Unidad Didáctica 5 – Arquitectura y Protocolos de redes LTE Curso LTE 3. Arquitectura funcional y protocolos Manuel Alvarez-Campana [email protected] Indice Introducción Arquitectura Protocolos Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 2 Motivaciones de LTE Fuerte crecimiento de tráfico en redes UMTS gracias a HSPA y popularización de Smartphones y módems USB. Tráfico cursado Smartphones Datos Modems HSPA Voz Tiempo GSM GPRS UMTS HSPA HSPA+ LTE Margen de crecimiento con HSPA+ (Evolved HSPA), pero insuficiente a medio plazo. Necesidad de nuevo sistema con mayor capacidad, eficiencia y prestaciones: LTE (Long Term Evolution) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 3 Evolución de UMTS (visión crítica) Arquitectura inicial UMTS (Rel 99) basada en GSM/GPRS para facilitar despliegue – Mezcla de tecnologías: GSM, SS7, GPRS, ATM, Circuitos, IP, … Estrategia de evolución a Todo-IP (Rel4/Rel5) – Dificultades prácticas de migración de ATM a IP en red de acceso – Retraso en introducción de servicios IP multimedia (IMS) Mejora progresiva de prestaciones (HSPA/HSPA+) – Extensiones al interfaz radio WCDMA original • modulaciones de mayor orden, antenas MIMO, dual carrier – Demanda creciente exige solución más escalable Conveniencia de desarrollar un nuevo sistema “desde cero” – Interfaz radio basado en OFDM – Arquitectura de red simple, Todo-IP Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE Estudios LTE y SAE en Rel 8 del 3GPP 4 Arquitectura UMTS (Rel 99) Red de Acceso (UTRAN) Núcleo de Red (CN) Iu-CS Node-B Iub VLR RNC A Dominio CS MSC Iur Node-B Uu (W-CDMA) RNC GSM 64 kbit/s GMSC Iu Iu-PS Red SS7 HLR Gb Dominio PS SGSN Infraestructura nueva:acceso radio WCDMA y transporte ATM Mezcla de tecnologías: ATM, Circuitos, IP, GSM, GPRS, SS7 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE GPRS GTP/IP GGSN Reutilización de GSM/GPRS (con algunos cambios) 5 Releases UMTS/3GPP Rel 4 (mar 01) Rel 5 (mar 02) Rel 6 (dic 04) Rel 7 (dic 07) Rel 8 (dic 09) • Dominio CS independiente de transporte (IP, ATM, …) • Mejoras en interfaz radio, QoS en UTRAN, TDD 1,28 Mchip/s • Operación sin tándem (TFO) • • • • Subsistema IP multimedia (IMS) QoS extremo a extremo en dominio PS Red de acceso IP High Speed Downlink Packet Access (HSPDA) • • • • IMS Fase 2 (mensajería instantánea, presencia, push to talk ...) Sevicios multimedia multicast/broacast (MBMS) Interfuncionamiento con WLANs Enhanced Uplink (HSUPA) Mejores prestaciones (caudal, latencia) (mar 00) • Red de acceso radio basada en WCDMA y ATM • Núcleo de red basado en GSM/GPRS Evolución hacia arquitectura “Todo-IP” Rel 99 • HSPA Evolution (HSPA+) • LTE (Long Term Evolution) • SAE (System Access Evolution) • Enhanced UTRAN (E-UTRAN) • Evolved Packet Core (EPC) ··· Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 6 Evolución de UMTS Release 99 WCDMA UTRAN Release 4 Core Network Iu-CS Dominio CS RTC TDM ATM WCDMA Iu-PS IP UTRAN Internet Iu-CS WCDMA UTRAN HSPA ATM IP Dominio CS IP RTC Dominio PS Iu-PS Releases 5,6 Interfaz radio mejorado para servicios de datos Core Network ATM Dominio PS VoIP en el Core Network IP Internet Core Network Iu-CS Dominio CS IP Dominio PS Iu-PS IP RTC Internet Servicios IP Multimedia (VoIP E2E) IMS Alternativa IP para UTRAN La idea era buena… pero el resultado final es complejo y poco eficiente, debido al enfoque “cortar y pegar” reutilizando tecnologías previas (algunas obsoletas) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 7 Red de acceso ATM (UTRAN) Al núcleo de red Al núcleo de red E1 E1 RNC STM-1 E1 E1 n x E1 ATM E1 STM-1 ATM n x E1 RNC E1 RNC E1 E1 RNC 2xE1 E1 n x E1 E1 E1 ATM E1 E1 E1 n x E1 E1 E1 n x E1 n x E1 ATM RNC E1 2xE1 E1 2xE1 E1 ATM E1 ATM E1 2xE1 E1 E1 2xE1 E1 ATM 2xE1 E1 Marzo 2015 E1 E1 Tecnología ATM potente, pero compleja y “obsoleta”. No es IP. Curso LTE ‐ ISDEFE 8 Red de Acceso IP (TR 25.933) Rel-5 Reemplazar ATM por IP en UTRAN – Simplicidad de gestión y configuración – Tecnología IP más barata que ATM – Solución All-IP extremo a extremo Problemas a resolver: – Eficiencia • sobrecarga de cabeceras IP • multiplexión tráfico de varios usuarios – Retardo: • segmentación de paquetes • mecanismos QoS en IP (Diffserv) Solución de difícil aplicación práctica – Interfuncionamiento con equipos ATM-UTRAN Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 9 Dominio CS (Rel 99) CAP INAP Obsolescencia de la conmutación de circuitos MAP AuC ISUP TCAP EIR SCP SCCP F HLR (H) D C MAP CAP MTP E SMS-GMSC SMS-IWMSC SMS-C Red SS7 ISUP Node B VLR Iub Iu-CS RNC UE Node B Iub RANAP (B) Marzo 2015 (B) Circuitos 64 Kbit/s MSC TRAU Señalización móvil-red VLR GMSC Otras redes ISUP IWF Señalización de red Curso LTE ‐ ISDEFE 10 Dominio CS independiente de transporte (Rel 4) Pero no es VoIP extremo a extremo CSE CAP HSS MAP MSC Server Señalización Voz RANAP H.248 CAP BICC Control Capa de Servicios MAP GMSC Server H.248 Capa de Control SIGTRAN SG Capa de transporte ISUP Red IP Iu-CS UTRAN Voz/ATM MGW MGW Voz/IP Voz/TDM RTC BICC (Bearer Independent Call Control, Q.1901) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 11 Dominio PS “Contexto PDP”: Especie de circuito virtual entre móvil y red externa (Gi) Direcciones IP privadas RNC UE NodeB 138.4.0.0/16 SGSN Backbone ATM 138.4.0.15 Direcciones IP públicas 10.0.0.1 Internet Backbone IP GGSN 10.0.0.3 SGSN Portadora Radio Túnel GTP 10.0.0.2 Túnel GTP Paquete IP/IP Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 12 Subsistema IP multimedia (Rel-5) Capa de Servicios Incluye VoIP sobre Dominio PS. ¿Podemos prescindir de Dominio CS? HSS MAP, AAA, LDAP, ··· CSCF MGCF MGW TSGW HSS Call Session Control Function Media Gateway Control Function Media Gateway Trunk Signalling Gateway Home Subscriber Server Servidores de aplicación CSE CAP SIP Capa de Control IMS CSCF SIP Mg MGCF SIGTRAN TSWG SIP H.248 Mc ISUP UTRAN RTP SGSN Dominio PS GGSN MGW TDM RTC Capa de transporte Internet Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 13 Tecnologías HSPA (High Speed Packet Access) Extensiones del inferfaz radio WDCMA original de UMTS – HSDPA (Rel5), EUL (Rel-6), HSPA+ (Rel7/8) Combinación de varios