EPC架构核心网组网方式分析

EPC 架构核心网组网方式探究作者：朱丽霞来源：《中国新通信》 2017年第21期【摘要】在当前这个信息化技术不断完善的大数据时代里，分组域核心网向EPC 架构进行必要的升级和演化是一项极为重要的工作内容。

进行这项技术内容，其主要目的是为了让无线网络能够对所引进的LTE 技术内容进行适应。

在具体使用上，EPC 架构核心网所采用的架构方式，主要为控制和承载相分离的内容，本文通过对EPC 架构核心网的方法展开深入的分析和探究，希望能为相关人员，起到一些积极的参考作用。

【关键词】 EPC 架构核心网组网方式探究根据相关的调查资料显示，移动通信的网络，需要面对的将会是整个IP 网络，在技术进步的过程中，演变进化的接入方法也趋于多样化。

针对这种情况，以EPC 架构的标准，来构建出一个具有高数据吞吐能力，且延迟较低，数据分组化能力较强，可以针对多种无线接入技术来进行工作的系统架构，可以对业务的开展，打下关键的基础。

相比较3G 分组网络，EPC 架构核心网组网方式，具有网络层次扁平化、支持多接入技术和实施业务等方面的优点，所以在应用上，其前景可以说更为广阔。

一、EPC 的技术特征作为一个核心网络架构内容，EPC 和LTE 处于一个相互对立的关系，在对EPC 架构核心网进行组网的目的，主要是为了对运营商和用户的服务质量进行强化，是整个网络的演变和进化，能够得到持续性的加强。

实际的EPC 网络主要具备以下这下特点：首先，可以对Qos 的机制内容，做到端到端的完善，并且对于其需求，能够给予相应的支持；其次，可以放弃对电路域业务的提供服务，真正意义上实现分组接入的内容；然后，可以构成一个对3GPP 和非3GP 网络都能给予支持的中断，并且在使用上，可以根据帮助用户实现自由的切换；最后，可以简化整个网络构架，在进行连接的过程中，缩短延迟的时间。

二、EPC 的核心网的组网方式分析在对EPC 核心网进行架构的时候，其要求也是十分的严格，需要使用那种承载相分离的交媾，表给由于核心网上，其外部接口和内部接口都是以IP 承载为基础的，所以在理论上，可以构成一个扁平网络。

融合核心网技术及组网分析摘要：随着社会主义经济的不断发展，社会对移动通信的需求与要求随之不断提升，而EPC时代的到来，促使需要借助融合核心网技术的运用来实现融合组网，进而实现2G/3G与4G核心网的融合组网。

但是，在实际践行的过程中，基于现有的2G/3G核心网下，如何攻克技术难题以实现与4G网的融合组网，亟待解决。

本文针对融合核心网技术与组网进行了分析，在阐述ERP核心网特点、以及核心网融合组网必要性的基础上，为如何借助核心网技术来实现融合组网提出了对策。

关键词：EPC；核心网融合技术；融合组网；策略；分析前言：在信息化、网络化时代背景下，4G时代的到来促使我国三大通信运营迎来了崭新的发展机遇，但是，机遇与挑战并存，对于通信行业而言，在现有的2G/3G融合核心网的基础上，如何实现对4G核心网的有效融合组网，在充分利用现有资源的基础上，降低成本投资以实现自身经济效益的最大化，亟待解决。

以此，从EPC时代背景下出发，针对核心网融合技术以及融合组网策略进行研究，有着极为重要的现实意义。

1 EPC核心网技术所呈现出的特征基于2G/3G/LTE融合分组网络架构下，包括MME/SGSN、SAE-GW/GGSN、HLR/HSS、PCRF以及CG等设备，相应网络架构如图1所示。

图1 网络架构示意图相应EPC架构特点为：第一，组网灵活。

基于EPC架构下，相应控制与承载是以分离形式进行设置的，相应控制面与用户面也同样是以分离形式进行设计的，进而为提升组网的灵活性奠定了基础；第二，扁平化结构。

在这一架构中，是以扁平化设计来实现的，整体上将网络层次进行了减少，相应基站控制器节点取消，其功能由核心网与基站承担，在数据进行传输的过程中，只需要经过两个节点即可；第三，基于IP下的接口设计。

