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바로 2차 세계대전 흐름을 바꾼 기술인 무선 기술이 엄청난 발전을
하여 현재는 LTE라고도 불리는데요. 이제는 그 LTE를 활용한 자율 주행 안전기술 개발 그리고 LTE를 활용한 원격 드론 촬영 및 제어까지 가능하다고 합니다.
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한국기술교육대학교 온라인평생교육원
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LTE 시스템의 구조 – 네이버 블로그
LTE 시스템은 기지국의 이름이 eNB(evolved Node B)로 바뀌었고 코어망은 서킷망이 없이 패킷망으로 구성되어 EPC(Evolved Packet Core)라고 부릅니다.
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 5/16/2022
View: 1181
LTE Network 구조 – 지금 이 순간
LTE Network 구조 · 1) UE(User Equipment) · 2) eNB(evolved Node B) · 3) MME(Mobility Management Entity) · 4) S-GW(Service Gateway) · 5) P-GW(Packet …
Source: ensxoddl.tistory.com
Date Published: 12/2/2022
View: 9203
[통신프로젝트] LTE 네트워크 구조 _ CIS본부 파트2 이진연 수석
이 중 LTE는 유럽식 WCDMA를 진화시킨 통신 규격입니다. 즉 기존 3G망과의 연동이 쉽습니다. 연동이 쉽다는 말은 망 투자 비용을 줄일 수 있고, …
Source: blog.b2en.com
Date Published: 1/9/2021
View: 913
LTE/LTE-Advanced 네트워크 발전단계 및 특성
재의 발전상태와 향후 발전전망을 LTE네트워크와 프로토콜 구조측면에서 살펴보고자 한다. Abstract. Recently, the huge growth of mobile data traffic has driven …
Source: www.koreascience.or.kr
Date Published: 4/8/2022
View: 3830
LTE 네트워크 구조 학습 #1 – 재밌는 코딩 공부
위 사이트에서 배운 내용을 정리한 글입니다. LTE 네트워크는 무선 접속망(E-UTRAN) 관련 기술을 다루는 LTE 부분과 Core 망 관련 기술을 다루는 EPC …
Source: fun-coding-study.tistory.com
Date Published: 10/30/2021
View: 9400
LTE 망 구성도 by 재현 박재현 – Prezi
Click and drag Prezi to explore. LTE 망 구성도. Button to like this content Button to share content Button to report this content Button to embed this …
Source: prezi.com
Date Published: 4/16/2022
View: 6357
Top 29 Lte 망 구성 도 15946 Good Rating This Answer
Summary of article content: Articles about LTE 구조 / LTE 네트워크 구조 위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 모두 IP망을 통한 유선 …
Source: chewathai27.com
Date Published: 4/22/2021
View: 4331
LTE 구조 / LTE 네트워크 구조 – MISTERY
위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 모두 IP망을 통한 유선 연결입니다. S-GW (Serving Gateway).
Source: sugerent.tistory.com
Date Published: 9/11/2021
View: 5980
LTE 네트워크 구조 – Netmanias
MME (Mobility Management Entity) · LTE 망의 “두뇌” 역할을 하는 장비라 보시면 되는데요. 그 역할은, · 첫째, UE를 인증(Authentication)합니다. · 둘째, …
Source: www.netmanias.com
Date Published: 7/14/2022
View: 5438
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주제에 대한 기사 평가 lte 망 구성 도
- Author: 한기대 HRD 브릿지
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- Date Published: 2018. 1. 16.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ElB26wvNNOc
LTE 시스템의 구조
기존의 이동통신 시스템은 교환기(MSC) – 기지국제어기(BSC) – 기지국(BTS) 이렇게 구성이 된게 일반적이었습니다. 하나의 교환기에는 다수의 BSC가 연결되고 하나의 BSC는 또 다수의 기지국과 연결된 형태였어요. 여기서 휴대 단말과 무선으로 연결되는 장비가 바로 기지국입니다. 3G(WCDMA)에서는 용어가 살짝 바뀌어서 기지국은 Node-B, 기지국제어기는 RNC라고 불렀고 Node-B와 RNC를 합쳐서 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)이라고 불렀습니다. 3G WCDMA에서 코어망은 SGSN, GGSN 등이 있었습니다. 앞서 3G 네트워크는 서킷망과 패킷망으로 구성되어 있다는 점을 말씀드린 바 있습니다. 그렇다면 LTE 시스템은 어떻게 구성되어 있을까요? LTE 시스템은 기지국의 이름이 eNB(evolved Node B)로 바뀌었고 코어망은 서킷망이 없이 패킷망으로 구성되어 EPC(Evolved Packet Core)라고 부릅니다. 다만 EPC는 논리적인 개념을 얘기하는 것이고 실제로 장비는 MME, SGW, PGW 등 다른 이름으로 불립니다. 참고로 LTE에서 무선망과 코어망을 합쳐서 EPS(Evolved Packet System)이라고도 합니다.