mecanismos – Modulaciones de mayor orden – Nuevos esquemas de codificación – Compartición estadística de recursos radio Mayor (tiempo, códigos, potencia) inteligencia – Scheduling rápido de paquetes en Nodo-B en Nodo-B – Adaptación de enlace (ACM) – Retransmisiones en nodo-B (H-ARQ) Mejora de prestaciones: – Mayores caudales: 14,4 Mbit/s en DL (HSDPA), 5.7 Mbit/s en UL (EUL) – Reducción de latencia: HSDPA < 100 ms, HSDPA+EUL < 50 ms Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 14 Optimización de trayectos: Túnel directo Datos de usuario Señalización Marzo 2015 • Reduce latencia end-to-end • Elimina cuelllos de botella (SGSN, RNC) • Ahorra costes Curso LTE ‐ ISDEFE 15 Objetivos de LTE/SAE “Desarrollar marco para la evolución o migración de los sistemas 3GPP hacia un sistema optimizado basado en conmutación de paquetes, con mayores tasas de bit, menores latencias y capaz de soportar múltiples tecnologías de acceso radio“ Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 16 Desarrollo de especificaciones Estudios previos Especificaciones Sistema EPS Temas pendientes Evolución a 4G Llamada de emergencia Sistema LTE Avanzado LTE Long Term Evolution Red de acceso EUTRAN SAE System Architecture Evol. Núcleo de red EPC Femtocélulas Rel. 7 (2004-2006) Rel. 8 (2007-2008) Rel. 9 (2009-2010) Servicios MBMS ··· Rel. 10 (2011- ) Rel. 7: estudios LTE (interfaz radio) y SAE (arquitectura de sistema) Rel. 8: especificaciones del sistema EPS (Evolved Packet System), basándose en LTE y SAE – El 3GPP admite «LTE» como denominación comercial de EPS Rel. 9: especificaciones adicionales con aspectos pendientes de Rel. 8 Rel. 10: LTE Avanzado, alineado con iniciativa IMT-Advanced de ITU para estandarización de sistemas 4G Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 17 Interfaz radio LTE Basado en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – – Robustez frente interferencias, multitrayectos y atenuación selectiva Usado en otros sistemas (ej. WiFi, WIMAX y DVB-T). Ancho de banda dividido en numerosas subportadoras (de 15 KHz en LTE) ortogonales entre sí – evita interferencias cruzadas y necesidad de bandas de guarda Subportadoras OFDM Frecuencia Solución escalable sin más que aumentar ancho de banda usado: – En LTE, se contemplan anchos de banda entre 1,4 MHz y 20 MHz 1,4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz ~6 Mbps ~15 Mbps ~25 Mbps ~50 Mbps ~ 75 Mbps ~100 Mbps Bandas de frecuencias para sentido ascendente/descendente separadas o común: FDD (Frequency Division Duplex) o TDD (Time Division Duplex) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 18 Bandas de operación de LTE Bandas de operación distintas a nivel mundial En Europa: – Banda específica para LTE 2600 MHz – Re-farming de la banda 1800 MHz (GSM) – Banda 800 MHz (dividendo digital TV) Cobertura macro outdoor en ciudades A menor frecuencia, mejor cobertura Cobertura de interiores y zonas rurales Despliegue de operadores según espectro disponible y objetivos de cobertura Obligación de cubrir 90% de municipios de menos de 5000 hab. con mínimo 30 Mbit/s a finales de 2019 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 19 Canales radio LTE Transmisión sobre interfaz radio estructurada en tramas, subtramas y slots #0 #1 Subtrama 1ms ··· #2 (2 slots) #18 #19 Trama radio 10ms (20 slots, 10 subtramas) Sobre ellas se definen diversos canales físicos, lógicos y de transporte (enfoque similar a UMTS) BCCH CCCH BCH PBCH DCCH DTCH DL-SCH PDSCH PCCH PCH PDCCH PHICH Canales lógicos CCCH DCCH DTCH Canales de transporte RACH Canales físicos Downlink PRACH UL-SCH PUSCH PUCCH Uplink A nivel físico y de transporte, casi todos los canales se mapean sobre los canales compartidos UL-SCH y DL-SCH Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 20 Acceso múltiple OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Compartición dinámica de capacidad entre los usuarios de la célula – Asignación dinámica de bloques de recursos físicos en intervalos de 1 ms – Posibilidad de usar distintos algoritmos de scheduling Enfoque similar a HSPA Bloque de recursos físicos Duración 1 ms 12 subportadoras (12 x 15 KHz = 180 KHz) 12 ó 14 símbolos por subportadora (QPSK, 16QAM o 64QAM) * En sentido ascendente se usa SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiplex Access), variante de OFDMA con preprocesado digital que permite transmitir sobre una sola portadora, minimizando el consumo de energía del terminal. Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 21 Caudales de sistemas 3GPP Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 22 Prestaciones de LTE Fuente: Nokia Siemens Networks Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 23 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura – Red de acceso (E-UTRAN) – Núcleo de red (EPC) Protocolos Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 24 Principios de arquitectura EPS Evolved Packet System (EPS) SGi S1 Interfaz Radio (E-UTRA) IMS Internet … eNodeB Redes de acceso 3GPP previas (GSM, UMTS) GERAN Redes de datos Evolved Packet Core (EPC) Evolved UTRAN (E-UTRAN) Equipo de usuario (UE) Otras redes de acceso “no 3GPP” UTRAN Conexión entre operadores (roaming) Arquitectura IP plana: bien estructurada, pocos elementos, «todo IP» – Diseño «desde cero», sin reutilización de sistemas previos. – Sólo servicios modo paquete Roaming y acceso alternativo desde otros sistemas (3GPP o no) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 25 Comparación con sistemas 2G/3G Desaparición de: – dominio de circuitos – red señalización SS7 – controladores radio Núcleo de Red MSC/VLR RTC/ RDSI Circuitos 64 Kbit/s Arquitectura IP “plana” AuC Red de Acceso Uu Dominio CS GMSC HLR EIR Red SS7 ISUP+MAP SMSC Nodo-B Iu-PS Iub Nodo-B SGSN RNC Marzo 2015 Backbone IP Gi GGSN Internet/ Intranet Dominio PS Curso LTE ‐ ISDEFE 26 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura – Red de acceso (E-UTRAN) – Núcleo de red (EPC) Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 27 Red de Acceso E-UTRAN (Evolved UTRAN) Un único un tipo de elemento funcional: Evolved Packet Core (EPC) e-NodeB (enhanced Node