cisco connect · maximum coupling loss (mcl) 164 db ... link peak rate (dl/ul) dl: ~30 ... duty...

Cisco Connect Москва, 2017

Цифровизация: здесь и сейчас

Что нового в последних релизах 3GPP

Александр Фелижанко

Ведущий консультант по технологиям

© 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Содержание

• О проекте 3GPP

• 3GPP Release 13 - Оптимизации опорной сети для поддержки устройств Cellular IoT (CIoT)

• 3GPP Release 14 - Усовершенствования механизма выбора выделенных опорных сетей (eDECOR)

• 3GPP Release 14 - Разделение плоскостей управления и пользовательских данных на узлах EPC (CUPS)

• 3GPP Release 15 - Сервисные требования к системе 5G и системная архитектура 5G

• 3GPP Release от 13 до 15 - Усовершенствования в области радиодоступа


О проекте 3GPP

Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 4

The 3rd Generation Partnership Project • Проект 3GPP основан в декабре 1998 года

• Организационные Партнеры проекта - семь организаций из Европы, Северной Америки и Азии, разрабатывающих телекоммуникационные стандарты для своих территорий

• ARIB (Япония), ATIS (США), CCSA (Китай), ETSI (Европа), TSDSI (Индия), TTA (Корея), TTC (Япония)

• Организационные Партнеры могут приглашать для участия в проекте партнеров, представляющих интересы телекоммуникационного рынка

• GSM Association, Global mobile Suppliers Association (GSA), IMS Forum, Small Cell Forum, NGMN и др.

• Первоначальной целью 3GPP была разработка Технических Спецификаций (TS) и Технических Отчетов (TR) для мобильных систем третьего поколения (3G) на основе развития технологий, реализованных в опорной сети и сети радиодоступа GSM

• Сфера стандартизации охватывает сеть радиодоступа, сервисные возможности и общую архитектуру сети, а также опорную сеть и возможности терминалов

• Соответствующие Группы разработки Технических Спецификаций (TSG): Radio Access Network (RAN), Services & Systems Aspects (SA), Core Network & Terminals (CT)

• Каждая из TSG имеет в своем составе несколько рабочих групп (WG), например, SA2 - архитектура сети 3GPP (Stage 2), SA3 - безопасность систем 3GPP, RAN1 - спецификации Radio Layer 1 и т.д.

• На заседания WG также приглашаются партнеры, представляющие телекоммуникационный рынок


Концепция релизов 3GPP


Пакетная опорная сеть

Высоко-скоростной

радиодоступ

2000

R99 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11

LT

E-

Advanced

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

LT

E-A

E

nhance

-m

ents

2013 2014

R12

2015

R13

W-C

DM

A

HS

DP

A

HS

UP

A

MB

MS

HS

PA

+

(MIM

O…

)

LT

E,

DC

-HS

DP

A

MT

C, H

etN

et

Mobili

ty,

WLA

N Inte

rwork

ing

Advanced I

P

Inte

rconnectio

n

of

Serv

ices

EP

C,

All-

IP N

etw

ork

IMS

MM

Te

l

Com

mon IM

S

HS

PA

+, LT

E-A

E

nhancem

ents

WLA

N

Inte

gra

tio

n

R14

2016

LT

E in

unlic

ensed,

NB

-IoT

CIo

T E

PS

O

ptim

izatio

n,

eP

roS

e

CIo

T, P

ublic

S

afe

ty,

…

R15

2017

RA

N

Evolu

tio

n

SM

AR

TE

R,

eD

ecore

, C

UP

S, …

Beare

r, C

all,

Locatio

n S

erv

ices,

384 k

bit/s

packet

sw

itched

ED

GE

DC

-HS

UP

A

2018

Massiv

e I

oT

, M

C

Data

& V

ideo,

enhanced T

V, …

5G

New

R

adio

5G

V2X

, IM

S,

Fu

ture

Railw

ay

Mobile

, …

Public

Warn

ing

Syste

m

Tru

ste

d W

LA

N

Inte

gra

tio

n

Сервисы

EP

C “

Optio

n

3”,

NG

CN

Концепция релизов 3GPP Требования, архитектура, протоколы (на примере EPC)