LTE 시스템 구조에서 가장 큰 특징은 기지국제어기가 없어졌다는 점입니다. 기존 3G에서의 RNC 기능이 eNB로 흡수되었기 때문입니다. 이것은 스케쥴링이나 핸드오프 등의 기능을 빠르게 제어하기 위해서인데, 그러다보니 기존에 없던 기지국간 인터페이스가 추가로 정의되게 됩니다. 이것을 X2 인터페이스라고 부릅니다. 그리고 패킷망으로만 구성된 LTE 네트워크에서 VoLTE나 영상통화 등을 효율적으로 지원하기 위해 IMS(IP Multimedia Subsystem)이 추가되었습니다.
아래 그림을 보시는게 이해가 빠르실 듯 합니다. 그림은 넷매니아즈에서 가져왔습니다.(허락없이 가져왔는데 문제가 된다면 삭제하겠습니다. -.-;;)
MME는 Mobility Management Entity의 약자로 가입자의 관리, 위치 등록, 인증, 통화와 관련된 제어 신호 처리, 3G 네트워크와의 연동을 담당합니다. SGW는 Serving Gateway의 약자로 통화 설정 관리, 패킷 데이터 전달, IP 이동성 관리, 3G 네트워크와의 연동을 담당합니다. SGW는 eNB간 핸드오프시에 앵커링 역할도 담당합니다. PGW는 Packet Data Network Gateway(PDN-GW라고도 부름)의 약자로 외부 네트워크와의 연동, 데이터 통화 설정 관리, 데이터 사용량에 따른 통화 요금 정보를 제공하는 역할을 합니다. PGW의 중요한 기능 중 하나가 바로 IP 주소를 할당하는 것이며 SGW가 eNB간 핸드오프시 앵커링 역할을 담당했듯이 PGW는 SGW간 이동시에 앵커링을 담당합니다.
HSS는 Home Subscriber Server의 약자로 UE별로 인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일을 가지고 있는 LTE망의 중앙 DB입니다. PCRF는 Policy and Charging Rule Function의 약자로 과금을 담당하는 장비입니다. SPR은 Subscriber Profile Repository의 약자로 UE별 과금 정책을 저장하는 DB입니다. 즉 가입자별 과금 정책은 PCRF에 저장되는 것이 아니라 SPR에 저장됩니다. OCS는 Online Charging System의 약자이며 선불 요금제에서 실시간 사용량을 체크하는 장비입니다. 만약 선불 요금 가입자에게 주어진 데이터량이 모두 소모되었다면 OCS는 PGW에게 인터넷 접속을 금지하라고 통보하게 됩니다. OFCS는 Offline Charging System의 약자로 PGW가 전달해주는 CDR(Call Detail Record)을 받아 중앙에서 관리하는 장비입니다.이 이외에도 다수의 부가서비스 장비가 있을 수 있으나 사업자 별로 구성이나 명칭이 다르고 제조사별로도 달라서 모두 설명하는 것은 제 능력 밖의 일이니 양해해 주시기 바랍니다.
네트워크에 대해서 얘기하다 보면 Bearer라는 용어가 자주 나오는데 이것에 대해서 간단히 설명하고자 합니다. 베어러는 신호(또는 데이터) 운반자를 의미하며 네트워크의 구간별 시스템 간에 신호의 흐름 자체를 지칭하는 용어입니다. 베어러는 제어 신호를 전달하거나 사용자의 데이터(또는 음성)을 전달하는 두 가지 용도로 구분됩니다. 통화자의 신호 흐름을 User Plane이라고 하고 제어 신호의 흐름을 Control Plane이라고 합니다. LTE 코어망에서 보면 MME가 제어 신호를 제어하는 장비이고 사용자 데이터 흐름의 관리는 SGW가 담당합니다. 위 그림에서 사용자의 데이터 흐름은 어떻게 될까요? 사용자 데이터는 UE(단말)에서 eNB로 eNB에서 SGW 그리고 PGW를 거쳐서 인터넷 통신을 하게 됩니다. 기타 장비들은 사용자 데이터 흐름에 직접 관여하지 않고 제어 신호들만 왔다갔다 합니다.