B) MME/ SGW – Híbrido de estación base y controlador MME/ SGW Interconectados al núcleo EPC Interfaz lógico S1 mediante red IP («backhaul móvil») Red IP Sobre el backhaul se definen dos interfaces lógicos: – Interfaz S1: intercambio de tráfico entre eNodeBs y EPC – Interfaz X2: facilita traspasos entre eNodeBs Marzo 2015 eNodeB eNodeB Evolved UTRAN (E-UTRAN) Interfaz lógico X2 eNodeB Interfaz Radio Curso LTE ‐ ISDEFE UE 28 Funciones del eNodeB (Evolved Node-B) Funciones de nivel físico del interfaz radio E-UTRA – modulación y demodulación, codificación de canal – control de enlace radio: detección y corrección de errores Control de recursos radio: asignación, cambio, liberación Gestión de movilidad: procesado de medidas y traspasos Intercambio de tráfico entre móvil y núcleo de red – de usuario, con pasarela de servicio (SGW) – de control, con servidor de señalización (MME) Otras: cifrado (datos y señalización), compresión de cabeceras El único elemento funcional de E-UTRAN Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 29 Concepto de backhaul móvil Infraestructura de transmisión de la red de acceso de los sistemas celulares – Conexión de estaciones base hacia controladores / núcleo de red Habitualmente descompuesto en dos tramos: – Última milla: enlazado final de estaciones base • punto a punto o con concentración (cadena, árbol, anillo) • cobre (E1, xDSL), fibra (PON, GPON,…), microondas – Red de agregación: red metropolitana alta capacidad • anillo SDH, carrier ethernet, MPLS, etc Backhaul Móvil Estaciones base Última milla Red de agregación Núcleo de red Radioenlaces Cobre Fibra Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 30 Tecnologías de backhaul en sistemas celulares Sistema Red de acceso Última milla Red de agregación GSM TDM PDH (E1, E3) cable, radio SDH fibra, radio UMTS ATM ATM/PDH (nxE1 IMA, E3) cable, radio, fibra ATM/SDH fibra, radio LTE IP IP/Ethernet cable (xDSL), radio, fibra IP/Carrier Ethernet+MPLS fibra, radio GSM/UMTS: PDH en última milla y SDH en red de agregación – no escalable ante crecimiento de tráfico HSPA – desvío de tráfico HSPA sobre enlaces alta capacidad: xDSL (HSDSL, VDSL2+), FO, radioenlaces LTE: backhaul de alta capacidad basado en Ethernet – todo el tráfico es IP y equipos disponen de interfaces Ethernet – ultima milla: Ethernet sobre cobre (E1 bonding, HSDSL, VDSL2+), fibra (PON, GPON), o radio (µondas, WIMAX) – red de agregación: Carrier Ethernet (+MPLS) • múltiples opciones: MEF (Metro Ethernet Forum), IP/MPLS, MPLS‐TP, PBB‐TE, … Posibilidad de integración de backhauls GSM/UMTS/LTE Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 31 Backhaul móvil LTE basado en Ethernet Red de agregación Carrier Ethernet (+MPLS) LTE eNodeB IP/Eth. E-Line S1 LTE eNodeB LTE IP/Eth. E-LAN X2 LTE IP/Eth. eNodeB IP/Eth. MME/ SGW S1 IP/Eth. eNodeB LTE IP/Eth. IP/Eth. eNodeB Hub LTE IP/Eth. Radioenlaces eNodeB IP/Eth. IP/Eth. LTE LTE eNodeB eNodeB Marzo 2015 Soluciones Ethernet en Última Milla Cobre Fibra Curso LTE ‐ ISDEFE 32 Opciones para red de agregación Carrier Ethernet IS-IS, OSPF, BGP, IP addressing, BFD MPLS LSP IP/MPLS Eth PW (nivel 3) Eth.+PW+LSP PW Eth BFD, RSVP-TE/LDP, FRR T-LDP/BFD, VCCV 802.1ag, 802.3ah, Y.1731 Múltiples opciones Fabricantes vs. operadores Mundo Internet vs. mundo carrier MPLS-TP LSP Eth PW MPLS-TP Eth.+PW+LSP PW Eth BFD, Protection Protocol (nivel 2,5) BFD, VCCV 802.1ag, 802.3ah, Y.1731 Túnel PBB-TE PBB-TE (nivel 2) Eth Ethernet Eth G.8031, 802.1ag, 802.3ah, Y.1731 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 33 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Red de acceso (E‐UTRAN) – Núcleo de red (EPC) Protocolos Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 34 Núcleo de red EPC (Evolved Packet Core) MME SGW PGW HSS PCRF UE Mobility Management Entity Serving Gateway Packet Data Network Gateway Home Subscriber Server Policy & Charging Rules Function User Equipment Evolved Packet Core (EPC) S6a MME PCRF HSS S1-C Rx E-UTRAN S11 Gx Redes de datos IMS UE S1-U S5 SGW SGi PGW eNodeB Internet Intranet Pueden residir en el mismo equipo Red IP de trasporte subyacente Constituido por pasarelas (conmutadores de paquetes), servidores de control y bases de datos, interconectados a través de un backbone IP. Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 35 Elementos principales del sistema EPS eNodeB MME Evolved Node-B Mobility Management Entity SGW Serving Gateway PGW Packet Data Network Gateway HSS Home Subscriber Server PCRF Policy Charging and Rules Function Marzo 2015 - Único elemento funcional de la red de acceso. - Híbrido de estación base y controlador - Servidor de señalización (funciones de control similares a un SGSN) - Gestión de movilidad y de sesiones: act. posición, paging, … - Intercambio de tráfico de usuario entre red de acceso y núcleo de red IP - Ancla para traspasos entre con otras redes 3GPP - Intercambio de tráfico con redes externas (Packet Data Networks) - Clave para “policy enforcement” y recogida de datos de tarificación - Ancla para traspasos con redes no 3GPP - Base de datos central de usuarios del sistema EPS - Identidades, datos de servicio y localización de usuarios - Gestión de políticas de QoS y tarificación Curso LTE ‐ ISDEFE 36 Opciones de implementación de equipos PDN PDN SGi SGi PGW HSS S6a MME S11 PGW SGW S1-C SGW + PGW HSS S1-U S6a MME S5 SGW EUTRAN UE UE Marzo 2015 MME + SGW S1 EUTRAN Integración de pasarelas SGW y PDN GW PDN GW Integración de planos de control (MME) y de usuario (SGW) Curso LTE ‐ ISDEFE 37 Arquitectura lógica completa Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 38 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos – Protocolos del interfaz radio – Protocolos del interfaz S1 – Protolos del núcleo de red Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 39 Flujos de Comunicación móvil - red Conexión de señalización (ECM Connection) Plano de Control SRB/DCCH Señalización Móvil / MME S1 Signalling Conn. eNodeB S1-C MME S1-U SGW SGW UE Plano de Usuario Tráfico (IP) Móvil/SGW SRB DRB DCCH DTCH Marzo 2015 Portadora de acceso radio (E-RAB) DRB/DTCH Signalling Radio Bearer Data