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LTE 네트워크 구조
LTE Network Architecture: Basic
By Netmanias (tech@netmanias.com)
코멘트 (31)
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Page 3 of 5

 

 

 

 

목차

1. 들어가는 글

2. LTE 네트워크 참조 모델

3. LTE 프로토콜 스택

4. LTE 네트워크 상의 트래픽 흐름

5. 마치는 글

 

 

3. LTE 프로토콜 스택
 

2장에서 정의한 EPS 엔터티와 인터페이스를 기반으로 III 장에서는 사용자 평면과 제어 평면에서 LTE 프로토콜 스택을 기술한다.


3.1 사용자 평면 프로토콜 스택
그림 2는 LTE 네트워크 참조 모델에 대해 사용자 평면의 프로토콜 스택을 나타낸다. 인터페이스 별로 주요 계층 기능을 간단히 기술한다.

 

1) LTE-Uu 인터페이스

  • PDCP: IP 패킷이 무선링크를 통하여 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 헤더 압축, AS 보안(ciphering 및 integrity protection)을 수행하고 핸드오버 동안 패킷 re-ordering 및 재전송을 처리한다.

  • RLC: PDCP에서 수신한 패킷을 무선링크를 통해 전송하기 위하여 분할하고 무선링크를 통해 수신한 패킷을 PDCP로 전송하기 위하여 재결합한다. 패킷 re-ordering 및 재전송을 처리한다.

  • MAC: 무선 자원을 UE들에게 동적으로 할당하고, 각 무선 베어러 별로 협상된 QoS를 보장받을 수 있도록 QoS 제어 기능을 수행한다. 물리 계층으로 전송하기 위하여 무선 베어러들을 다중화한다.

2) S1-U 인터페이스/S5 인터페이스/X2 인터페이스

  • GTP-U: S1-U, S5 및 X2 인터페이스 상에서 사용자 IP 패킷을 전송하기 위하여 사용된다1. GTP-U 터널이 핸드오버 forwarding 터널인 경우에는 End Marker를 삽입할 수 있다.

 

그림 2. LTE 프로토콜 스택: 사용자 평면

 

3.2 제어 평면 프로토콜 스택
그림 3은 LTE 네트워크 참조 모델에 대해 제어 평면의 프로토콜 스택을 보여준다. 인터페이스 별로 주요 계층 기능을 간단히 기술한다.

 

1) LTE-Uu 인터페이스

  • NAS: 이동성 관리 기능과 베어러 제어 기능을 수행한다.

  • RRC: E-UTRAN 무선 시그널링 연결에 대한 제어를 수행한다.

2) X2 인터페이스

  • X2-AP: E-UTRAN 내에서 UE mobility를 다루는 기능으로 사용자 데이터 forwarding, SN 상태 전달, UE context 해제 기능을 제공한다. eNB 간에 자원 상태 정보, 트래픽 로드 정보 및 eNB 구성 update 정보를 교환하고 mobility 파라미터 설정을 위해 협력한다.

3) S1-MME 인터페이스

  • S1-AP: EPS 베어러 설정시 초기 UE context를 전달한다. 이 후 mobility, paging 및 UE context 해제 기능을 수행한다.

4) S11 인터페이스/ S5 인터페이스/ S10 인터페이스

  • GTP-C: GTP 터널을 생성, 유지 및 삭제하기 위한 제어 정보를 교환한다. LTE 간 핸드오버시에는 데이터 forwarding 터널을 생성한다.

5) S6a 인터페이스

  • Diameter: 가입 및 가입자 인증을 위한 정보 교환을 지원한다.

6) Gx 인터페이스

  • Diameter: PCRF로부터 PCEF(P-GW)로의 PCC 규칙 전달을 지원한다.

7) Gy 인터페이스

  • Diameter: P-GW와 OCS 간 실시간 credit 제어 정보 교환을 지원한다.

8) Gz 인터페이스

  • GTP’: P-GW로부터 OFCS로 CDR 전송을 지원한다.

 

그림 3. LTE 프로토콜 스택: 제어 평면

 

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김상현 2012-07-09 20:02:07
최고
김세훈 2012-07-13 15:57:24
표준문서보다 이해가 쏙쏙 잘되네요... 대단히 감사합니다..
김렴 2012-08-13 12:04:19
감사합니다 ^^
넷매니아즈 2012-08-27 22:27:33
2012년 8월 8일자로 한글 기술문서 업데이트되었습니다.
오정학 2012-09-06 17:52:22
자료 감사합니다. 너무너무
안성진 2012-12-13 14:38:53
좋은 자료 감사합니다. 잘 보았습니다.
유영규 2013-01-15 15:28:40
감사합니다.^^
Kumar 2013-01-24 14:23:24
Hi There,

I have some basic doubts and looking for some 3GPP references..

During a training I was told that...

When PDP Context establishment request comes to MME it can choose SGW accordingly (As per APN).
Can the decision happen based on QoS also ?

Can MME decide different SGW for different APN requests (Theoretically) ?
Can SGW decide which PGW or PGWs will be part of the session ?
Will SGW do load sharing across 2 or more PGWs ?
S.W. 2013-01-24 16:12:51
When MME gets Attach Request or PDN Connectivity Request,
MME will decide APN to be served for the UE based on the requested APN from UE and profile from HSS for the UE.
After deciding APN for the UE, MME will choose P-GW based on the APN and S-GW based on TAI.
To select P-GW, local configuration (APN-FQDN : PGW mapping) in MME can be used. If there is no APN-FQDN information in the local configuration in MME, then MME will use DNS query with APN-FQDN to get P-GW IP address.