在整个EPC架构中，相应接口都是基于IP下进行设置的，支持相应的IP协议以及业务等；第四，满足多种网络接入。

基于这一网络架构下，能够满足多种接入方式的接入之需，满足以异构网络之需；第五，取消了电路域。

数据网—LTE 核心网（EPC）目录第1章EPS网络概述 (3)1.1 EPS网络概述 (3)1.1.1 EPS网络关键概念 (3)1.1.2 EPS网络关键技术 (3)1.2 当前主流技术向LTE的演进 (3)第2章EPC网络架构 (5)2.1 LTE-EPC目标网络架构 (5)2.2 EPC重要网元 (5)2.2.1 GW (5)2.2.2 MME (6)2.2.3 HSS (6)2.2.4 PCRF (7)2.3 EPC重要接口 (7)第3章EPC基本流程 (9)3.1 Attach (9)3.2 TAU (9)3.3 Service Request (10)3.4 S1- Release (11)3.5 Detach (12)3.6 承载创建/修改/删除 (13)3.7 切换 (14)3.8 PDN连接或者去连接 (17)第1章EPS网络概述1.1EPS网络概述1.1.1EPS网络关键概念LTE：Long Term Evolution长期演进，是3GPP制定的高数据率、低延时、面向分组域优化的新一代宽带移动通信标准项目。

3GPP：The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。

其职能：3GPP主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范。

E-UTRA：LTE空中接口E-UTRAN：LTE接入网=UE+eNBEPC：Evolved Packet Core 4G核心网，3GPP的演进分组核心网，由MME+SGW+PGW组成EPS：Evolved Packet System ，3GPP的演进分组系统，由E-UTRAN+EPC组成SAE：系统架构演进项目1.1.2EPS网络关键技术EPS网络关键技术：➢EPS提供永远在线的用户体验，降低了用户接入业务的延时➢EPS的核心网允许多种无线技术的接入，目前支持的接入技术包括3GPP已经定义的UTRAN/GERAN，LTE，3GPP2定义的，以及IWLAN接入➢EPS在核心网将用户面和控制面进行分离，实现了网络的进一步扁平化➢EPS引入了TAI list和ISR等概念，降低了空口信令负荷，节约了网络资源➢EPS引入了PCC，对QoS控制、策略和计费控制集中处理1.2当前主流技术向LTE的演进关于2G/3G/4G 的争论已经结束, 所有移动技术都朝着满足未来业务需求的方向发展，并且逐渐趋于一致。

TD—LTE核心网EPC组网模式探讨【摘要】本文通过对LTE/EPC核心网网络结构分析、与3G核心网的对比，提出中国移动EPC核心网演进组网思路，并对不同时期的建网策略进行了探讨，为后续TD-LTE核心网融合组网提出演进建议。

【关键词】TD-LTE;EPC;核心网;扁平化1.引言LTE中核心网演进方向为EPC（Evolved Packet Core），包含MME和S-GW2两个网元，无线接入网UTRAN演进方向为EUTRAN。

EPC和EUTRAN合称EPS[1]。

目前工业和信息化部已经向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照，中国移动获得TD-LTE牌照，中国移动LTE网络也从LTE 网络实验网建设转为正式大规模商用网络建设的。

LTE的核心网向EPC的演进显得至关重要，本文重点探讨中国移动核心网由2G/3G核心网向EPC核心网演进的组网模式及部署策略。

2.LTE/EPC网络结构2.1 3G核心网与LTE/EPC组网区别图2.1-1 3G核心网与LTE/EPC组网原理简图E-UTRAN与UTRAN相比，去掉了RNC，而只是由若干个eNodeB组成。