PDN Internet

HSS/SPR

PCRF

PGW

SGW MME

SMS-SC

S6c

S6a

Sp

Gx

S5

S11

SGd

OCS Gy

4G RAN

S1-U

S1-MME SGSN

2G/3G RAN

S3 S4

Gb / Iu Trusted Non-3GPP

Untrusted Non-3GPP

ePDG

SWn

S2a

S2b

Rx

• При разработке спецификаций каждого релиза 3GPP следует методологии ITU-T

• Спецификации Stage 1 описывают требования к тому или иному сервису с точки зрения пользователя

• Спецификации Stage 2 описывают архитектуру, с помощью которой удовлетворяются требования к сервису

• Спецификации Stage 3 детализируют протоколы, с помощью которых реализуется эта архитектура

• Для каждого Stage устанавливается дата, после которой не разрешается внесение изменений в спецификации

Концепция релизов 3GPP Требования, архитектура, протоколы (на примере EPC)


PDN Internet

HSS/SPR

PCRF

PGW

SGW MME

SMS-SC

S6c

S6a

Sp

Gx

S5

S11

SGd

OCS Gy

4G RAN

S1-U

S1-MME SGSN

2G/3G RAN

S3 S4


Untrusted Non-3GPP

ePDG

SWn

S2a

S2b

Rx

• При разработке спецификаций каждого релиза 3GPP следует методологии ITU-T

• Спецификации Stage 1 описывают требования к тому или иному сервису с точки зрения пользователя

• Спецификации Stage 2 описывают архитектуру, с помощью которой удовлетворяются требования к сервису

• Спецификации Stage 3 детализируют протоколы, с помощью которых реализуется эта архитектура

• Для каждого Stage устанавливается дата, после которой не разрешается внесение изменений в спецификации • Сетевые элементы и

интерфейсы не-3GPP на схеме не показаны

• Еще не стандартизован

PDN Internet

HSS/UDR

PCRF

PGW

MME

SMS-SC

S6c

S6a

Sp/Ud

Gx

SGd

OCS Gy

RCAF

SCS

MTC-IWF

SCEF

Ns

S6t

Nt Tsp

T4

Tsp S6m

Np

Nq

Sy

S1-MME DoNAS

T6a

MTC AS

Rx

SGW

S5 S11-C S11-U

4G RAN

S1-U

SGSN

2G/3G RAN

S3 S4


Untrusted Non-3GPP

ePDG

SWn

S2a

S2b

TWAN

SWw

Rx

Эволюция EPC от Release 8 до Release 13

3GPP Release 13 - Cellular IoT (CIoT) Оптимизации опорной сети для поддержки устройств CIoT


Narrow Band Internet of Things (NB-IoT) 3GPP TR 45.820 V13.1.0

• NB-IoT описывает новый радиоинтерфейс сотовой связи, который полностью адаптирован к типовым требованиям межмашинных коммуникаций (MTC)

• NB-IoT оптимизирован для редкой и нерегулярной передачи небольших объемов данных (от нескольких десятков до сотен байт в день) и избавлен от функциональности, которая не служит этой цели

• В настоящее время NB-IoT работает только в лицензируемом спектре


NB-IoT

Deployment In-band (LTE), Guard band (LTE) or standalone operation mode

(e.g. refarm the GSM carrier at 850/900 MHz)

Increased Coverage

Maximum Coupling Loss (MCL) 164 dB

• Large number devices per cell: ~ 55,000

• Urban: deep in-building penetration

• Rural: long range (10-15 km)

Downlink OFDMA, 15 KHz tone spacing, TBCC, 1 Rx

Uplink Single tone: 15 KHz and 3.75 KHz spacing, SC-FDMA: 15 KHz

tone spacing, Turbocode

Bandwidth Narrowband Spectrum @ 180 KHz

Highest modulation QPSK

Link peak rate (DL/UL) DL: ~30 kbps; UL: ~60 kbps

Duplexing Half Duplex FDD

Duty cycle Up to 100%, no channel access restrictions

MTU Max. PDCP SDU size 1600 B

Power saving and ultra

low power consumption

PSM, extended Idle mode DRX with up to 3 h cycle, Connected

mode DRX with up to 10.24 s cycle;