After selecting P-GW, MME will do S-GW selection based on the TA where UE is located.
MME can have local configuration (TAI : S-GW mapping) to select S-GW.

If there is no S-GW information for the TAI in MME, then MME will use DNS query with TAI-FQDN to get S-GW IP address.

Some vendor's MME can select co-located S-GW/P-GW by using additional configuration based on APN and TAI.
S.W. 2013-01-24 16:19:34
Generally, local configuration or DNS can have multiple P-GW IP addresses per APN with different weights and multiple S-GW IP addresses per TAI with different weights.

So, MME can select a S-GW and a P-GW among multiple GWs with weighted round robin method.
Kumar 2013-03-01 03:08:51
Hi,

Is there is any interface between MME/HSS towards PCRF/SPR ?
And is the SPR is a standalone node / Part of HSS ?

Figure : 4 (a) - Step 4 - IP Translation from private(UE) to Public will be taken care by PGW
Figure : 4 (b) - Step 1 - IP Translation from public to private (UE) will be taken care by PGW..?
넷매니아즈 2013-03-04 14:59:31
Kumar!
There is no interface between MME/HSS towards PCRF/SPR.
SPR is a standalone node or integrated with PCRF.

An IP address of a UE is allocated by and taken care of by P-GW.

Thanks.
Kumar 2013-03-05 18:00:24
Thanks..
넷매니아즈 2013-09-12 16:49:30
The english version of this document is updated!
세상에... 2014-03-27 14:22:38
감사합니다. 찾아 헤매이던 정보를 이렇게 만나게 되니 너무 반갑습니다.
Netmanias 2014-07-28 17:56:15

Page 6, 표 3. LTE 인터페이스에서 S11 GTP-C에 대한 설명 중 오타를 바로 잡습니다: 베어러 -> 사용자   


  • 수정 전: S5, GTP-C: MME와 S-GW 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. 베어러 당 GTP 터널링을 제공한다.
  • 수정 후: S5, GTP-C: MME와 S-GW 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. 사용자 당 GTP 터널링을 제공한다.


감사합니다.

 2014-12-18 12:19:35

이해하기 좋아서 정말 감사드립니다.

김성국 2015-10-01 01:49:41

SGi에 대한 약자를 알고 싶었는데 이것은 개념이지 약자가 아니가 보네요

혹시 정확한 약자가 있다면 알고 싶습니다.

kylix 2015-10-01 11:31:21

SGi는 약어가 아니라 이름(Symbol)입니다.

EUG 2016-11-01 17:15:01

MME-PGW간 연결시 항상 SGW를 거쳐야 하는건지요?

버너 2016-11-08 08:13:59

네 MME ~ PGW 간은 직접 연결이 없고 SGW를 거쳐서 간접적으로 시그널링을 합니다. 

오태석 2016-11-09 15:43:29

좋은자료 감사합니다

띠골라스 2017-01-23 18:20:13

Gz interface 중에 PGW와 diameter 를 연동하는 경우도 있을까요??

박정철 2019-03-05 09:40:50

S-GW 기능중 UE가 eNB1에 무선접속하여 이후 해제 후 eNB2에 접속할경우 anchoring역활을 수행한다고 알고 있는데요

혹시 UE가 eNB1를 접속 해제 하는 경우는 어떤 경우가 있을까요?

버너 2019-03-05 16:52:24

단말이 eNB1의 무선 커버리지에서 eNB2의 커버리지로 이동해서 S1 핸드오버가 발생하는 경우를 말합니다. 

이 사이트에서 "s1 핸드오버"로 문서를 검색하시면 설명이 되어 있으니 참고하시면 되고,

이 사이트에 설명은 안되어 있는 것 같지만 "S1 handover with SGW relocation" 경우도 있습니다.  

123 2019-03-15 11:22:35

UL S1-TEID와 UL S5-TEID  가 뭔지 궁금합니다.

TEID는 그냥 이름인가요?

이상호 2019-03-15 12:02:17

하나의 단말(UE)은 여러개의 bearer를 가질 수 있고(예: Internet bearer, VoLTE bearer), LTE망은 단말 및 단말이 이용하는 bearer를 구별하는 인자가 필요합니다.

TEID(Tunnel Endpoint ID)는 그 용도로 사용되어 지는 것이구요.

UL S1-TEID는 S1구간 즉, 기지국(eNB)과 S-GW 구간에 uplink TEID를 의미하며 (downlink는 DL S1-TEID),

UL S5-TEID는 S5구간 즉, S-GW와 P-GW 구간에 uplink TEID를 의미합니다 (downlink는 DL S5-TEID).

공부중 2019-03-15 11:30:19

UTRAN 과 E-UTRAN 정의와 차이점을 알고싶은데 혹시 가르쳐주실수있나요?

권민기 2019-07-10 11:39:58

UTRAN은 3G 모바일 네트워크에서 단말기와 기지국이 신호를 주고받는 무선망을 지칭하고,

E-UTRAN은 LTE(4G)에서 eNB와 UE로 구성된 무선망을 지칭합니다.

김종완 2020-12-01 15:12:25

좋은 글 덕분에 많이 배우고 갑니다. 그런데 초반에는 Diameter 프로토콜이라 나오던 것이 그림 3에는 Diamteter라고 표기되어 있네요 

정준희 2023-01-06 09:41:25

프로토콜 스택 그림에서 P-GW 그림 보면 IP 레이어가 2개가 있는데, 다른 역할을 하는건가요? 아니면 개념적으로 연결해주기 위해서 IP 스텍을 한 번 더 그린건가요?

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