LTE核心网中采用了扁平化架构，eNode B本身就具有独立的资源管理功能，各个eNode B之间通过直接的互联实现相互的协调与合作。

能有效地提高系统效率。

与传统3G网络核心网比较，LTE的网络是全IP承载，网络结构更加简单扁平，组网成本更低，组网灵活性提高，并能大大减少用户数据和控制信令的时延。

可实现LTE网络提出的更高的接入带宽，更快的接入速度，无缝移动性以及更低成本的各项要求。

2.2 LTE/EPC组网及网元功能EPC网元从功能角度可以分为控制面网元、用户面网元、用户数据管理网元、策略和计费控制网元等。

图2.2-1 3GPP EPC组网图（1）控制面网元为MME（Mobility Manage-ment Entity，移动性管理设备），主要用于用户接入控制和移动性管理。

中国电信CDMA分组核心网络向LTE／EPC 网络演进技术分析及策略探讨向LTE/4G 技术演进，网络体系架构演进主要是基于3GPP 的演进分组系统EPS（包括E-UTRAN 和EPC）。

其中EPC 为演进的分组核心网，作为统一的分组核心网，EPC 支持多种不同接入技术．对于CDMA 运营商中国电信来说，未来引入EPS 网络，分组核心网向EPC 演进，需要考虑E-UTRAN 和CDMA 分组域和电路域的业务互操作问题。

网络演进和互操作架构如下图所示。

以下是针对中国电信网络演进的技术和演进思路分析：依据3GPP2 的演进规范，现有网络HRPD 升级到EHRPD 方面, 类似于CDMA2000 1X 网络升级到CDMA2000 1X/DOA, 主要是在A 接口进行增强和补充，保障对1X/DOA 的向前兼容能力．同时EHRPD 面向EPS 系统支持后向兼容，如支持多PDN 能力．在EHRPD 演进中，要求PDSN 升级支持HSGW 功能，可由HA 将升级支持PGW，从而与EPC 的网络架构上保持一致．建议HSGW/PGW 分别同时保留PDSN 和HA 能力，以便该网元能够同时提供1X/DOA/EHRPD 接入共存．在终端方面，建议初期部署时，EHRPD 终端需同时支持1X/DOA 能力，从而在非EHRPD覆盖区域，可以由传统的1X/DOA 网络和PDSN/HA 功能实体提供服务．关于传统1X/DOA 与EHRPD 之间的切换问题，包括网络侧HSGW(PDSN)/PGW(HA)对切换的支持等，目前国际规范提及不多，需要进一步研究．支持EHRPD 部署需保障现有业务连续性和平滑过渡，现有业务如（SIP, MIP）基本数据业务，增值业务如PSVT, QCHAT 等不受影响．EHRPD 部署需保障现有网络方案和能力的影响最小，如CCG 能力, 支持C+W 网络方案等。

EHRPD 的演进支持统一认证，实现3GPP UIM 卡的认证能力，HSGW 能够接到3GPP AAA Sever在HSS 进行鉴权和用户管理。

• 73•EPC架构核心网组网方式探讨中国电信股份有限公司恩施分公司 杨妮娜本文在研究中以EPC 架构为核心，分析EPC 标准架构，明确EPC 技术特征，提出EPC 架构核心网组网方式，形成多元无线接入技术的系统框架，提高网络层次性，并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

移动通信网络面临着整个IP 网络，特别是在当前的技术现状下，演变进化接入方式逐渐多样化发展，并以EPC 架构为主要标准，构建具备高数据吞吐能力的系统架构，延迟率低，具有极强的数据分组化能力，支持多种无线接入技术的连接，为各种网络业务的开展创造所需环境。

相比于传统3G/4G 分组网络，EPC 结构核心网组网方式更有利于业务的开展，强化网络层次的扁平化处理，应用范围广阔。

对此，本文深入分析EPC 架构核心网组网方式，明确EPC 标准框架，以IP 协议为基础，加强移动通信网络的技术演进，为5G 技术的应用打下基础，进而保证网络的层次性和业务开展的便利性。

在这样的环境背景下，探究EPC 架构核心网组网方式探讨具有非常重要的现实意义。

一、EPC核心网标准架构分析如图1所示，为EPC 核心网标准架构，EPC 核心网包括移动性管理设备（MME ）、服务网关（S-GW ）、分组数据网关（P-GW ）及存储用户签约信息（HSS ）、策略控制单元（PCRF ）等元件系统构成，而服务网关与分组数据网关可以基于逻辑分设和基于物理合设，分离3G/4G 分组域SGSN 自身的移动性管理功能、信令控制功能、媒体转发功能，由不同网元进行操作，MME 以移动性管理和信令处理功能为主，而S-GW 以媒体流处理功能与转发功能为主，P-GW 还保持原有的GGSN 职能。

