EPC核心网系统架构资料
经典EPC核心网培训教材
MME
HSS
DRA
SAE PS
SAE-PGWSຫໍສະໝຸດ E GW eNodeBSGSN
S6a
MME
DRA
标准LTE网络架构下，所有用 户仅接入分组域 未来所有业务都应通过分组域 提供
控制和承载分离：控制面 MME，用户面SAE GW 扁平化网络架构：LTE仅有 eNodeB，用户面由2G/TD三级 转发变为一级转发
UE
eNodeB
Serving GW
PDN GW
EPS系统特点
仅有分组域，无电路域 控制和承载分离，网络结 构扁平化
SGSN
MSCS GGSN
基于全IP架构
CS
eMSC MGW SGSN
BSC BTS NodeB RNC
GGSN
PS
SGSN
MGW
2G/TD网络 SAE网络 SAE无CS域
HSS MME
AF
SAE GW
S1-U S5/8 SGi
eNodeB
Serving GW PDN GW
UE
E-UTRAN EPS
EPC
CG
目 录
• EPC基本原理
–EPC系统架构和特点 –基本概念
• EPS系统 • PDN连接和默认APN • 跟踪区和跟踪区列表 • 移动性管理和连接管理 • 承载管理
–业务流程举例
准4G核心网（EPC） 培训教材
目录
1. 2. 3.
技术背景 EPC基本原理 互通应用场景
无线接入技术逐步宽带化
WCDMA Evolution
GSM/GPRS EDGE 171/384kbps WCDMA R99/R4 384kbps HSDPA Phase I 1.8M/3.6Mbps HSDPA Phase II
EPC网络原理概述
EPC网络原理概述EPC（Evolved Packet Core）是LTE网络的核心组网结构，也是5G网络的一部分。
EPC网络是一个IP网络，其原理是将用户设备通过无线接入网络（RAN）连接到核心网，并提供用户数据传输服务和管理功能。
EPC网络包含多个节点，包括MME（Mobility Management Entity）、SGW（Serving Gateway）、PGW（Packet Data Network Gateway）、PCRF （Policy Charging Rules Function）等。
这些节点相互协作，以提供无线接入网络与核心网之间的连接和数据传输。
MME是EPC网络中的核心节点，负责处理用户接入和移动性管理。
它是用户设备和核心网之间的接入点，负责用户的认证、鉴权和注册等操作。
MME还负责跟踪用户设备的位置，并处理手机与网络之间的切换。
SGW是Serving Gateway的缩写，它负责处理用户数据的传输。
当用户设备和网络之间有数据传输时，SGW将数据从无线接入网络传输到核心网。
同时，当数据需要从核心网传输到用户设备时，SGW也负责将数据传输到无线接入网络。
SGW还负责用户设备的移动性管理，即当用户设备从一个基站移动到另一个基站时，SGW会负责处理相关操作，以确保数据传输的连续性。
PGW是Packet Data Network Gateway的缩写，它是用户设备与外部网络（如互联网）之间的接口。
PGW负责IP分组的转发和路由，将用户设备的数据传输到目标网络。
PGW还负责用户设备的QoS（Quality of Service）管理，即根据用户设备和网络之间的需求，为数据流提供恰当的优先级和带宽。
PCRF是Policy Charging Rules Function的缩写，它是EPC网络中的策略管理节点。
PCRF负责定义和控制用户设备和网络之间的策略规则，以确保用户设备获得适当的服务质量和计费策略。
物联网解决方案-EPC系统详细介绍
物联网解决方案- EPC系统详细介绍摘要：EPC系统组成 EPC编码体系 EPC射频识别系统 EPC信息网络系统 EPC系统的工作流程 EPC的特点EPC系统的构成EPC系统是一个非常先进的、综合性的复杂系统，其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。
它由全球产品电子代码（EPC）的编码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成，主要包括六个方面，见下表。
EPC系统的构成系统构成名称注释EPC编码体系EPC代码用来标识目标的特定代码射频识别系统EPC 标签贴在物品之上或者内嵌在物品之中读写器识读EPC标签EPC编码体系EPC编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它是全球统一标识系统的延伸和拓展，是全球统一标识系统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。
EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。
具体结构如表2-2所示，具有以下特性：•科学性：结构明确，易于使用、维护。