지금 이 순간 :: LTE Network 구조
1. 모바일 네트워크 기본 구성
2. LTE network 참조모델
3. LTE 망구성도
4. LTE 네트워크에서 트래픽 흐름
1. 모바일 네트워크 기본 구성
– Radio Access Network
– Core Network and Systems
– Operation Support Systems
– Content and Applications
가. Radio Access Network
– UE(Mobile User Equipment)와 네트워크 연결 제공
– UE-Radio Controllers-Core Network
– Radio Controllers (BSC Base Sation Controllers for GSM/GPRS/EDGE and RNC Radio Network Controllers for UMTS)
– LTE에서는 Radio controller의 역할을 eNode B에서 담당
나. Core Network
– Voice switching, 데이터 패킷을 인터넷 망에 전달
– 모바일 서비스 control 및 관리
다. Operation Support Systems
– 모바일 서비스 지원
– Billing, Voice messaging, Video Conference, Location Based Service 등
라. Content and Applications
http://3gwiz.com.au/ozmobilenet/?page_id=430
2. LTE network 참조모델
– LTE 네트워크 참조 모델은 LTE 엔터티들과 EPC(Evolved Packet Core) 엔터티들로 구성
– LTE 엔터티는 UE와 eNB이고 EPC 엔터티로는 S-GW, P-GW, MME, HSS, PCRF, SPR, OCS 및 OFCS가 해당
– PDN은 사업자 외부 또는 내부 IP 망으로 인터넷이나 IMS와 같은 서비스 기능을 제공
1) UE(User Equipment)
– LTE-Uu 무선 인터페이스를 통하여 eNB와 접속한다.
2) eNB(evolved Node B)
– 사용자에게 무선 인터페이스를 제공한다
– 무선 자원 관리
3) MME(Mobility Management Entity)
– UE의 이동성 및 세션 관리
– 사용자 인증 및 로밍 등
4) S-GW(Service Gateway)
– eNB 간 핸드오버 및 3GPP 시스템 간 핸드오버시 anchoring point
5) P-GW(Packet Data Gateway)
– UE를 외부 PDN 망과 연결해주며 패킷 filtering을 제공
6) HSS(Home Subscriber Server)
– 사용자 프로파일을 갖는 중앙 DB로 MME에게 사용자 인증 정보와 사용자 프로파일을 제공
3. LTE 망구성도
– 망 용량을 늘이기 위해 메크로 셀들의 사이즈가 작아지면서 셀 사이트의 수가 증가하고 이로 인해 수많아진 셀사이트들에 대한 구축 및 운용 비용의 문제를 해결하기 위해 제시된 새로운 RAN 구조가 C-RAN (Centralized/Cloud RAN)이다.
– C-RAN은 기존에 하나의 셀사이트에 있던 BBU와 RRH를 분리하고, 각 셀사이트에 있던 BBU들은 한 곳에 모아서(Centralized), 실제 무선 신호가 송수신되는 셀사이트에는 RRH와 안테나만 남겨놓는 구조이다.
– 서로 떨어져 다른 장소에 설치되는 BBU와 RRH간은 광케이블(Dedicated Fiber per RRH or Dedicated λ per RRH)로 연결한다.
– RRH는 옥외형 장비로 개발되는 매우 단단하고 단순한 장비이기 때문에 별도의 냉각 시설이 필요없다. 따라서 옥내 상면은 필요없고 옥외 RRH와 안테나만 설치할 공간만 임차하면 되므로 임차비용을 최소화할 수 있고 또한 전원을 공급할 장비가 RRH 하나이므로 전기 요금 또한 최소화할 수 있다.