Battery life > 10 years

UE Power class 23 dBm or 20 dBm

Оптимизации EPS для поддержки CIoT 3GPP TS 23.401 V13.5.0

• Оптимизации EPS для редкой передачи небольших объемов данных

• Control Plane CIoT EPS Optimization

• Передача пользовательских данных и SMS через MME в сообщениях протокола NAS

• S1-U не используется

• Данные передаются через Signaling Radio Bearer, несущая Data Radio Bearer не устанавливается

• Данные IP и Non-IP через MME, SGW и PGW

• Данные только Non-IP через MME и SCEF

• User Plane CIoT EPS Optimization

• Традиционная передача данных через S1-U, но без разъединения и переустановления соединения RRC

• Данные передаются на сервер приложений через Data Radio Bearer, SGW и PGW

• Поддержка данных IP и Non-IP


Оптимизации EPS для поддержки CIoT 3GPP TS 24.301 V13.5.0 - Non-Access-Stratum (NAS) protocol for EPS

• UE с поддержкой оптимизаций EPS для CIoT может запросить использование следующих оптимизаций во время процедур Attach Request или TAU

• Control Plane CIoT EPS Optimization - пользовательские данные и SMS инкапсулируются в NAS PDU и передаются через MME (S1-U не используется)

• User Plane CIoT EPS Optimization - пользовательские данные передаются через S1-U, но без разъединения соединения RRC между eNodeB и UE по истечении таймера отсутствия активности (в LTE 10-20 сек) и последующего переустановления при получении данных. Вместо этого производится приостановка (suspend) и возобновление (resume) соединения

• Присоединение без установления PDN Connection

• UE может оставаться присоединенным без установления Default PDN Connection

• UE может в любое время запросить установление PDN Connection

• Передача SMS без Combined Attach

• Функция доступна для UE с поддержкой только NB-IoT

• Новый тип PDN Non-IP в дополнение к IPv4, IPv6, IPv4v6

• Передача данных через S1-U


Non-IP Data Delivery (NIDD) 3GPP TS 23.682 V13.5.0, TS 23.401 V13.5.0, TS 29.128 V14.0.0

• Доставка данных Non-IP это часть оптимизаций EPS для поддержки CIoT

• Механизмы доставки данных Non-IP в сторону SCS/AS

• Непрямой - доставка через T6a и SCEF

• Non-IP-Data AVP типа OctetString

• Прямой - доставка через Point-to-Point (PtP) туннель на интерфейсе SGi

• Не зависит от оптимизаций EPS, может использоваться любым UE

• Для доставки данных Non-IP на AS через SGi может использоваться туннелирование PtP на основе UDP/IP

• Инкапсуляция данных Non-IP в пакеты UDP с определенным для 3GPP номером порта и адресом назначения IP сервера приложений

• Также могут быть использованы другие протоколы туннелирования, наример, PMIPv6/GRE, L2TP, GTP-C/U и т.д.


Services Capability

Server(SCS)

Gi/SGi

Tsp

Control plane

User plane

Indirect Model

Direct Model

Hybrid Model

GGSN/P-GW

SMS-SC/GMSC/IWMSC

2

1

1

T4

S6m

Rf/Ga

Um /

Uu /

LTE-Uu

MTC UE

Application

MME

Gi/SGi

SGSN

S-GW

UE

MSC

RAN

T6a

T6b

HSS

Tsms

Application Server

(AS)1

Application Server

(AS)2

IP-SM-GW

CDF/CGF

2+

SME

MTC-IWF

MTCAAA

S6n

E

SGd

Gd

SCEFAPI

S6t

SGs

Вариант архитектуры EPS, оптимизированной для поддержки CIoT 3GPP TR 23.720 и TS 23.401 V13.5.0

• C-SGN (CIoT Serving Gateway Node) это возможный вариант реализации комбинированного узла EPC, в котором совмещены функции MME, SGW и PGW, а также поддерживаются оптимизации EPS для CIoT

• Все внешние интерфейсы узла C-SGN это интерфейсы соответствующих компонентов C-SGN, таких как MME, SGW и PGW

• Узлы опорной сети, на которых реализованы оптимизации EPS для поддержки CIoT, включая узел C-SGN, могут быть развернуты как выделенные сети в сети оператора (Dedicated Core Networks)