•兼容性：EPC编码标准与目前广泛应用的EAN.UCC 编码标准是兼容的，GTIN是EPC编码结构中的重要组成部分，目前广泛使用的GTIN、SSCC、GLN等都可以顺利转换到EPC中去。
•全面性：可在生产、流通、存储、结算、跟踪、召回等供应链的各环节全面应用。
•合理性：由EPCglobal、各国EPC管理机构（中国的管理机构称为EPCglobal China）、被标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用，具有合理性。
•国际性：不以具体国家、企业为核心，编码标准全球协商一致，具有国际性。
•无歧视性：编码采用全数字形式，不受地方色彩、语言、经济水平、政治观点的限制，是无歧视性的编码。
EPC-96 编码结构标头厂商识别代码对象分类代码序列号EPC-96 8 28 24 36EPC-256 编码结构标头厂商识别代码对象分类代码序列号EPC-256 8 32 56 160EPC-256 8 64 56 128EPC-256 8 128 56 64当前，出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准采用的是64位数据结构，未来将采用96位的编码结构。
LTEEPC解决方案
LTEEPC解决方案概述LTEEPC（Long Term Evolution Evolved Packet Core）是LTE（Long Term Evolution）网络的核心网部分，它负责处理移动网络中的数据传输和控制。
LTEEPC解决方案是为了满足移动通信运营商对高速、高容量和高可靠性网络的需求而设计的。
本文将详细介绍LTEEPC解决方案的架构、功能和优势。
一、架构LTEEPC解决方案由多个组件组成，包括MME（Mobility Management Entity）、SGW（Serving Gateway）、PGW（Packet Data Network Gateway）、HSS（Home Subscriber Server）和PCRF（Policy and Charging Rules Function）。
这些组件共同构成了LTEEPC的核心网络。
1. MME：MME是LTEEPC的主要控制节点，负责用户的鉴权、位置管理、移动性管理和安全管理等功能。
它与UE（User Equipment）建立和维护控制信道，为UE提供无缝的移动性支持。
2. SGW：SGW是用户数据的转发节点，负责将用户数据从MME传输到PGW。
它还负责用户数据的分组、分流和路由等功能，确保数据的快速传输和低延迟。
3. PGW：PGW是用户数据的出口节点，负责与外部网络进行连接，并提供数据的转发、路由和策略控制等功能。
它还负责用户数据的计费和质量控制，确保网络的高可靠性和高效性。
4. HSS：HSS是用户信息的存储节点，负责存储用户的身份信息、位置信息和服务信息等。
它与MME和SGW进行交互，为LTEEPC提供用户认证和授权等功能。
5. PCRF：PCRF是策略和计费控制节点，负责为用户提供个性化的服务策略和计费策略。
它根据用户的需求和网络的状态，动态调整服务质量和计费策略，提供更好的用户体验和运营商收益。
二、功能LTEEPC解决方案具有丰富的功能，能够满足移动通信运营商对网络性能和用户体验的要求。
数据网-LTE 核心网(EPC)
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。
4-EPC核心网网络规划专题 V1.0
5
VBOX onLine
方案一与方案二比较如下：
方案一
1. 2. MME与eNode B间网络组织相对简单，对 网元的功能要求较低。 该方案安全可靠性较低，当某一MME出现 故障时，其覆盖区内eNode B接入的业务均 会受到影响 网内设有多个MME时，不能实现资源共享， 会出现不同MME的负荷不均衡的情况。
MME Pool内 eNodeB与SGW全 互联 合设 将网间一跳 变为设备内 一跳，减少 数据路 由转发时延 S-GW与PGW间路 由转发通过 承载网 S-GW和PGW的用户面 处理和转发 可进行优化， 进一步提高 效率 必须按标准 方式 处理S5接口 数 据及信令 用户接入时，MME 先根据APN选P-GW， 再选择与P-GW合设 的S-GW，无法就近 接入 用户接入时，MME 先根据APN选P-GW， 再根据TAI选择SGW， 由于S-GW与 Pool内所有TAI都关 联，无 法做到就近接入