– 기술 발전에 따라 기존 중계기의 역할을 기지국의 구성 요소 인 RRH(Remote Radio Head)가 대체해 가고 있음
http://blog.cyworld.com/nackji1980/3662354
http://blog.cyworld.com/nackji1980/3662354
4. LTE 네트워크에서 트래픽 흐름
http://mesdat.ucsd.edu/projects/BS/
http://www.radisys.com/products/mediaengine/solutions/media-resource-function/
<참조>
Netmanias.2012.08.08-[ko] LTE Network Architecture.pdf
Netmanias.2014.02.04.SK Telecom LTE Fronthaul and Backhaul Architecture.pdf
[통신프로젝트] LTE 네트워크 구조
우리가 흔히 통신기술의 전화과정을 이야기 하는4세대(4G) 통신 LTE(Long Term Evolution)을 직역하면 ‘오랜 기간 동안의 진화’ 입니다. 통신 규격으로 쓰기에는 다소 엉뚱한 표현이기는 하나, 3세대에서 4세대로 진입하는 기간 또는 WCDMA에서 LTE까지의 진화과정을 말하기에는 적당한 명칭입니다.
LTE를 설명하려면 전 세대인 3세대(3G)부터 풀어내야 하는데, 3G는 크게 미국식 CDMA와 유럽식 GSM(WCDMA)로 구분됩니다. 국내에서는 SK텔레콤과 KT가 유럽식 WCDMA를 도입했습니다. LG유플러스는 미국식 CDMA를 그대로 유지했습니다. 단말 네트워크 지원 내역에서 확인할 수 있는 HSDPA, HSUPA, HSPA 등은 WCDMA를 기반으로 합니다. 리비전.A(Rev.A)나 리비전.B(Rev.B) 등은 CDMA를 토대로 진화한 네트워크 기술입니다.
이 중 LTE는 유럽식 WCDMA를 진화시킨 통신 규격입니다. 즉 기존 3G망과의 연동이 쉽습니다. 연동이 쉽다는 말은 망 투자 비용을 줄일 수 있고, 서비스 지역을 더 빠르게 늘릴 수 있다는 것을 의미하며, 새롭게 망을 구축하는 것보다 효율적입니다. 당시 WCDMA는 전 세계적으로 70% 이상이 채택하고 있는 글로벌 통신 규격 중 하나였기에 미래지향적인 선택이었다고 말합니다.
상용화 당시 LTE 속도는 이론상 하향 최대 75Mbps(현재기준 300Mbps) 였습니다. 3G 세대와 비교해보면 HSDPA 14Mbps보다 5배(현재기준 약20배) 빠른 속도입니다. 42Mbps 속도의 HSPA+보다 2배(현재기준 약7배) 이상 빠릅니다.
LTE의 네트워크 구조
현재 상용화된 이동통신 중 가장 언급이 많이 되는 기술은 LTE입니다. SKT나 LG U+에서도 각종 언론을 통해 “LTE”란 용어를 일반인에게 노출하고 있습니다. 그래서 이번에는 LTE를 구성하는 네트워크 장비 요소(NE, Network Element)들에 대해서 간단히 살펴 보도록 하겠습니다. 아래 그림은 LTE NRM(Network Reference Model, LTE네트워크 참조모델) 즉, LTE 네트워크 구조를 도식화 한 것입니다.
(사진출처: 넷매니아즈)
LTE 네트워크는 무선 접속망(E-UTRAN) 관련 기술을 다루는 LTE(여기서는 eNB로 표현) 부분과 Core 망 관련 기술을 다루는 EPC(Evolved Packet Core, 여기서는 MME, S-GW, P-GW, HSS 등을 표현) 부분으로 나누어지고 LTE와 EPC를 통합하여 EPS(Evolved Packet System)라 일컫습니다. LTE 네트워크는 E2E all-IP 네트워크이므로 사용자 단말이 기지국에 접속하는 무선링크로부터 서비스 엔터티로 연결해주는 PDN까지의 트래픽 흐름은 모두 IP 기반으로 동작합니다.
UE (User Equipment)
사용자 단말입니다. 그 형태는 스마트폰일 수도 있고, 아니면 데이터 통신만을 목적으로 하는 USB dongle(USB type으로 노트북에 연결하여 무선 인터넷 사용)일 수도 있습니다.
UE에는 “가입자 식별/인증을 위한 IMSI(International Mobile Station Identity, 국제 이동국 식별변호)값이 내장된 USIM 카드”가 삽입될 수 있게 되어 있습니다. 당연히 UE는 LTE 칩을 내장하고 있어 LTE 망에 접속할 수 있는 단말입니다.
eNB (Evolved Node B)
“LTE 기지국”이라 불리며, UE와 LTE 네트워크 간에 무선 연결을 제공하는 장비입니다. WCDMA에서는 Node B라고 불립니다. 위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 다 유선 연결(IP망을 통한)입니다.