CIoT UE E - UTRAN C - SGN

HSS

SCEF

CIoT Services

S 1 CIoT Uu

S 6 a

T 6 a

SGi

SMS - GMSC / IWMSC /

SMS Router

SGd

3GPP Release 14 - Enhancements of Dedicated Core Networks selection mechanism (eDECOR) Усовершенствования механизма выбора выделенных опорных сетей


Механизм выбора выделенных опорных сетей TR 23.711 V14.0.0 - Enhancements of DCN selection mechanism

• Возможность обслуживания разных классов UE различными выделенными опорными сетями

• Продолжение работы 3GPP Release 13 над усовершенствованиями EPC для поддержки выделенных опорных сетей (Dedicated Core Networks, или DECOR)

• В DECOR выбор на основе параметра “UE Usage Type” в подписке на HSS, помощь UE не требуется

• В eDECOR выбор DCN с помощью UE

• При первом входе в сеть UE использует параметр Default DCN Selection Assistance, предварительно сконфигурированный на UE

• Сеть выдает параметр DCN Selection Assistance, который сохраняется на UE для каждого PLMN ID

• RAN использует параметр для выбора CN узла

• Основа концепции Network Slicing, работа над которой продолжается в рамках Release 15


MME

HSS

Dedicated Core Network A

Consumers

Dedicated Core Network B

CIoT

MME

Core Network Operator #1

3GPP Release 14 - Control and User Plane Separation of EPC nodes (CUPS) Разделение плоскостей управления и пользовательских данных на узлах EPC


Архитектура узлов с разнесенными CP и UP 3GPP TR 23.714 V14.0.0; Control and User Plane Separation of EPC nodes

Цели и задачи изучения

• Разделение функций управления и передачи данных на узлах SGW, PGW и TDF при сохранении полной функциональности этих узлов, существовавшей до разделения

• Переиспользование принципов CUPS в 5G

Сценарии

• Независимое масштабирование ресурсов CP и UP с тем, чтобы один элемент CP мог контролировать несколько элементов UP

• Размещение элементов UP вблизи RAN

• Выгрузка не интересного оператору трафика IP в Интернет как можно ближе к RAN

• Уменьшение задержек передачи данных за счет терминации 3GPP UP и предоставления сервисов IP как можно ближе к RAN


SGi

S12 Operator's IP

Services (e.g. IMS, PSS etc.)

S11

S5/8-C

Serving PDN

S1-U

S4 -C Sd

TDF-U

Gy Gz

Gateway-U Gateway-U

S2a-C

S2b-C Gyn Gzn

S4-U

Dashed line - control plane interface

Solid line - user plane interface S2a-U

S2b-U

SGi

S6b Gn/Gp-C

Gn/Gp-U

Gx

S5/8-U

TDF-C PDN

Gateway-C

Serving

Gateway-C

Sxa Sxb Sxc

Все внешние интерфейсы передачи данных

терминируются на элементах UP

Все внешние интерфейсы управления

терминируются на элементах CP

CP полностью

контролирует

выполнение

функций на UP

Ключевые проблемы, решения и выводы (1/2)

• Разделение функций между элементами плоскостей управления и передачи данных

• В решении этой ключевой проблемы для каждого логического узла (SGW, PGW, TDF) должно быть описано, какая именно функциональность должна выполняться на элементе CP и какая на UP при условии сохранения всей существующей функциональности узла и отсутствия какого-либо влияния на другие узлы EPC

• Например, буферизация DL-пакетов, DPI, онлайн и офлайн тарификация и учет трафика, применение QoS, выделение IP-адреса для UE, мониторинг использования, маркировка пакетов для стиринга (FMSS) и т.д.