S-GW主要负责连接eNode B，以及eNode B之间的漫游/切换。P-GW主要负责连接外部数据网，以及用户IP 地址管理、内容计费、在PCRF的控制下完成策略控制。从媒体流处理上看，S-GW、P-GW均负责用户媒体流的疏通， 所有业务承载均是采用“eNodeB-SGW-PGW”方式，不存在“eNodeB-eNodeB””SGW-SGW”的业务承载。 S/PGW设置与媒体流的流量和流向相关，应根据业务量及业务类型，选择集中或分散的方式。当业务量较小且不需提供 语音类点对点业务时，主要数据业务为“点到服务器”类型时， S/P-GW连接的互联网出口一般为集中设置，因此S/PGW可采用集中设置的方式。当某些本地网业务量较大或需提供点对点业务时，可将S/P-GW下移至本地网，尽量靠近 用户，减少路由迂回。建网初期，互联网出口一般以集中设置为主，点对点业务量不大，因此建议采用集中设置的方式。
EC核心网系统架构PPT课件
业务配置灵活，可以根据网络建设的不同阶段，用户对数据业务 的不同需求配置设备；
平滑演进
平滑的在线扩容：只需在业务处理机框上添加相应的处理功能插 板。插板启动后，可以自动加载程序，获得系统内部连接数据和 用户配置数据，自动进入服务状态——即插即用，且不影响当前 业务； 支持单独的宽带接入业务，也支持宽带接入和宽带集群混合业务。
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EPC2080产品特点
EPC设备包括 七个网元，其中：PCRF、DNS、CG采用机架式通用服 务器，MME、xGW、HSS、TGW采用成熟的ATCA硬件平台 。 硬件平台成熟
具有高稳定性、高可靠性 ；
系统容量可在不超过最大容量前提下灵活配置，以满足用户或业 务的变换；
可扩充性强，可以根据产品需要，对设备进行扩容；
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TD-LTE背景
TD-LTE背景
随着移动通信技术的不断成熟和用户需求的不断提升，宽带无线 接入的概念开始被越来越多的运营商和用户关注。相比较于WiFi 和WiMAX等无线接入方案的迅猛发展，3GPP组织制定的HSDPA、 HSUPA虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但是在无线频谱 利用率和传输时延等方面有所落后。此外，一方面目前的数据类 业务种类繁多且数据量大，对空口的数据传输数率提出了更高的 要求。另一方面OFDM技术为核心的无线接入技术逐渐成熟，大幅 度提升空口速率可以变为现实。因此目前HSDPA提供的14.4 Mbit/s峰值速率已经无法满足需求。为此3GPP组织经过认真的讨 论决定使用现在为3G分配的频段，采用新的技术来进行网络演进， 并为此制定长期演进计划LTE（Long Term Evolution，长期演 进）。
EPC核心网系统架构
中国普天信息产业股份有限公司
EPC网络概述
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。
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中国普天信息产业股份有限公司
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课程内容
第一章 第二章
EPC系统概述 EPC硬件体系结构
第三章
第四章
EPC软件体系结构
EPC典型配置和组网方式
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TD-LTE宽带接入系统介绍
TD-LTE宽带接入系统是基于3GPP TD-LTE标准的宽带专网系 统，用于满足各种类型的行业性通信需求。该系统主要由终端 系统CPE、无线接入网络E-UTRAN、分组核心网络EPC、操作 维护系统eOMC组成。
功能丰富
支持多种PS域业务数据传输； 支持同一UE的多业务承载； 支持UE发起的承载修改流程；
业务板卡可扩展来实现负荷分担功能；
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EPC2080产品特点
配置灵活
采用模块化设计方法，可以利用模块堆叠的方式对系统进行平滑 扩容，实现在线扩容，能最大限度节省投资，同时扩容不影响已 有业务；
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TD-LTE背景
TD-LTE背景
随着移动通信技术的不断成熟和用户需求的不断提升，宽带无线 接入的概念开始被越来越多的运营商和用户关注。相比较于WiFi 和WiMAX等无线接入方案的迅猛发展，3GPP组织制定的 HSDPA、HSUPA虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但 是在无线频谱利用率和传输时延等方面有所落后。此外，一方面 目前的数据类业务种类繁多且数据量大，对空口的数据传输数率 提出了更高的要求。另一方面OFDM技术为核心的无线接入技术 逐渐成熟，大幅度提升空口速率可以变为现实。因此目前 HSDPA提供的14.4 Mbit/s峰值速率已经无法满足需求。为此 3GPP组织经过认真的讨论决定使用现在为3G分配的频段，采用 新的技术来进行网络演进，并为此制定长期演进计划LTE（Long Term Evolution，长期演进）。
