Сети WMAN - стандарт сотовой связи LTE

LTE - Long Term Evolution - это технология построения сетей беспроводной связи поколения, следующего за 3G, на базе IP-технологий, отличающаяся высокими скоростями передачи данных. Соответствующий стандарт разработан и утвержден международным партнерским объединением 3GPP.

Максимальные скорости:

­ 326,4 Мбит/с на приём (download)

­ 172,8 Мбит/с на отдачу (upload)

Пинг - около 10мс.

Стандарт LTE базируется на трех основных технологиях:

­ многостанционый доступ на базе ортогонального частотного мультиплексирования OFDM,

­ многоантенные системы MIMO и

­ эволюционная системная архитектура сети.

При этом использование как частотного, так и временного дуплексного разделения каналов позволяет очень гибко оперировать частотным ресурсом и, соответственно, повысить эффективность его использования.

SAE (System Architecture Evolution, Эволюция системной архитектуры) - это архитектура ядра сети, являющаяся эволюционным продолжением ядра сети GPRS, с некоторыми отличиями:

· упрощенная архитектура — архитектура SAE снижает эксплутационные и капитальные расходы. Новая, плоская модель, означает, что потребуется повысить пропускную способность узлов только двух типов (базовых станций и шлюзов), чтобы они справились с трафиком в случае его значительного роста.

· целиком построена на IP — Первые концепции 3G был разработаны, с тем, что голос по-прежнему передается по системе с коммутацией каналов. С тех пор наблюдался переход к IP-сетям. Соответственно архитектура SAE построена на базе IP-сети.

· обеспечивает большую пропускную способность на сети — предполагается, что нисходящий канал будет со скоростью свыше 100 Мбит/с, и основное внимание системы будет сосредоточено на мобильности полосы пропускания, от сети потребуется поддерживать гораздо больше уровней данных.

· обеспечивает меньшую задержку радиодоступа — с увеличением требуемых уровней взаимодействия и более быстрых ответов, концепция SAE обеспечит уровень задержки в районе 10 мс.

· поддерживает мобильность между несколькими гетерогенными радиодоступами, включающим поддержку, как систем типа GPRS, так и не-3GPP систем (например WiMAX).

Основным компонентом архитектуры SAE является усовершенствованное пакетное ядро Evolved Packet Core (EPC). EPC служит эквивалентом сети GPRS. EPC включает:

· MME (Узел Управления Мобильностью — Mobility Management Entity) — это ключевой контролирующий модуль для сети доступа LTE. Он отвечает за процедуры обеспечения мобильности, хэндовера, слежения и пейджинга ПУ (пользовательского устройства). Он участвует в процессах активации/дезактивации сетевых ресурсов и так же отвечает. Он отвечает за аутентификацию пользователя. Он проверяет авторизацию UE для доступа к сервис-провайдерам мобильных сетей и реализует роуминговые ограничения. Является заключительной точкой сети для шифрования/защиты целостности сигнализации и отвечает за управление безопасностью. Узаконенный перехват сигнализации так же обеспечивается MME. MME предоставляет плоскость функций контроля для обеспечения мобильности между LTE и сетями доступа 2G/3G.

· SGW (Обслуживающий Шлюз — Serving Gateway): Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. SGW маршрутизирует и направляет пакеты с пользовательскими данными, в то же время выполняя роль узла управления мобильностью (mobility anchor) для пользовательских данных при хэндовере между базовыми станциями (eNodeB), а так же как узел управления мобильностью между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP. Он так же предоставляет копию пользовательских данных при узаконенном перехвате.

· PGW (Пакетный шлюз — Packet Data Network Gateway): Пакетный шлюз обеспечивает соединение от ПУ к внешним пакетным сетям данных, являясь точкой входа и выхода трафика для ПУ. ПУ может иметь одновременно соединение с более чем одним PGW для подключения к нескольким сетям. PGW выполняет функции защиты, фильтрации пакетов для каждого пользователя, поддержку биллинга, узаконенного перехвата и сортирование пакетов. Другая важная роль PGW — являться узлом управления мобильностью между 3GPP и не-3GPP технологиями, такими как WiMAX и 3GPP2 (CDMA 1X и EvDO).

· PCRF (Узел выставления счетов абонентам - Policy and Charging Rules Function): Это - общее название для устройств, которые отслеживают поток предоставляемых услуг, и обеспечивают тарифную политику.

Распределение интеллекта в SAE

Для соблюдения требований к увеличению пропускной способности и уменьшению времени отклика, а также для перехода к all-IP сети, необходимо использовать новый подход к структуре сети.

Ранее, сеть радиодоступа 3G состояла из базовых станций и контроллеров радиосети. Несколько базовых станций были подключены по принципу "звезда" к контроллеру, который нес основную нагрузку по управлению радиоресурсом. В свою очередь, контроллеры были подключены к ядру сети и через него соединялись между собой.

Для обеспечения необходимой функциональности в рамках LTE, в структуре SAE, слой управления сдвигается от ядра к переферии. Контроллеры БС удалены и управление радиочастотным ресурсом передано базовым станциям. Новый тип базовых станций получил название eNB.

eNB подключаются непосредственно к шлюзу основной сети через новый "интерфейс S1". В дополнение к нему, новые eNB соединяются с соседними eNB по принципу сети через "интерфейс X2". Это обеспечивает гораздо более высокий уровень прямого взаимодействия. Данное подключение, также позволяет направлять многие вызовы напрямую, поскольку большое количество звонков и соединений в сети предназначаются для мобильных устройств в той же или соседних сотах. Новая структура позволяет направлять вызовы по более короткому маршруту и с минимальным использованием ресурса ядра сети.

В дополнение к реализации 1 и 2-го уровней OSI, eNB управляет рядом других функций, которые включают в себя контроль радио ресурсов (включая управление доступом), балансировку нагрузки и управление мобильностью, включая принятие решений о хэндовере для мобильных пользователей или оборудования.

Дополнительные уровни гибкости и функциональности означают, что новые станции eNB являются более сложными, чем станции UMTS или базовые станции предыдущих поколений. Однако новая структура сети SAE позволяет обеспечить производительность гораздо более высокого уровня. В дополнение, гибкость, заложенная в eNB, позволяет им поддержать дальнейшее расширение функциональности для перехода от LTE к LTE Advanced.

Стандарт LTE-Advanced (LTE-A) является дальнейшим развитием стандарта LTE, разработанного на основе технологии 3GPP.

LTE-A обеспечивает для операторов возможность нарастить емкость их сетей, улучшить качество пользовательского опыта, улучшить возможности распределения сетевых ресурсов. Для этого используется целый набор различных технологий, ряд которых не являются новыми, но ранее не использовались в единой системе связи.

return false">ссылка скрыта

Основные принципиальные новшества, которые отличают LTE- Advanced от LTE – это:

o агрегация частот (CA - Carrier Aggregation),

o улучшенное использование многоантенных технологий (MIMO),

o поддержка релейного режима включения базовых станций (RN - Relay Nodes).