不同的是，HSS 职能与HLR 职能相同，但功能不断加强，增设PCRF 组件实施计费和QOS 策略，而EPC 架构中主要以IP 协议进行各个功能实体的连接，一些接口协议从2G/3G 分组域标准进行演进升级形成，而另一些接口协议为新增协议，包括MME 和HSS 之间的S6接口协议。

一、LTE组网图二、网元介绍2.1、HSS:HSS（Home Subscriber Server）是支持用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库。

HSS9820从逻辑上划分为BE（Back End）和FE（Front End）两部分，实现用户数据与业务逻辑处理的分离。

∙BEBE即USCDB（Unified Subscriber Center DataBase），负责存储用户数据，提供用户数据的增加、删除、更新和查询服务，为FE提供有效的数据支撑。

∙FEFE负责信令接入和业务逻辑处理，从BE获得数据服务。

2.2、MME：MME（Mobility Management Entity）MME是核心网其中的一个网元，是核心网中负责处理信令的网元，MME是一个信令实体，主要负责移动性管理、承载管理、用户的鉴权认证、SGW和PGW的选择等功能；NAS信令解析和处理。

NAS信令的安全性，NAS (Non-Access Stratum)非接入层信令的加密和完整性保护。

与其他3GPP网络的核心网交互，进行移动性控制控制和执行寻呼的传递TA列表的管理维护TAI和UE位置区（LAI）的映射，UE时区的管理PDN网关和服务网关的选择切换到2G/3G时，选择SGSNMME改变时，选择MME漫游的处理鉴权管理承载管理2.3、SGW：Serving GWSGW终结和E-UTRAN的接口，主要负责用户面处理，负责数据包的路由和转发等功能，支持3GPP不同接入技术的切换，发生切换时作为用户面的锚点；对每一个与EPS相关的UE，在一个时间点上，都有一个SGW为之服务。

SGW和PGW可以在一个物理节点或不同物理节点实现。

支持UE的移动性切换用户面数据的功能,E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 ,分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合法监听；计费（针对用户进行计费），类似取代原2G、3G核心网SGSN用户承载功能。

LTEEPC解决方案引言概述：LTE（Long Term Evolution）是一种高速无线通信技术，为了实现LTE网络的连接和管理，需要使用LTE Evolved Packet Core（EPC）解决方案。

本文将介绍LTE EPC解决方案的五个主要部份，包括核心网、无线接入网、传输网、业务支持系统和管理系统。

一、核心网1.1 MME（Mobility Management Entity）：负责用户的鉴权和位置管理，确保用户在挪移过程中的顺畅切换。

1.2 SGW（Serving Gateway）：负责用户数据的转发和路由选择，确保数据传输的高效性和可靠性。

1.3 PGW（Packet Data Network Gateway）：负责用户数据与外部网络之间的接入，实现数据的转发和策略控制。

二、无线接入网2.1 eNodeB（Evolved Node B）：负责与用户设备的无线通信，包括接入控制和用户数据的传输。

2.2 HSS（Home Subscriber Server）：存储用户的认证和配置信息，提供用户的身份识别和访问控制。

2.3 PCRF（Policy and Charging Rules Function）：根据网络策略，为用户提供不同的服务质量和收费策略。

三、传输网3.1 S1接口：连接eNodeB和MME，负责控制平面和用户平面的传输。

3.2 S5/S8接口：连接SGW和PGW，负责用户数据的传输和策略控制。

3.3 S11接口：连接MME和SGW，负责用户的位置管理和切换控制。

四、业务支持系统4.1 OCS（Online Charging System）：实时计费和收费策略控制，为用户提供不同的付费方式和套餐选择。

4.2 PCRF（Policy and Charging Rules Function）：根据网络策略，为用户提供不同的服务质量和收费策略。

4.3 AAA（Authentication, Authorization, and Accounting）：负责用户的身份认证、访问控制和计费管理。