xGW，负责用户面数据路由处理，管理和存储终端的承载信息，同时 承担终端接入PDN的网关功能，分配用户IP地址； MME, 控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储 UE相关信息，比如UE用户标识、移动性管理状态等，为用户分配临时 标识。处理MME和UE之间的所有非接入层消息; HSS,存储并管理用户签约数据，包括用户鉴权信息、路由信息、位置 信息及路由信息。 PCRF,策略和计费控制平台用于用户信息管理、PCC策略管理、PCC 策略动态生成以及事件触发等差异化服务业务 ； DNS,名字服务器系统； CG，计费网关系统 。
EPC采用2200mm有门机柜，遵循19” 工业机柜标准。 物理尺寸（高×宽×深）： 2200mm×600mm×800mm
机柜的组成
电源分配框PDP 业务处理机框C4100
交换机和走线槽
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EPC2080产品特点
EPC设备包括 七个网元，其中：PCRF、DNS、CG采用机架式通 用服务器，MME、xGW、HSS、TGW采用成熟的ATCA硬件平台 。 硬件平台成熟
具有高稳定性、高可靠性 ；
系统容量可在不超过最大容量前提下灵活配置，以满足用户或业 务的变换；
可扩充性强，可以根据产品需要，对设备进行扩容；
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EPC分组核心网组成
TGW
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EPC分组核心网组成
EPC分组核心网由xGW（S-GW、PGW）、TGW(集群xGW)、移 动管理实体（Mobility Management Entity，MME）、归属用户服 务器（Home Subscriber Server，HSS）、PCRF、DNS、CG等实 体构成。
业务配置灵活，可以根据网络建设的不同阶段，用户对数据业务 的不同需求配置设备；
平滑演进
平滑的在线扩容：只需在业务处理机框上添加相应的处理功能插 板。插板启动后，可以自动加载程序，获得系统内部连接数据和 用户配置数据，自动进入服务状态——即插即用，且不影响当前 业务； 支持单独的宽带接入业务，也支持宽带接入和宽带集群混合业务。
系统高可靠性
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课程内容
第一章 第二章
EPC系统概述 EPC硬件体系结构
第三章
第四章
EPC软件体系结构
EPC典型配置和组网方式
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本章内容
第一节 ATCA硬件平台 第二节 EPC01-2000平台硬件 第三节 通用服务器硬件
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ATCA机架外观
46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01
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TD-LTE宽带接入系统网络组成
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TD-LTE宽带接入系统组成
终端系统CPE用于完成用户各种业务功能 ; 无线接入网络E-UTRAN由eNodeB组成，主要实现接入网功能，包括 空口处理、S1口处理等 ; 分组核心网络EPC作为宽带接入系统的核心网，主要为用户提供高 速的移动宽带接入业务，并为用户提供会话管理、移动性管理、承载 管理及切换管理等功能； 操作维护系统eOMC主要完成对于接入网子系统、核心网子系统和用 户签约数据库的操作维护管理等功能。
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EPC2000产品特点
EPC01-2000设备包括MME、XGW、HSS、TGW等网元，硬件采 用DELL开发的Power Edge R710服务器，其外形规格为2U机架式。 EPC具有以下特点。
功能丰富 支持多种PS域业务数据传输； 支持UE的IP地址动态分配； 支持同一UE的多业务承载 ; 支持集群业务：单呼，组呼，全呼以及集群短消息； 配置灵活,采用模块化设计方法，可以利用模块堆叠的方式对系统进行 平滑扩容，实现在线扩容，能最大限度节省投资，同时扩容不影响已 有业务 支持标准的平滑演进 方便实用的操作维护功能