Radio Bearer Dedicated Control Channel Dedicated Traffic Channel S1 Bearer (túnel IP) eNodeB ERAB SGW MME UE Evolved NodeB EUTRAN Radio Access Bearer Serving Gateway Mobility Management Entity User Equipment Curso LTE ‐ ISDEFE 40 Arquitectura de protocolos E-UTRAN NAS NAS Plano de Control (señalización) RRC RRC S1-AP S1-AP PDCP PDCP SCTP SCTP RLC RLC IP IP MAC MAC L2 L2 PHY PHY L1 L1 UE EUTRA (LTE-Uu) S1-C eNB IP IP Plano de Usuario (tráfico de usuario) PDCP PDCP GTP-U GTP-U RLC RLC UDP/IP UDP/IP MAC MAC L2 L2 PHY PHY L1 L1 UE Marzo 2015 MME EUTRA (LTE-Uu) eNB S1-U SGW Curso LTE ‐ ISDEFE 41 Protocolos del interfaz radio PDCP (Packet Data Convergence Protocol): – cifrado, protección de integridad – compresión de cabeceras IP (plano usuario) RLC (Radio Link Control): – Protocolo de enlace entre móvil y eNodeB – Varios modos de operación: con o sin rtx., segmentación/concatenado, … MAC (Medium Access Control): – gestión de recursos físicos en canales compartidos (UL-SCH y DL-SCH). – Retransmisiones híbridas H-ARQ (Hybrid ARQ) PDCP PDCP RLC RLC MAC MAC PHY UE PHY EUTRA (LTE-Uu) eNB PHY (Physical layer): – modulación, codificación de canal, etc. Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 42 PDCP: Compresión y cifrado 1) Compresión de cabeceras IP – RoHC: Robust Header Compression (IETF RFC 4995) – Varias opciones, según datos a transportar • Voz: RTP/UDP/IP • Web: TCP/IP • … 2) Cifrado (3GPP TS 35.291): – De cabecera y contenido 3) Se añade cabecera PDP Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 43 Radio Link Control (RLC) Tres modos de operación PDCP PDCP RLC RLC MAC MAC PHY PHY UE eNB – Transparent Mode (TM): cabecera nula • servicios con PDUS de tamaño fijo (ej. mensajes de difusión y avisos) – Acknowledged Mode (AM): con rtx. • servicios sensibles a pérdidas (ej. web, ftp) – Unacknowledged Mode (UM): sin rtx. • servicios sensibles a retardo (ej. streaming) Corrección de errores mediante ARQ – Errores residuales no resueltos por MAC H-ARQ – CRC proporcionado por capa PHY Concatenación/segmentación – Ajuste a formato de trasporte de capa MAC Otras: – reordenación de PDUs, buffering, temporización Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 44 Medium Access Control (MAC) Multiplexado de canales lógicos sobre canales de transporte Scheduling sobre canales de transporte compartidos – Schedulers separados para UL-SCH y DL-SCH • Ambos en eNB – Asignación dinámica de recursos radio a UEs – Algoritmos según fabricante (no especificados por 3GPP) Retransmisiones híbridas H-ARQ (Hybrid ARQ) Marzo 2015 PDCP PDCP RLC RLC MAC MAC PHY PHY UE eNB Curso LTE ‐ ISDEFE 45 Scheduling en sentido descendente (DL-SCH) UEn Cada 1ms (subtrama), el eNB elige – a qué terminales transmitir – con qué recursos: • PRB (Physical Resource Blocks) ··· buffer buffer eNodeB buffer UE1 UE2 – con qué velocidad: • MCS (Modulation & Coding Scheme) Scheduler Decisión basada en: Multiplexado Modulación y codificación – condiciones radio del enlace DL con UE • CQI (Channel Quality Indicator) – cantidad de datos encolados – requisitos de QoS CQI • prioridades de UEs y aplicaciones TF DL-SCH Notificación a UEs sobre PDCCH UE Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 46 Scheduling en sentido ascendente (UL-SCH) 2) eNB notifica recursos asignados al UE (PBRs y MCS) vía PDCCH – SG (Schedulig Grant) Medidas de calidad UL SR UE Gestión de prioridades Marzo 2015 Modulación y codificación Multiplexado buffer 3) UE decide qué canales lógicos sirve sobre los recursos asignados UL-SCH SG buffer 1) UE solicita recursos vía PUCCH – Bit SR (Scheduling Request) Scheduler buffer de petición/asignación: eNodeB ··· Basado en procedimiento UE Curso LTE ‐ ISDEFE 47 Flujo de datos de usuario sobre el interfaz radio Datos IP Datos H PDCP H H H MAC PHY ··· H H RLC ··· Datos ··· Relleno #0 #1 ··· #2 #18 #19 Subtrama 1ms (2 slots) Trama radio 10ms (20 slots, 10 subtramas) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 48 Flujos de Señalización sobre el interfaz radio Subnivel RRC (Radio Resource Control): – Señalización de bajo nivel entre UE y eNodeB relativa a gestión de recursos radio – Petición/asignación de canales radio, medidas, traspasos, información de broadcast NAS EMM attach/detach, act. posición, avisos, autenticación y negociación de claves Aplic. IP RRC PDCP RLC MAC PHY • Subnivel NAS (Non-Access Stratum): – Señalización de alto nivel entre móvil y MME – Dos categorías de procedimientos: – EMM (EPS Mobility Management): ESM Equipo de usuario (UE) – ESM (EPS Session Management): establecimiento / liberación de sesiones con redes IP externas (Internet, IMS, etc). Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 49 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos – Protocolos del interfaz radio – Protocolos del interfaz S1 – Protolos del núcleo de red Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 50 Protocolos del interfaz S1 Interfaces diferentes según plano considerado: S1-C (p. control) y S1-U (p. usuario) NAS Interfaz S1-C: señalización S1-AP (S1 Application Part) – Gestión de recursos radio, avisos, traspasos, etc. – Más envío transparente de señalización de usuario NAS UE – Transporte fiable con SCTP (Streaming Transmission Control Protocol) [RFC 2960] – Similar a BSSAP (GSM) y RANAP (UMTS) Interfaz S1-U: tráfico de usuario entre eNodeB y SGW – Túneles IP basados GTP (GPRS Protocol Tunneling), que ya se usaba en GPRS y UMTS. Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE S1-AP SCTP IP L2 L1 EPC EUTRAN eNodeB S1-C MME S1-U SGW IP GTP-U UDP IP L2 L1 51 Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Estándar desarrollado por el grupo de trabajo SIGTRAN del IETF (RFC 4960) – Transporte muy fiable de señalización sobre IP – UDP y TCP no son adecuados Características: – Orientado a conexión (asociación) y trasporte fiable (como TCP) – Soporte de multihoming • Múltiples direcciones IP por extremo de una conexión • Si una dirección falla, se usa otra sin interrumpir la asociación – Varios flujos independientes (streams) sobre la misma asociación • Retransmisiones pendientes de un flujo no retrasan a otros – Transporte de datos estructurados en mensajes – Mayor robustez frente ataques Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 52 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos – Protocolos del interfaz radio – Protocolos del interfaz S1 – Protolos del núcleo de red Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 53 Protocolos del núcleo de red EPC Plano de usuario: transporte de paquetes IP sobre túneles GTP Plano de control: – – Establecimiento/liberación de túneles GTP mediante GTP-C Resto de diálogos de señalización con DIAMETER [RFC 3588] NAS S1-AP SCTP IP L2 L1 EUTRAN UE DIAMETER SCTP IP L2 L1 GTP-C UDP IP L2 L1 EPC HSS S6a S1-C PCRF S11 MME Gx Rx S5 eNodeB GTP-U UDP IP L2 L1 Marzo 2015 S1-U SGW PGW GTP-U UDP IP L2 L1 Curso LTE ‐ ISDEFE SGi Redes de datos Datos + Señalización Señalización 54 Plano de usuario: portadoras EPS Especie de «circuito virtual» con QoS entre móvil y red externa (SGi) – – – – Similar a contexto PDP de GPRS/UMTS Establecimiento previo vía señalización (gestión de sesiones) Reconfigurables en caso de movilidad (gestión de movilidad) Hasta once portadoras EPS establecidas simultáneamente HTTP HTTP TCP TCP IP IP PDCP PDCP RLC MAC PHY UE Uu RLC UDP/IP UDP/IP UDP/IP MAC PHY L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 Portadora Radio S1-U S5 SWG Túnel GTP IP L2 L2 L1 L1 GTP-U GTP-U GTP-U GTP-U UDP/IP eNodeB IP PGW SGi Servidor Túnel GTP Túnel GTP Portadora EPS Paquete IP/IP Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 55 Transferencia de paquetes extremo a extremo Túnel GTP Túnel GTP UE Túnel GTP SGW eNB Paquete IP/IP Portadora Radio Backbone IP SGi PGW eNB PGW eNB Internet … SGW eNB Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 56 Clases de QoS Cada portadora EPS tiene asociado un CQI (Class Quality Indentifier), que define sus características de QoS (caudal, retardo, pérdidas, …) Nueve valores de QCI especificados por 3GPP TS 23.203 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 57 Gestión de QoS Gestión de QoS a nivel de portadora EPS – Asignación de QCI inicial según datos de suscripción – Modificable por EPC según reglas en PCRF Reglas S1-C MME Diameter Diameter S11 PCRF Rx Gx UE SGW eNodeB Activar o modificar portadora radio Activar o modificar portadora Bearer ID Packet Filter SGi S5 S1-U PGW Aplicar política Bearer ID Packet Filter QoS Profile Subscriber ID Packet Filter QoS Profile Servicios del operador (IMS, PSS, …) Autorizar sesión Subscriber ID Service Info. *COPS (Common Open Policy Service, RFC2748) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 58 Diameter (RFC 3588) Protocolo base para soporte de aplicaciones AAA (Authentication, Authorization and Accounting) en redes IP – Evolución de RADIUS (RFC 2138/2139) Funciones: – Soporte básico de sesiones AAA entre clientes y servidores • basado en intercambio de AVPs (Attribute Value Pairs) • transporte fiable, entrega de mensajes y manejo de errores • autenticación de usuarios y negociación de capacidades – Soporte de extensiones (Aplicaciones Diameter) mediante nuevos comandos y AVPs • Del IETF, de empresas u otros organismos (ej, 3GPP) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 59 Aplicaciones DIAMETER Diameter Mobile IPv4 Application (MobileIP, RFC 4004) Diameter Network Access Server Application (NASREQ, RFC 4005) Diameter Extensible Authentication Protocol Application (EAP, RFC 4072) Diameter Credit-Control Application (DCCA, RFC 4006) Diameter Session Initiation Protocol Application (SIP, RFC 4740) Aplicaciones 3GPP, para diversos interfaces EPC e IMS – S6a, Cx, dx, Sh, Ro, Rf, Gq, Gq’ Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 60 Diameter en el sistema LTE Diálogos de señalización entre elementos EPC definidos como aplicaciones Diameter – Sustituye a los diálogos MAP de GSM/UMTS – Vienen a sumarse a los ya definidos para IMS Trasporte fiable mediante SCTP Interfaces DIAMETER 3GPP: EPC PCC IMS Marzo 2015 Application Identifier Application (Interface) Nodes 16777251 16777252 16777236 16777238 16777267 16777216 16777217 S6a/S6d S13/S13' Rx Gx S9 Cx/Dx Sh/Dh MME/S4‐SGSN ↔ HSS MME/S4‐SGSN ↔ EIR PCRF ↔ AF PCRF ↔ PGW vPCRF ↔ HPCRF S‐CSCF/I‐CSCF ↔ HSS AS ↔ HSS Curso LTE ‐ ISDEFE 61 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos Procedimientos Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 62 Categorías de procedimientos de señalización Gestión de Recursos Radio (RRM) Gestión de movilidad (EMM) Gestión de sesiones (ESM) Gestión de sesiones radio (RRC) Establecimiento, modificación y liberación de sesión RRC Traspasos Con o sin cambio de SGW/MME, con o sin soporte de X2. Attach / Detach Procedimientos de registro y desregistro en la red. Tracking Area Update Actualización de posición por cambio de Tracking Area (similar Routing Area de GPRS/UMTS) Authentication Autenticación y negociación de claves (similar a UMTS). Service request Reanudación de intercambio de tráfico por móvil tras inactividad Paging Reanudación de intercambio de tráfico por red tras inactividad Gestión de portadoras EPS Establecimiento, modificación y liberación de portadoras EPS (por defecto y dedicadas), siempre a instancias de la red. Gestión de conexiones PDN Establecimiento, modificación y liberación de sesiones de datos con redes externas a instancias del terminal (estilo GPRS/UMTS) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 63 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos Procedimientos – Gestión de recursos radio – Gestión de Movilidad – Gestión de sesiones Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 64 Resumen de procedimientos de gestión de recursos radio eNodeB S1-C MME UE RRC Paging Request (S-TMSI) S1-AP Paging (S-TMSI) PCCH RRC IDLE Random Access Preamble Pseudoprocedimiento de acceso aleatorio Random Access Response CCCH RRC Connection Request RRC Connection Setup (Signalling RB allocation) DCCH Apertura de sesión radio CCCH RRC Conn. Setup Complete +Mensaje NAS inicial (S-TMSI) RRC DL Information Transfer (NAS Message) S1-AP Initial UE Message (Mensaje NAS inicial) S1-AP DL NAS Transport (NAS Message) DCCH RRC CONNECTED DCCH RRC UL