• Большинство обязательных функций, например, буферизацию пакетов и др., решено сделать опциональными для UP, они могут выполняться на CP

• Необходим механизм для транспорта пакетов между UP и CP


Ключевые проблемы, решения и выводы (2/2)

• Механизм выбора функциональных элементов плоскости передачи данных

• Каждый CP должен выбирать его собственный UP, то есть PGW-C должен выбирать PGW-U, SGW-C должен выбирать SGW-U, TDF-C должен выбирать TDF-U

• Выбор на основе списка FQDN или IP-адресов элементов UP, сконфигурированного на CP

• Изменение идентификатора сессии на плоскости передачи данных (например, TEID и IP-адреса), не связанное с мобильностью, например, вследствие добавления или сокращения количества элементов UP и перераспределения сессий между доступными элементами

• Поскольку проблема признана не критичной при начальных развертываниях CUPS, поэтому решено не проводить нормативную работу

• Смена функционального элемента плоскости передачи данных вследствие мобильности UE (без смены элемента CP)

• Не поддерживается. Проблема признана не критичной при начальных развертываниях CUPS, поэтому решено не проводить нормативную работу

• Протокол Sx

• Будет выбран и определен на Stage 3 - скорее всего на основе GTP


CUPS и Mobile Edge Computing Минимизация задержек

• Размещение User Plane вблизи RAN

• Сохранение на UP всей текущей функциональности, включая распознавание трафика, применение правил обслуживания и тарификации, аутентификация и т.д.

• Сценарии использования

• Ранняя выгрузка трафика в Интернет на границе сети - нет необходимости в доставке трафика в центральный офис

• Кэширование контента на границе сети как можно ближе к абоненту - минимальные задержки и максимальная пропускная способность


Mobility User Plane

App on Edge Compute

Internet

Mobility Control Plane

Задержка 1 мс

Mobility User Plane

3GPP Release 15 - Сервисные требования к системе 5G и системная архитектура 5G


5G - Соединение всего со всем


Более высокая

эффективность

Повышенная

производительность

Особое

внимание

надежности

Новые типы

соединения

Глубокое

радиопокрытие

Сверхнизкая цена

Сверхнизкое

энергопотребление

Сверхширокая полоса

пропускания

Глубокая контекстная

осведомленность

Сверхнизкие задержки

Бескомпромиссная

мобильность

Повышенная

безопасность

Сервисные требования к системе 5G (1/5) 3GPP Release 15 - TS 22.261 V15.0.0 (2017-03)

• Выделенные опорные сети (Network Slicing)

• Возможность создания на сети выделенных подсетей с индивидуальными требованиями к

• функциональности (к мобильности, безопасности, управлению правилами обслуживания и тарификации и т.д.)

• производительности (к сетевым задержкам, степени доступности и надежности, полосе пропускания и т.д.)

• специфике пользователей (например, для приоритетных или корпоративных пользователей, для роумеров, для пользователей MVNO или систем общественной безопасности)

• Разнообразие подходов к управлению мобильностью

• Оптимизация управления устройствами и группами устройств с разной степенью мобильности: стационарными на протяжении всего жизненного цикла или только в периоды активности, мобильными в ограниченном пространстве или полностью мобильными.

• Несколько технологий доступа

• Поддержка технологий доступа 3GPP (5G-радио и E-UTRA) и не-3GPP с обязательным межсетевым взаимодействием между ними. Для оптимизации и повышения эффективности использования ресурсов система 5G будет выбирать наиболее подходящую для предоставления сервиса технологию доступа, в том числе давать возможность одновременного использования нескольких технологий доступа для одного или более сервисов на абонентском устройстве.



• Эффективное использование сетевых ресурсов

• Оптимизация и по возможности минимизация использования ресурсов плоскостей управления и передачи данных для только передающих или стационарных устройств, для передачи малых порций данных, в том числе редкой, для непрерывной передачи потока данных на высокой скорости с минимальными задержками, для высокоплотных присоединений (например, миллион присоединений на квадратный километр) с учетом класса мобильности, направления передачи и объема данных и т.д.

• Эффективный путь передачи данных

• Выбор наилучшего пути передачи данных между пользователем и сервисной инфраструктурой для удовлетворения разных требований к производительности (высокая пропускная способность, низкая задержка, массовое присоединение и т.д.) и профилю трафика (IP и не-IP трафик, кратковременные всплески, постоянная высокая пропускная способность и т.д.) Сервис может предоставляться изнутри сети оператора или внешним провайдером. Путь передачи данных может меняться во время сессии при смене положения пользователя или приложения.

• Эффективная доставка контента

• Кэширование контента и его эффективная доставка самим оператором или третьей стороной. Кэширование на сетевом или на конечном оборудовании под контролем оператора. Распределение контента между приложениями кэширования.



