existenci rozhraní
Gs mezi MSC a SGSN a příchodu žádosti o hovor byl terminálu zasílán CS paging, když byl
připojen do sítě GPRS. Uzel MME zprávu paging zašle do E-UTRAN sítě a danému
terminálu, který odpoví žádostí o zajištění služby v okruhově spojované doméně. MME zašle
příkaz k provedení přepojení do sítě 2G/3G, a to buď obsahující příkaz redirection, PS
handover, či Cell change order (s případnou podporou asistované změny buňky NACC).
Mobilní terminál se přihlásí do 2G/3G sítě a zašle odpověď na příchozí volání. Pokud
souhlasí LAI ústředny zasílající paging s LAI ústředny MSC, ke které byl naposledy
provedena procedura Location Area Update, tak již následuje standardní procedura sestavení
hovoru a realizace služby. Jinak musí ještě před tím proběhnout procedura LAU k nové
ústředně MSC. Pokud je terminál typu A z pohledu specifikace GPRS, pak s tím může
proběhnout i přepojení právě probíhajícího datového provozu do PS domény, tj. do GPRS. Po
ukončení hovoru pak může proběhnout zpětné přepnutí do sítě EPS, pokud se účastník během
hovoru nepřesunul do místa, kde není síť EPS dostupná.
V případě potřeb realizovat hovorové spojení ze strany UE připojeného do EPS sítě UE
zašle do MME zprávu „Extended Service Request“, kde zjistí, že proběhne CS fallback a
zašle se zpráva do eNB, aby se provedla změna buňky na buňku 2G/3G, a také se zašlou
informace o cílové buňce za účelem urychlení přepojení. UE provede změnu buňky a
technologie a zašle do nové sítě žádost o poskytnutí služby s uvedením důvodu – nastavením
69
příznaku CSMO. Pokud dojde ke změně MSC, je žádost odmítnuta a musí proběhnout
LA/RA update, a pak může pokračovat sestavování hovorového spojení.
UE/MS
eNodeB
BSS/RNS
MME
MSC
SGW/PGW
SGSN
1a. NAS Extended Service Request
1d. MO CSFB Indication
1b. S1-AP UE Context Modification Request with CS Fallback indicator
1c. S1-AP UE Context Modification Response message
2. Optional Measurement Report Solicitation
3a. NACC,
. 3b, 3c RRC connection release
4. S1-AP: S1 UE Context Release Request
5. S1 UE Context Release
6. UE changes RAT then LA Update or RA Update or LAU and RAU
7a. Suspend
7b. Suspend Request / Response
8. Update bearer(s)
9. CM Service Request
9. A/Iu-cs message (with CM Service Request)
10a. Service Reject
10b. Location Area Update
If the MSC
is changed
10c. CS MO call
11. Routing Area Update or Combined RA/LA Update
Obr. 5.14: Zahájení žádosti o hovorovou službu ze strany UE v případě, že není podporován PS handover
Obr. 5.14 zachycuje počáteční fázi řízení řešení poskytování hovorové služby v síti
EPS, a to ze strany mobilního terminálu nacházejícího se v aktivním režimu.
70
Závěr
Současnost
je
poznamenána
obrovským
rozvojem
v oblasti
elektronických
komunikačních sítí a informačních technologií a služeb. Učební text se zabýval nejnovější
generací mobilních sítí, jakožto v současnosti jednou z nejdynamičtěji se rozvíjejících částí v
oblasti telekomunikačních sítí.
71
Seznam použité literatury
[1] NOVOTNÝ, V. Mobilní komunikační sítě a služby v all-IP prostředí pro
integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. Skriptum FEKT VUT v Brně, 2014
[2] 3GPP TR 21.905: "Vocabulary for 3GPP Specifications".
[3] 3GPP TR 25.913: "Requirements for Evolved UTRA (E-UTRA) and Evolved
UTRAN (E-UTRAN)".
[4] 3GPP TS 36.201: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical
layer; General description".
[5] 3GPP TS 36.211:"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical
Channels and Modulation".
[6] 3GPP TS 36.212: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Multiplexing and channel coding".
layer procedures".
layer; Measurements".
[9] IETF RFC 4960 (09/2007): "Stream Control Transmission Protocol".
[10] 3GPP TS 36.302: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Services
provided by the physical layer".
[11] 3GPP TS 36.304: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User
Equipment (UE) procedures in idle mode".
Equipment (UE) radio access capabilities".
[13] 3GPP TS 36.321: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium
Access Control (MAC) protocol specification".
[14] 3GPP TS 36.322: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio
Link Control (RLC) protocol specification".
[15] 3GPP TS 36.323: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Packet
Data Convergence Protocol (PDCP) specification".
[16] 3GPP TS 36.331: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio
Resource Control (RRC) protocol specification".
[17] 3GPP TS 23.401: "Technical Specification Group Services and System Aspects;
GPRS enhancements for E-UTRAN access".
[18] 3GPP TR 24.801: "3GPP System Architecture Evolution (SAE); CT WG1 aspects".