S-GW (Serving Gateway)
S-GW의 특성을 딱 한마디로 규정 짓기가 좀 어려운데, 일단 대표적인 것이 eNB간 핸드오버(Hand-Over)시 에 anchoring 역할을 하는 것입니다. 처음에 eNB1에 접속하여 인터넷을 사용하던 UE가 이동을 하여서 eNB1과의 접속을 해지하고, eNB2와 접속을 하는 경우 (우리는 이를 핸드오버라고 합니다. 물론 핸드오버시에 통신의 끊김은 없습니다.) S-GW가 anchoring 역할을 합니다. anchoring은 “닻”이란 뜻으로, “닻”을 한곳에 내려 놓으면 그 위치는 변하지 않습니다.
즉, 하나의 S-GW를 축으로 eNB1에서 eNB2로 UE의 핸드오버가 발생하게 됩니다. 위 행위를 좀 더 멋지게 표현하면 “S-GW는 Intra-LTE mobility에서 anchor point 역할을 한다”고 할 수 있습니다.
P-GW (PDN Gateway)
P-GW는 하는 일이 참 많습니다.
단말에 IP 주소를 할당합니다. (DHCP 프로토콜이 아닌 3GPP에서 규정하고 있는 UE 접속 절차를 통해서 IP 주소 할당) 앞서 핸드오버 발생시에 S-GW는 eNB들에 대한 anchoring을 해 준다고 말씀 드렸습니다. P-GW는 S-GW들에 대한 anchoring을 수행합니다. UE가 이동중에 S-GW1에서 S-GW2로 변경이 되는 경우(S-GW1이 관리하는 eNB에서 S-GW2가 관리하는 eNB로 이동) P-GW가 anchoring 포인트가 됩니다. UE별로 서로 다른 QoS(Quality of Service) 정책을 적용(우선순위, 대역폭 제어 등의 행위를 수행)합니다. UE별로 Accounting Data를 관리합니다. Accounting Data라 함은 대표적으로 상·하향 트래픽 양(# of bytes, # of packets), 접속시간 등이 될 수 있으며, P-GW는 이 데이터를 CDR(Charging Data Record) 형태로 OFCS에게 전달합니다. 쉽게 말해 각 가입자 별로 언제 접속했고, 얼마나 데이터를 사용했고, 얼마동안 접속했는지 이력을 P-GW가 모두 생성/관리하고, 그 데이터를 OFCS로 전달하는 것입니다.
참고로, 사용자 데이터는 [UE – eNB – S-GW – P-GW]를 통해 Internet과 통신합니다. 즉, 다른 NE들은(ex. MME, PCRF등) 사용자 데이터가 지나가지 않습니다.
MME (Mobility Management Entity)
LTE 망의 “두뇌” 역할을 하는 장비라 보시면 됩니다.
그 역할은,
UE를 인증(Authentication)합니다. 인증 프로토콜은 EPS-AKA입니다. UE를 인증하기 위한 Key 정보는 HSS에 들어있고, 이 Key 정보를 HSS로부터 받아서 UE 인증을 수행합니다. EPS 베어러를 관리합니다. EPS 베어러란 쉽게 말해서 UE가 인터넷을 사용하기 위해 [UE – eNB – S-GW – P-GW] 구간에서 생성되는 논리적인 터널(GTP 터널)이라 보시면 되며, MME는 그 터널의 생성/변경/해제 등의 행위에 관여합니다. 가입자의 Mobility 상태를 관리합니다. 쉽게 생각하시면 현재 UE가 망에 접속되어 있는지, 아닌지, 접속되어 있는데 인터넷을 사용하는지 아니면 사용하고 있지 않은지(Idle state)를 관리합니다.
HSS (Home Subscriber Server)
각 UE(가입자)별로 ①인증을 위한 Key 정보와 ②가입자 프로파일을 가지고 있는 LTE망의 중앙 DB입니다. 가입자 프로파일에는 각 가입자가 가입한 서비스 상품에 맞는 QoS 등급 정보(우선순위, 최대 사용 가능 대역폭 등)가 들어있습니다. 인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일은 UE가 LTE망에 접속할 때 HSS에서 MME로 전달됩니다. 이후 “두뇌” 역할을 하는 MME가 UE에 대한 인증도 수행하고 가입자 프로파일(QoS 정보)을 기반으로 EPS 베어러를 생성하도록 합니다.