• Приоритетное обслуживание, QoS и динамическое управление правилами обслуживания

• Обеспечение приоритетного обслуживания неотложных коммерческих услуг, например, медицинских, а также услуг, предоставляемых в соответствии с нормами местного законодательства (мультимедийные сервисы в чрезвычайных ситуациях, доступ к экстренным службам, оповещения в целях обеспечения общественной безопасности и т.д.). При этом приоритет обслуживания сервисов может меняться в масштабе реального времени по мере развития кризиса или стихийного бедствия.

• Экспонирование сетевых возможностей третьим сторонам через API

• Сеть должна предоставлять API для того, чтобы третья сторона (сервис- или контент-провайдер), могла создавать, модифицировать, удалять слайсы, осуществлять их мониторинг, устанавливать правила выбора слайса терминалами на основе подписки, возможностей терминалов и сервисов.


• Различные модели соединения терминалов с сетью

• Обеспечение прямого соединения терминалов с сетью, а также соединения терминалов типа умные часы, датчики в одежде, умные принтеры и т.д. через ретранслирующий терминал, расположенный поблизости. Между ретранслирующим терминалом и сетью может использоваться доступ 3GPP или не-3GPP (Wi-Fi, ШПД). Между терминалом и ретранслирующим терминалом - радиодоступ 3GPP или не-3GPP.


• Глубокая осведомленность об условиях - Context Aware Network

• Оптимизация использования сетевых ресурсов с учетом системной информации, т.е. таких факторов, как нагрузка на сеть, тип доступа терминала (3GPP или не-3GPP), тип обслуживающей соты (макро или маломощная), текущая скорость передачи данных терминалом, местоположение терминала, информация с датчиков на терминале (направление и скорость движения, заряд батареи, состояние дисплея, характеристики приложений (фоновые и переднего плана, ожидаемый объем передачи данных).

• Гибкие услуги широковещательной и многоадресной рассылки

• Эффективная доставка широковещательного и многоадресного трафика терминалам в ограниченной области (сектор, сота, группа сот), а также стационарным и мобильным терминалам в обширной географической области с максимальной спектральной эффективностью и возможностью резервирования от 0% до 100% радиоресурсов одной или нескольких несущих для доставки широковещательного и многоадресного трафика.

• Эффективность энергопотребления

• Поддержка сетью механизмов увеличения срока службы батарей и функции энергосбережения с ручной или автоматической активацией и деактивацией функции для всех или только для группы пользователей.



• Сверхглубокое радиопокрытие в малонаселенных районах

• Обеспечение радиопокрытия до 100 км в районах с плотностью до 2 пользователей на км2 со скоростью передачи 1 Мбит/с DL и 100 Кбит/с UL и макс. сквозной задержкой 400 мс на границе зоны покрытия.

• eV2X - Enhanced Vehicle-to-Everything

• Connected Car, включая V2Vehicle (V2V), V2Infrastructure (V2I), V2Network (V2N), V2Pedestrian (V2P)

• Одновременное присоединение терминалов к нескольким сетям и предоставление сервиса через сети разных операторов

• Возможность одновременного присоединения терминалов к нескольким сетям и получения сервиса через сети разных операторов.

• Выбор сети доступа 3GPP

• Обеспечение выбора сети/слайса среди любых возможных комбинаций PLMN ID и RAT в порядке уменьшения приоритета. В зависимости от политики оператора, приоритеты могут быть заданы в хранящихся на 5G-терминалах списках Operator Controlled PLMN Selector вместе с ассоциированными идентификаторами RAT, а также в списке User Controlled PLMN Selector, с помощью которого пользователь 5G-терминала может указать предпочтительные сети PLMN вместе с идентификаторами RAT в порядке уменьшения приоритета.