Information Transfer (NAS Message) S1-AP UL NAS Transport (NAS Message) S1-AP UE Context Rel. Request RRC Connection Release RRC IDLE DCCH S1-AP UE Context Rel. Command S1-AP UE Context Rel. Complete Marzo 2015 Aviso previo (opcional) Intercambio subsiguiente de señalización NAS Cierrre de sesión radio (apagado, inactividad, fallo, …) Curso LTE ‐ ISDEFE 65 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos Procedimientos – Gestión de recursos radio – Gestión de Movilidad – Gestión de sesiones Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 66 Modelo de Estados LTE EMM Registered Attach Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 67 Registro en la red (attach) S6a MME S1-C S11 S5 S1-U UE SGW eNodeB NO REGISTRADO HSS SGi PGW Red de datos por defecto (ej. IMS) Acceso aleatorio Apertura sesión radio y envío de mensaje inicial Attach Request (user id) Autenticación y negociación de claves Update location (IMSI) Insert subscriber data Insert subscriber data Ack Update location Ack Create default bearer req. Create default bearer resp. RB Setup Rq + Attach Accept REGISTRADO RB Setup Resp + Attach Complete Marzo 2015 Descarga de datos de abonado (DIAMETER) Establecimiento de portadora EPS por defecto (GTP-C en S11 y S5) Confirmación de registro, establecimiento de DRB y contexto de UE sobre S1 Curso LTE ‐ ISDEFE 68 Autenticación y negociación de claves eNodeB móvil S1-C MME (S1-AP) S6a HSS (Diameter) USIM Descarga de vectores de autenticación (AVs) Acceso aleatorio USIM Mensaje inicial Verifica AUTN Calcula RES, CK, IK AV(KASME, RAND, AUTN, XRES) Authentication Request (RAND, AUTN, KSIASME) Terminal Authentication Response Deriva KASME y las demás claves de cifrado/integridad (RES) ¿RES = XRES? Autenticación bidireccional Solución compatible con uso de USIM, pero con nuevas funciones de seguridad en el terminal ASME AUTN AV Access Security Management Entity Authentication Token Authentication Vector Marzo 2015 CK KSI RAND Ciphering Key Key Set Identifier Random Number RES XRES IK Response Expected response Integrity Key Curso LTE ‐ ISDEFE 69 Funciones de seguridad Autenticación bidireccional Autenticación bidireccional Negociación de claves Negociación de claves Cifrado e integridad de señalización NAS MME Cifrado e integridad de señalización RRC en i/f radio Vectores de Autenticación HSS S1-C S1-U USIM SGW eNodeB ME Equipo de Usuario Marzo 2015 Cifrado de datos de usuario en i/f radio Cifrado opcional de datos de usuario en S1-U Curso LTE ‐ ISDEFE 70 Jerarquía de claves CK IK KASME KNAS enc KNAS int KUP enc KRRC enc KRRC int Clave de cifrado Clave de integridad Entidad de gestión de claves de seguridad Clave de cifrado para señalización NAS Clave de integridad para señalización NAS Clave de cifrado i/f radio para datos de usuario Clave de cifrado para señalización RRC Clave de integridad para señalización RRC Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 71 Liberación de sesión radio (S1 Release) En caso de inactividad, se liberan los recursos sobre la UTRAN, pudiéndose restablecer rápidamente ( < 50 ms) en caso necesario MME S1-C S11 S5 S1-U UE ECMCONNECTED SGW eNodeB Release Access Bearers Request Release Access Bearers Response Marzo 2015 SGi Red de datos Detach, Inactivity Timer, General failure, … S1 UE Context Release Request ECM-IDLE PGW RRC Connection Release S1 UE Context Release Command S1 UE Context Release Complete Liberación de recursos plano usuario (S1-U) Liberación de recursos plano de control (S1-C) Curso LTE ‐ ISDEFE 72 Efecto de S1 Release Plano de control MME S1-C S11 S1-U UE SGW S5 PGW eNodeB Plano de usuario Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 73 Petición de servicio iniciada por el móvil Restablecimiento de la comunicación por parte del terminal MME S1-C S11 S5 S1-U UE SGW eNodeB SGi PGW Red de datos Acceso aleatorio ECM-IDLE Service Request Autenticación y negociación de claves RB Estab. Req ECMCONNECTED Initial Context Setup Request Datos en sentido ascendente Initial Context Setup Complete Modify Bearer Req Modify Bearer Resp Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 74 Petición de servicio iniciada por la red (paging) Restablecimiento de la comunicación por parte de la red S1-C MME S11 S5 S1-U UE Paging (S_TMSI) ECM-IDLE SGW eNodeB DL Data Notification SGi PGW Red de datos Datos en sentido descendente DL Data Notification Ack Acceso aleatorio Service Request Autenticación y negociación de claves RB Estab. Req Initial Context Setup Request Initial Context Setup Complete ECMCONNECTED Modify Bearer Req Modify Bearer Resp Stop Paging Datos en sentido descendente Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 75 Procedimientos de actualización de posición Ejecutados por móvil en estado inactivo (ECM-IDLE) – En modo conectado (ECM-CONNECTED), se ejecutan traspasos (eventualmente seguidos de actualización de posición) Principios: – Móvil elige en todo momento la célula que le proporciona mejor señal en base a medidas periódicas – Si la nueva célula pertenece a otra área de seguimiento (Tracking Area), ejecuta procedimiento de actualización de posición • Dos casos: con o sin cambio de MME También hay procedimientos combinados GSM/UMTS/EPS Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 76 Area de seguimiento - Tracking Area (TA) Grupo de células contiguas definido a efectos de delimitar avisos (“Similar” a Routing Areas en 2G/3G) Móvil puede estar registrado en varias TAs contiguas (listas de TAIs asignada por la red) – Reduce señalización en fronteras de TAs, evitando actualizaciones contínuas y consumo de batería (sobre todo si movilidad alta) Móvil ejecuta actualización si, al cambiar de célula, TAI3 su correspondiente TAI no está en la lista TAI3 TAI2 Tras la actualización, el móvil obtiene: TAI2 TAI3 TAI2 TAI2 – Identificador temporal S-TMSI (Serving TMSI) – Nueva lista de TAIs TAI1 TAI1 TAI3 TAI3 TAI2 TAI2 TAI1 TAI1 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 77 Actualización de Tracking area con cambio de MME HSS 5. Update Location Ack S6a 4. Cancel Location / Ack 3. Update Location Req. Si no hay cambio de MME (TA1 y TA2 cubiertos