72
[19] 3GPP TS 23.402: "3GPP System Architecture Evolution: Architecture
Enhancements for non-3GPP accesses".
[20] 3GPP TR 24.301: "Non-Access-Stratum (NAS) protocol for Evolved Packet System
(EPS); Stage 3".
[21] 3GPP TS 36.133: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
"Requirements for support of radio resource management".
[22] 3GPP TS 33.401: "3GPP System Architecture Evolution: Security Architecture".
[23] 3GPP TS 23.272: "Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System; Stage 2".
[24] 3GPP TS 36.413: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)".
[25] 3GPP TS 23.003: "Numbering, addressing and identification".
[26] 3GPP TR 25.922: "Radio Resource Management Strategies".
[27] 3GPP TS 23.216: "Single Radio voice Call continuity (SRVCC); Stage 2".
[28] 3GPP TS 32.421: "Subscriber and equipment trace: Trace concepts and
requirements".
[29] 3GPP TS 32.422: "Subscriber and equipment trace; Trace control and configuration
management".
[30] 3GPP TS 32.423: "Subscriber and equipment trace: Trace data definition and
management".
[31] 3GPP TS 25.346: "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS);
Introduction of the Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) in the Radio
Access Network (RAN); Stage 2".
[32] 3GPP TS 22.220: "Service Requirements for Home NodeBs and Home eNodeBs".
[33] 3GPP TS 22.268: "Public Warning System (PWS) Requirements".
[34] IETF RFC 3168 (09/2001): "The Addition of Explicit Congestion Notification
(ECN) to IP".
[35] 3GPP TS 25.446: "MBMS synchronisation protocol (SYNC)".
[36] 3GPP TS 22.168: "Earthquake and Tsunami Warning System (ETWS) requirements;
Stage 1".
[37] 3GPP TR 25.306: " UE Radio Access capabilities".
[38] 3GPP TS 29.274: "Tunnelling Protocol for Control Plane (GTPv2-C); Stage 3".
[39] 3GPP TS 29.061: "Interworking between the Public Land Mobile Network (PLMN)
supporting packet based services and Packet Data Networks (PDN)".
[40] 3GPP TS 36.423: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); X2 Application Protocol (X2AP)".
73
[41] 3GPP TS 37.320: "Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) and Evolved
Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio measurement collection for
Minimization of Drive Tests (MDT); Overall description; Stage 2".
[42] 3GPP TS 36.443: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); M2 Application Protocol (M2AP)".
[43] 3GPP TS 36.444: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); M3 Application Protocol (M3AP)".
[44] 3GPP TS 36.420: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); X2 general aspects and principles".
[45] 3GPP TS 29.281: "General Packet Radio System (GPRS) Tunnelling Protocol User
Plane (GTPv1-U)"
[46] 3GPP TS 23.246: "Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Architecture
and functional description"
[47] 3GPP TS 26.346: "Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Protocols and
codecs"
[48] 3GPP TR 36.816: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Study on
signalling and procedure for interference avoidance for in-device coexistence".
[49] 3GPP TS 36.305: “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN); Stage 2 functional specifications of User Equipment (UE) positioning in
E-UTRAN”.
Equipment (UE) radio transmission and reception".
[51] ALI-YAHIYA, Tara. Understanding LTE and its performance. New York: Springer,
2011, xxv, 250 p. ISBN 14-419-6456-8.
[52] COX, Christopher. An introduction to LTE: LTE, LTE-advanced, SAE, and 4G
mobile communications. Hoboken: Wiley, c2012, xxviii, 324 s. ISBN 978-1-11997038-5.
[53] 3GPP TS 23.236 V10.2.1 Intra-domain connection of Radio Access Network (RAN)
nodes to multiple Core Network (CN) nodes, (Release 10). Zdroj www.3gpp.org.
[54] 3GPP TS 23.251 V10.1.0; Network Sharing; Architecture and functional description,
(Release 10). Zdroj www.3gpp.org.
[55] LELIVA MSC in Pool. Zdroj http://www.leliwa.com/downloads/MSC_in_Pool.pdf,
07/2014

Komunikační služby v sítích IP pro integrovanou výuku VUT a

Transkript

Podobné dokumenty

4440 06-104.2_V

Publikace 5

ceník dotyků

systémů

Mobilní sítě - IMProVET - České vysoké učení technické v Praze

Výroční zpráva o činnosti ČVUT 2010

Rádiové sítě I pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

LTE Advanced

Komunikační systém pro třetí tisíciletí

paracielo merano

Makarska, Omiš, Brac

Služby pro uživatele mobilních telefonů poskytované nebo

Vývoj harmonizace systémů ECS

Uživatelská příručka v češtině pro použití na Odorik.cz

Uživatelská příručka

WM868 - RFE - popis SW a konfigurace Ethernet GateWay

Soubor ke stažení - 8335-lu_katalog.dt-2015