Системная архитектура 5G 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Сценарий обслуживания в домашней сети


Access and Mobility Management Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Функции регистрации, контроля доступа, управления мобильностью для всех типов доступа, включая WLAN

• Терминирует сигнализацию NAS для всех типов доступа (у каждого UE только один AMF)

• Основные отличия от EPC

• AMF = MME - управление сессиями + NAS Termination для не-3GPP доступа (например, WLAN)

• AMF получает правила, связанные с мобильностью, от PCF, например, для ограничения мобильности

• AMF транслирует правила, связанные с мобильностью, в сторону UE через N1


Session Management Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Управляет сессиями для всех типов доступа, включая WLAN

• Обрабатывает сигнализацию по управлению сессиями со стороны UE (траслируется через AMF)

• Контролирует функции UPF

• Поддержка нескольких SMF на UE (один SMF на сессию)

• Разные SMF для разных сетевых слайсов


• Комбинация функций элементов Control Plane шлюзов SGW и PGW и управления сессиями из MME

• SMF = SGW-C + PGW-C + управление сессиями из MME

• Для получения информации о подписках SMF взаимодействует с UDM напрямую, минуя AMF


User Plane Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Выполняет коммутацию пакетов, их инкапсуляцию и декапсуляцию, распознавание трафика приложений, применяет ограничения скорости передачи данных и т.д.

• SMF динамически активирует и конфигурирует один или несколько UPF для такого обслуживания трафика, которое требуется для данной сессии


• Больше нет различных элементов 4G User Plane (SGW-U, PGW-U и TDF-U), UPF - это их обобщенная версия

• С помощью UPF можно гибко организовывать сервисные цепочки и комбинировать требуемые функции плоскости передачи данных

• Например, выполнять местную выгрузку трафика к кэшам OTT-видео Amazon, Netflix, Hulu, HBO и т.д., установленным в сети оператора


Policy Control Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Предоставляет для SMF правила обслуживания (QoS) и тарификации

• Предоставляет для AMF правила, связанные с мобильностью, например, для ограничения мобильности стационарных устройств

• Взаимодействует с внешними AF, например, с IMS

• Может предоставлять для UE правила выбора сети доступа (обсуждается в 3GPP)


• PCF имеет практически ту же функциональность, что и 4G PCRF с дополнительной поддержкой

• правил, связанных с мобильностью терминала

• правил, свяанных с обнаружением и выбором сети доступа (может оказаться похожим на 4G ANDSF, все еще обсуждается в 3GPP)


Authentication Server Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• Возможна поддержка аутентификации не на основе AKA, то есть не только на основе учетных данных, хранящихся на SIM-карте

• Рабочая группа 3GPP по безопасности TSG SA WG3 все еще продолжает работу над спецификациями AUSF


SMS Function 3GPP Release 15 - TS 23.501 V0.3.1 (2017-03)

• AMF выполняет функции поддержки SMS для UE и стыкуется с SMSF

• SMS передаются в сообщениях NAS без необходимости создания радионесущей для данных (через Signaling Radio Bearer)

• SMSF проверяет подписки на UDM и обеспечивает передачу MO/MT-SMS к/от SMS-GWMSC / IWMSC / SMS Router

• SMSF также взаимодействует с AMF и UDM для уведомления о том, что UE доступен для передачи SMS (устанавливает флаг UE Not Reachable и уведомляет UDM, когда UE становится доступным для SMS)


SMS-GWMSC / IWMSC / SMS Router

4G EPC - пакетная опорная сеть при начальных развертываниях 5G

• Жесткий график запуска 5G не позволяет ждать готовности опорной сети нового поколения (Next Generation Core Network)

• LTE и EPC будут востребованы еще долгое время

• Поддержка традиционных 4G UE, а также 2G/3G UE

• Поддержка UE в роуминге

• EPC уже сейчас поддерживает основные сценарии 5G

• Выпуск спецификаций EPC с усовершенствованиями для поддержки “Option 3/3a/3x” уже запланирован

• Архитектура - сентябрь 2017

• Протоколы - март 2018


Next Generation RAN

5G (NR) Cell

Evolved Packet Core (EPC)

“Option 3” 5G UE

E-UTRAN eNodeB

Xx

S1-U “Option 3” S1-MME S1-U “Option 3a” “Option 3x”

• Основная идея и преимущества

• Якорь сессии в EPC “LTE с дополнительными несущими от вспомогательной соты ”

• Та же концепция двойного присоединения к LTE для малых сот

• Минимальные изменения в EPC

Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Архитектура взаимодействия EPC и NGCN Комбинированные функции EPC + 5G CN и передача контекста UE