por mismo MME), los pasos 2 a 5 innecesarios 2. Context Request/Response MME MME S10 1. TAU Request S1-C S1-C eNodeB antiguo UE eNodeB nuevo Tracking Area #1 Marzo 2015 6. TAU Accept Tracking Area #2 Curso LTE ‐ ISDEFE 78 Procedimientos de traspaso Se ejecutan cuando el móvil en estado ECM-CONNECTED – móvil envía medidas de célula actual y vecinas al eNodeB – en base a ellas, el eNodeB puede decidir ejecutar un traspaso En EPS, sólo hay traspasos duros – enfoque “make before break”, como en GSM – no existen soft-HOs como en UMTS Varios casos: – Traspasos intra-MME / inter-MME • con o sin soporte de X2 • con o sin cambio de SGW – Traspasos hacia/desde otras redes de acceso • 3GPP: GERAN/UTRAN • No‐3GPP: WiFi/WIMAX/CDMA2000 Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 79 Traspaso intra-MME con soporte de X2 S1-C MME S1-U S1-C eNodeB viejo UE X2 S1-U eNodeB nuevo medidas S11 SGW S5 PGW SGi PDN Decisión HO HO Request Asignación de recursos radio HO Request Ack Preparación del HO (HO Command) reenvío de paquetes de usuario DL HO Command HO Confirm Ejecución del HO Release Resource Path switch request Path switch request ack Modify bearer request Modify bearer response Liberación de recursos radio Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 80 Traspaso inter-MME PDN (ej, Internet) SGi Liberación del trayecto antiguo PGW S5 S5 SGW S11 S1-U eNodeB antiguo MME S10 MME S1-C S1-C X2 SGW S11 S1-U eNodeB nuevo UE Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 81 LTE: Arquitectura de Red y Protocolos Introducción Arquitectura Protocolos Procedimientos – Gestión de recursos radio – Gestión de Movilidad – Gestión de sesiones Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 82 Tipos de portadoras EPS Por defecto: creada automáticamente al registrarse en la red (attach) – Siempre disponible (funcionalidad “always-on”) – Acceso a servicios básicos del operador (ej. señalización IMS, notificaciones, etc.) – Perfil de QoS medio-bajo, definible en el HSS, para uso esporádico Dedicadas: portadoras ad-hoc para soporte de flujos con requisitos de QoS específicos (ej. flujo VoIP). – Creadas dinámicamente por la red al detectar su necesidad (ej, durante señalización SIP) Bajo demanda: solicitadas por el terminal, como en GPRS y UMTS Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 83 Portadora por defecto S6a MME S1-C S11 S5 S1-U UE SGW eNodeB NO REGISTRADO HSS SGi PGW Red de datos por defecto (ej. IMS) Acceso aleatorio Apertura sesión radio y envío de mensaje inicial Attach Request (user id) Autenticación y negociación de claves Update location (IMSI) Descarga de datos de abonado Insert subscriber data Insert subscriber data Ack Update location Ack Create default bearer req. Create default bearer resp. Attach Accept Attach Complete REGISTRADO Marzo 2015 (DIAMETER) Establecimiento de portadora EPS por defecto (GTP-C en S11 y S5) Confirmación de registro y creación de contexto de UE sobre S1 Curso LTE ‐ ISDEFE 84 Activación de portadora dedicada Gx MME S1-C S5 S1-U UE SGW eNodeB PCRF Rx S11 SGi PGW AF (ej. CSCF) Red externa (ej. IMS) Señalización a nivel de aplicación sobre portadora por defecto (ej. establecimiento. de sesión IMS) Session Management Request Session Management Response Create Dedicated Bearer Request (Qos) Create Dedicated Bearer Response Activación de portadora dedicada (ej. transporte de voz/vídeo) Flujos IP sobre portadora dedicada (ej. VoIP) Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 85 Activación de portadora dedicada Ejemplo IMS Gx MME S1-C S5 S1-U UE PCRF Rx S11 SGW eNodeB SGi PGW AF (ej. CSCF) Red externa (ej. IMS) INVITE Señalización a nivel de aplicación sobre portadora por defecto (ej. establecimiento. de sesión IMS) 100 Trying 100 Ringing 200 OK Session Management Request Session Management Response Create Dedicated Bearer Request (Qos) Create Dedicated Bearer Response Activación de portadora dedicada (ej. transporte de voz/vídeo) ACK Flujo VoIP sobre portadora dedicada Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 86 Conclusiones LTE (EPS) es un sistema nuevo, diseñado «desde cero», llamado a reemplazar las actuales redes GSM y UMTS. Arquitectura IP plana, simple y con pocos elementos – Todos los servicios en modo paquete (incluida la telefonía). – No más circuitos, ni centrales, ni red de señalización SS7. Trasporte de datos de usuario mediante portadoras EPS – “Circuitos virtuales” implementados mediante túneles IP – Soporte de calidad de servicio crucial Procedimientos «similares» a servicios modo paquete de 2G/3G – Gestión de recursos radio, de movilidad y de sesiones – Señalización basada en DIAMETER en vez de MAP/SS7 – Seguridad mejorada mediante uso de jerarquía de claves Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 87 Especificaciones 3GPP RAN1 RAN2 SA2 36.201 LTE Physical Layer General Description 36.211 Physical Channels and Modulation 36.212 Multiplexing and Channel Coding 36.213 Physical Layer Procedures 36.214 Physical Layer Measurements 36.300 E-UTRAN Overall Description Stage 2 36.302 E-UTRAN Services Provided by the Physical Layer 36.304 User Equipment (UE) Procedures in Idle Mode 36.306 User Equipment (UE) Radio Access Capabilities 36.321 Medium Access Control (MAC) Protocol Specification 36.322 Radio Link Control (RLC) Protocol Specification 36.323 Packet Data Convergence Protocol (PDCP) Specification 36.331 Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification 22.278 Service Requirements for the Evolved Packet System 23.401 GPRS Enhancements for E-UTRAN Access 23.402 Architecture Enhancements for Non-3GPP Accesses 24.301 Non-Access-Stratum (NAS) protocol for EPS 29.060 GPRS Tunnelling Protocol (GTP) across Gn &Gp (Rel8) 29.274 Evolved GPRS Tunnelling Protocol for EPS (GTPv2) 36.401 E-UTRAN Architecture Description 36.410 S1 General Aspects and Principles 36.411 S1 Layer 1 36.412 S1 Signalling Transport 36.413 S1 Protocol Specification RAN3 36.414 S1 Data Transport 36.420 X2 General Aspects and Principles 36.421 X2 Layer 1 36.422 X2 Signalling Transport 36.423 X2 Protocol Specification 36.424 X2 Data Transport 24.801 3GPP System Architecture