|
Анализ особенностей построения сетей LTE
В настоящее время наиболее популярной технологией, реализующей современную концепцию управления территориально рассредоточенными объектами, является технология LTE [115, 122]. Высокая степень управляемости в рамках данной технологии достигается применением новой сетевой инфраструктуры [18] SAE, в которой обеспечивается всесторонняя поддержка услуг на базе технологии IP, а также непрерывное обслуживание абонента при его перемещении между различными сетями беспроводного доступа [16, 45, 78, 84, 121].
Сеть LTE состоит из двух важнейших компонентов: сети радиодоступа E-UTRAN и базовой сети EPC (рисунок 1.1).
Взаимодействие сети LTE с сетями 3GPP (UMTS/GSM/HSPA+) [16, 21, 29, 45, 78, 80, 84, 115, 121] осуществляется как при обеспечении роуминга, так и хендовера. Взаимодействие сети LTE с другими 3GPP сетями, для оказания традиционных услуг телефонии, осуществляется с помощью как традиционной технологии коммутации каналов (TDM), так и технологии коммутации пакетов на базе сервисной подсистемы IMS [6].
Рисунок 1.1. Архитектура сети LTE
В данную сеть входят элементы, отвечающие за управление, маршрутизацию, коммутацию и хранение различных данных.
Радиочасть сети (E-UTRAN) состоит только из базовых станций eNodeB которые берут на себя функции радиоинтерфейса и является связующим звеном между пользовательским оборудованием и сетью передачи данных, в отличие, например, от стандарта GSM [3,7, 34, 42], где подсистема базовых станций BSS состояла из базового приемопередатчика BTS и контроллера базовых станций BSC, то есть в сети LTE в одном элементе eNodeB объединены функции передатчика и контроллера. Помимо этого, все больше производителей оборудования объединяют функции опорной сети в единую платформу, что создает дополнительные проблемы с точки зрения информационной безопасности[121].
Основными элементами базовой сети EPC [122] являются:
узел управления мобильностью –ММЕ, который выполняет задачи по управлению мобильностью абонентского терминала, управления службой передачи данных, а также управлению безопасностью мобильной связи. Для управления безопасностью в узел ММЕ интегрировано сетевое хранилище данных NAS Security;
обслуживающий шлюз сети LTE –S-GW, который отвечает за обработку и маршрутизацию пакетов, поступающих из подсистемы базовых станций eNodeB;
шлюз для взаимодействия с сетями других операторов – P-GW, он отвечает за передачу голоса и данных от сети оператора LTE к другим сетям 2G, 3G, не-3GPP и Internet;
сервер абонентских данных HSS, где хранится информация об абонентах;
узел выставления счетов абонентам за оказанные услуги PCRF;
сервер выделения IP-адресов DHCP/DNS.
Основным достоинством архитектуры сетей LTE, по сравнению с архитектурами сетей предыдущих поколений является снижение задержки при передаче как пользовательских данных, так и управляющей информации, в связи с прохождением через меньшее число промежуточных элементов [121]. Обмен данными здесь осуществляется с помощью коммутации пакетов по протоколу IP, что является существенным отличием сети LTE от сетей предыдущих поколений.
В настоящее время наряду с мобильными сетями второго, третьего и четвертого поколений широкое распространение получили высокоскоростные локальные сети стандарта Wi-Fi [17], разворачиваемые в общедоступных системах торговли, системах общественного питания и общественного транспорта и т.д. При этом появились совместные базовые станции, предназначенные как для работы в сетях Wi-Fi, так и в сетях сотовой связи. Все это позволяет обслуживать абонентов с применением разных вариантов доступа.
В связи с этим в архитектуре SAE предусмотрены механизмы выбора наиболее удобной сети передачи данных для предоставления абоненту требуемых услуг. При этом все современные мобильные терминалы выбирают, при наличии нескольких сетей, передачу трафика на разрешенной пользователем сети Wi-Fi [77], что обычно сопровождается переключением с одной технологии на другую и соответственно передачей данных о пользователе между сетями.
Проключение соединения между сетью LTE и другой сетью стандарта 3GPP [18] при установлении голосового вызова происходит с помощью взаимодействия логического элемента MME с сервером MSC по интерфейсу Sv. В случае вызовов из сети LTE в сеть коммутации каналов (CS-домен); и с помощью взаимодействия логического элемента MME с узлом SGSN по интерфейсу S3 в случае голосового вызова из сети LTE в сеть коммутации пакетов (PS-домен).
Взаимодействие сети LTE с сетями не-3GPP разделяется на взаимодействие с сетями с гарантированной безопасностью – «надежными» и взаимодействие с сетями, безопасность которых не гарантирована – «ненадежными». «Надежными» являются мобильные сети других стандартов, «ненадежными» – общедоступные IP-сети Интернета. Взаимодействие сети LTE с «надежными» сетями стандартов не-3GPP осуществляется через шлюз P-GW, взаимодействие с «ненадежными» сетями – через шлюз ePDG.
Усложнение характера трафика [57], в частности снижение речевой нагрузки по сравнению с объемом мультимедийных сообщений при организации различных видов мобильного доступа приводит к тому, что безопасность передачи информации, может быть обеспечена только при использовании эффективных методов повышения пропускной способности, так как именно при беспроводном доступе могут возникать резкие перекосы нагрузки из-за стохастического перемещения абонентов по зонам мобильной сети, при этом все протоколы и схемы взаимодействия являются открытыми, а передача данных осуществляется на базе протокола IP.
Рассмотрим структуру пользовательского уровня сети LTE.
Do'stlaringiz bilan baham: |
