Мережева архітектура стандарту LTE

Архітектура мережі LTE розроблена таким чином, щоб забезпечити підтримку пакетного трафіку з «безшовної» мобільністю, мінімальними затримками доставки пакетів і високими показниками якості обслуговування. Основною метою розробників стандарту LTE було максимально можливе спрощення структури мережі і виключення дублюючих функцій мережевих протоколів, характерних для системи 3G UMTS (Рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Узагальнена структура мережі LTE.

В архітектурі стандарту LTE вся мережеве взаємодія відбувається між двома вузлами: базової станцією (eNB) і блоком управління мобільністю (MME), який включає в себе мережевий шлюз GW (Gateway).

На фізичному рівні мережа LTE складається з двох компонентів: мережі радіодоступу E-UTRAN і базової мережі SAE (System Architecture Evolution).

Мережа E-UTRAN складається з базових станцій eNB. Базові станції є елементами повно-мережі і з'єднані між собою за принципом «кожен з кожним». Кожна eNB має інтерфейс S1 з базовою мережею SAE, побудованої за принципом комутації пакетів. На eNB в мережах LTE покладені такі функції: управління радіоресурсами, шифрування потоку даних користувача, маршрутизація в користувальницької площині пакетів даних (Рисунок 1.3).

Рисунок 1.3.

Базова мережа SAE, звана ще EPC (Evolved Packet Core), містить вузли MME / UPE, що складаються з логічних елементів ММЕ і UPE. Логічний елемент MME (Mobility Management Entity) відповідає за вирішення завдань управління мобільністю абонентського терміналу і взаємодіє з базовими станціями за допомогою протоколів площини управління C-plane. Крім цього, MME розподіляє повідомлення виклику (paging) до eNB, управляє протоколами площині управління, призначає ідентифікатори абонентських терміналів, забезпечує безпеку мережі, перевіряє справжність повідомлень абонентів і управляє роумінгом.

Логічний елемент UPE (User Plane Entity) відповідає за передачу даних користувачів згідно з протоколами площині користувача U-plane. Елемент UPE виконує наступні функції: стиснення заголовків IP-протоколів, шифрування потоків даних, термінацію пакетів даних.

Архітектура базової мережі SAE являє собою пакетний PS-домен системи LTE, який надає як голосові, так і всю сукупність IP-послуг на основі технологій пакетної комутації даних. В основу базової мережі SAE покладена концепція «все через IP» і та обставина, що доступ до неї може здійснюватися як через мережі радіодоступу другого і третього поколінь (UTRAN / GERAN), так і через мережі не-3GPP (WiMAX, Wi-Fi), а так само через мережі, що використовують провідні IP-технології (ADSL +, FTTH).