Evolution CT WG1 Aspects 29.804 CT WG3 Aspect of 3GPP System Architecture Evolution 29.803 3GPP System Architecture Evolution CT WG4 Aspects Technical 32.816 Study on Management of LTE and SAE Reports 32.820 Study on Charging Aspects of 3GPP System Evolution 33.821 Rationale and Track of Security Decisions in LTE/SAE 23.882 3GPP System Architecture Evolution (Release 7) www.3gpp.org Marzo 2015 Curso LTE ‐ ISDEFE 88 Lista de siglas 3GPP AAA ACK AKA AMBR ANDSF APN ARP ARQ AS ASME AuC BBERF BCCH BCH BSC BTS CCCH CDMA CK CoA CS CSFB CSI DCCH DCH DHCP DL DNS DRB DS Third Generation Partnership Project Authentication, Authorization and Accounting Acknowledgement Authentication and Key Agreement Aggregate Maximum Bit Rate Access Network Discovery and Selection Access Point Name Allocation and Retention Priority Automatic Repeat Request Access Stratum / Application Server Access Security Managament Entity Authentication Center Bearer Binding and Event Reporting Function Broadcast Control Channel Broadcast Channel Base Station Controller Base Transceiver Station Common Control Channel Code Division Multiple Access Ciphering Key Care-of-address Circuit Switched CS Fallback Connection Set Identifier Dedicated Control Channel Dedicated Channel Dynamic Host Configuration Protocol Downlink Domain Name Service Data Radio Bearer Dual Stack Marzo 2015 DSMIPv6 DTCH ECM EIR EMM eNB eNodeB EPC ePDG EPS ESM EUL E-UTRAN FA FBC FDD FEC GBR GERAN GGSN GPRS GRE GSM GTP GUTI GW HA HARQ HeNodeB HeNodeB-GW HLR Dual-Stack MIPv6 Dedicated Traffic Channel EPS Connection Management Equipment Identity Register EPS Mobility Management Evolved NodeB Evolved Node B Evolved Packet Core Evolved Packet Data Gateway Evolved Packet System EPS Session Management Enhanced Uplink Evolved UTRAN Foreign Agent Flow Based Charging Frequency Division Duplex Forward Explicit Congestion Guaranteed Bit Rate GSM Enhanced Radio Access Network Gateway GPRS Support Node General Radio Packet Service Generic Routing Encapsulation Global System for Mobile communication GPRS Tunneling Protocol Globally Unique Temporary Identity Gateway Home Agent Hybrid Automatic Repeat Request Home evolved Node B Home evolved Node B Gateway Home Location Register Curso LTE ‐ ISDEFE 89 HNB HNB-GW HoA HO hPCRF HPLMN HSDPA HSPA HSS HSUPA IEEE IETF IKE IMEI IMS IMT IP IP-CAN IPSec ISP KASME KRRCenc KRRCint KUpenc LMA LTE MAC MAG MAP MBMS MBR Home Node B Home Node B Gateway Home (IP) Address Handover Home PCRF Home PLMN High Speed Downlink Packet Access High Speed Packet Access Home Subscription Server High Speed Uplink Packet Access Institute of Electrical and Electronic Engineers Internet Engineering Task Force Internet Key Exchange International Mobile Equipment Identity Internet and Multimedia Subsystem International Mobile Telecommunications Internet Protocol IP-Connectivity Access Network Internet Protocol Security Internet Service Provider Security Key at Access Security Management Entity Security Key for RRC message encryption Security Key for RRC message integrity protection Security Key for user plane encryption Local Mobility Anchor Long Term Evolution Media Access Control Mobile Access Gateway Mobile Application Part Multimedia Broadcast Multicast Service Maximum Bit Rate Marzo 2015 MCC MCH MIMO MIPv4 MIPv6 MME MMTEL MNC MOBIKE MSC NAI NAP NAS NGN OAM OFDMA OMA PBA PBCH PBU PCC PCEF PCFICH PCH PCRF P-CSCF PDCCH PDCP PDG PDN Mobile Country Code Multicast Channel Multiple Input Multiple Output Mobile IP version 4 Mobile IP version 6 Mobility Management Entity Multimedia Telephony Mobile Network Code Mobility and Multi-homing Protocol for IKE Mobile Switching Center Network Access Identifier Network Access Provider Non-Access Stratum Next Generation Network Operation And Maintenance Orhtogonal Frequency Division Multiple Access Open Mobile Alliance Proxy Binding Acknowledge Physical Broadcast Channel Proxy Binding Update Policy and Charging Coordination Policy and Charging Enforcement Function Physical Control Format Indicator Channel Paging Channel Policy and Charging Rule Function Proxy-CSCF Physical Downlink Control Channel Packet Data Convergence Protocol Packet Data Gateway Packet Data Network Curso LTE ‐ ISDEFE 90 PDP PDSCH PDSN PHICH PLMN PMCH PMIPv6 PRACH PS PUCCH PUSCH QCI QoS RAN RAT RB RLC RNC RoHC RRC RRM RTP SAE SBLP SC-FDMA S-CSCF SCH SDF SDP SGSN Packet Data Protocol Physical Downlink Shared Channel Packet Data Serving Node Physical Hybrid ARQ Indicator Channel Public Land Mobile Network Physical Multicast Channel Proxy Mobile IP version 6 Physical Random Access Channel Packet Switched Physical Uplink Control Channel Physical Uplink Shared Channel QoS Class Index Quality of Service Radio Access Network Radio Access Technology Radio Bearer Radio Link Control Radio Network Controller Robust Header Compression Radio Resource Control Radio Resource Management Real-time Transport Protocol System Architecture Evolution Service Based Local Policy Single Carrier Frequency Division Multiple Access Serving Call Session Control Function Shared Channel Service Data Flow Session Description Protocol Serving GPRS Support Node Marzo 2015 S-GW SIM SIP SMS SRB SRVCC TA TAI TAU TCP TEID TFT TR TS UDP UE UICC UL UMTS USIM UTRAN VCC VLR VoIP VoLGA vPCRF VPLMN W-CDMA WIMAX WLAN Serving Gateway Subscriber Identity Module Session Initiation Protocol Short Message Service Signaling Radio Bearer Single Radio Voice Call Continuity Tracking Area Tracking Area Identity Tracking Area Update Transmission Control Protocol Tunnel Endpoint Identifier Traffic Flow Template Technical Report Technical Specification User Datagram Protocol User Equipment Universal Integrated Circuit Card Uplink Universal Mobile Telecommunications System UMTS Subscriber Identity Module Universal Terrestrial Radio Access Network Voice Call Continuity Visited Location Register Voice over IP Voice over LTE Generic Access Visited PCRF Visited PLMN Wideband Code Division Multiple Access Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network Curso LTE ‐ ISDEFE 91 Referencias R. 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