37

AMF

5G (NR)

Combo UPF + 4G PGW-U

N3

N7

N8 N2

N4

Evolved E-UTRAN

N15

N11

N2 N3

MME

S1-C

E-UTRAN

S1-C

SGW

S1-U

S11

S5-U

S5-C

S1-U

S6a

Nx

Combo UDM + 4G HSS

Combo PCF + 4G PCRF

Combo SMF + 4G PGW-C

EPC NGCN

Интерфейс между MME и AMF для

передачи контекста сессии и

учетных данных при перемещении

из одной сети в другую • Pre- Rel-15 4G UE • 5G UE in E-UTRAN

coverage

• “Option 3” 5G UE

E-UTRAN / 5G (Option 3)

• Rel-15 and higher 4G UE

• 5G UE

N10

Усовершенствования в области радиодоступа Не тема сегодняшней сессии, просто для полноты картины

• 3GPP продолжает играть ведущую роль в становлении и развитии индустрии и сетей подвижной связи от GSM и HSPA до LTE в Release 8, LTE-Advanced в Release 10 до 12, LTE-Advanced Pro в Release 13

• Ключевые усовершенствования в Release 13 включают LTE в нелицензируемом спектре (LAA), агрегирование LTE и WLAN (LWA и LWIP), NB-IoT для маломощных устройств в приложениях IoT, усовершенствования ранее специфицированных технологий LTE, таких как улучшенный MIMO, SON, Carrier Aggregation (CA) и Dual Connectivity (DC), Proximity Services (ProSe) и Device-to-Device Communication for Public Safety (D2D)

• В Release 14 предусмотрены дальнейшие усовершенствования MIMO и CA, VoLTE и ProSe/D2D, а также enhanced LAA (eLAA) и enhanced LWA (eLWA)

• Параллельно, 3GPP работает над технологиями 5-го поколения, которые поддерживают более широкий спектр миллиметровых частотных диапазонов от менее 6 ГГц до 100 ГГц. Новый рабочий план 3GPP, обновленный в марте 2017, включает два этапа

• Март 2018 - завершение спецификаций Stage 3 и выпуск финальных нормативных документов Release 15 для Non-Standalone 5G-NR (“Option 3” с якорем сессий в 4G EPC)

• Сентябрь 2018 - выпуск финальных нормативных документов Release 15 для Standalone 5G-NR (с якорем сессий в NGCN)


Дополнительная информация

• 3GPP TR 45.820 V13.1.0, December 2015; Cellular system support for ultra-low complexity and low throughput Internet of Things (CIoT)

• 3GPP TS 23.401 V13.9.0, December 2016; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network

• 3GPP TS 23.401 V14.2.0, December 2016; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network

• 3GPP TR 23.714 V14.0.0, June 2016; Control and User Plane Separation of EPC nodes

• 3GPP RP-161266, June 2016; 5G Architecture Options - Full Set

• 3GPP TS 22.261 V15.0.0, March 2017; Service requirements for the 5G system

• 3GPP TS 23.501 V0.3.1, March 2017; System Architecture for the 5G System

• 3GPP TS 23.502 V0.2.0, February 2017; Procedures for the 5G System

• Wireless Technology Evolution Towards 5G: 3GPP Release 13 to Release 15 and Beyond

• http://www.5gamericas.org/files/6814/8718/2308/3GPP_Rel_13_15_Final_to_Upload_2.14.17_AB.pdf


http://www.5gamericas.org/files/6814/8718/2308/3GPP_Rel_13_15_Final_to_Upload_2.14.17_AB.pdf

http://www.5gamericas.org/files/6814/8718/2308/3GPP_Rel_13_15_Final_to_Upload_2.14.17_AB.pdf

#CiscoConnectRu #CiscoConnectRu

Спасибо за внимание! Оцените данную сессию в мобильном приложении конференции


Контакты:

Тел.: +7 495 9611410 www.cisco.com

www.facebook.com/CiscoRu

www.vk.com/cisco

www.instagram.com/ciscoru

www.youtube.com/user/CiscoRussiaMedia

cisco connect · maximum coupling loss (mcl) 164 db ... link peak rate (dl/ul) dl: ~30 ... duty...

Documents