PCRF (Policy and Charging Rule Function)
UE별로 정책(Policy)과 과금(Charging)에 대한 룰(Rule)을 정하는 장비입니다. 정책(Policy)은 UE가 사용할 QoS 정보로 보시면 됩니다. 과금(Charging)은 Offline 과금을 할 건지 Online 과금을 할 것인지에 대한 정보입니다. 그 정보들은 PCRF에서 P-GW로 전달되고, P-GW는 PCRF가 준 정보를 기반으로 UE에 대한 제어(QoS, Charging)을 수행하게 됩니다.
SPR (Subscriber Profile Repository)
UE별 Policy 및 Charging 룰(Access Profile)은 PCRF에 저장되어 있지 않고, 대신 SPR이란 DB에 저장되어 있습니다. 그래서 PCRF는 SPR로 부터 UE에 대한 Access Profile를 가지고 오게 됩니다.
OCS (Online Charging System)
우라나라의 경우 후불제(Postpaid)가 일반적이지만, 선불제(Prepaid)를 사용하고 있는 해외 통신사업자도 꽤 있습니다. 예를 들어, “한달 동안 5GB 사용”이 가능한 선불카드를 구매한 가입자에 대해, 망은 사용자 사용량을 “실시간으로 관리”하다가 5GB를 다 쓰는 바로 그 시점(혹은 한 달이 지난 시점)에 사용자가 더이상 인터넷을 사용하지 못하도록 해야 합니다. 이를 위한 시스템이라고 보시면 됩니다.
실시간 사용량은 P-GW에서 관리하고 그 정보를 OCS로 전달해 주면 OCS가 사용자별로 남은 사용량(balance 혹은 credit이라 부릅니다.)이 얼마인지 중앙 관리를 하고, credit을 다 사용한 가입자를 판별/판단하여 더 이상 인터넷 사용을 못하도록 P-GW에 그 사실을 알려 줍니다.
OFCS (Offline Charging System)
앞서 설명드린 바와 같이 P-GW가 전달해 주는 CDR을 받아 중앙에서 관리하는 장비입니다.
PDN (Packet Data Network)
그냥 Internet이라고 보시면 됩니다. 일단은 PDN = Internet = IP Network
LTE
.
지금까지의 기본적인 네트워크 구조를 살펴보았습니다
본 포스팅에서 다룬 LTE 네트워크 구조는 한 사업자 내의 LTE only 망을 대상으로 한 것으로 가장 기본적인 EPS 구성 요소들만을 다루었습니다. 물론, 이 글만으로 아주 복잡한 LTE의 전체 구조를 다 이해할 수는 없습니다만, 다른 LTE 기술 문서를 이해하는데 있어 기본이 되므로, 관련된 업무를 수행하는데, 조금이나마 도움이 되셨으면 합니다.
LTE 네트워크 구조 학습 #1
728×90
https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5138
위 사이트에서 배운 내용을 정리한 글입니다.
LTE 네트워크는 무선 접속망(E-UTRAN) 관련 기술을 다루는 LTE 부분과 Core 망 관련 기술을 다루는 EPC 부분으로 나누어지고 LTE와 EPC를 통합하여 EPS라 일컫는다.
LTE 네트워크는 E2E all-IP 네트워크 트래픽 흐름은 모두 IP 기반으로 동작한다.
사용자 평면(User Plane) : 데이터 평면이라고도 불리는 사용자 평면은 네트워크 사용자 트래픽을 전달한다.
제어 평면(control plane): 신호 트래픽을 전달하는 네트워크의 일부분이며 라우팅을 담당한다. 제어 패킷은 라우터에서 발생하거나 라우터로 지정된다. 제어면의 기능은 시스템 구성과 관리를 포함한다.
AS : Acess Stratum 액세스 계층
액세스 계층은 무선 네트워크와 사용자 장비 사이의 UMTS 및 LTE 무선 통신 프로토콜 스택의 기능 계층입니다. 액세스 계층의 정의는 UMTS와 LTE간에 매우 다르지만, 두 경우 모두 액세스 계층은 무선 연결을 통해 데이터를 전송하고 무선 리소스를 관리합니다.
startum : 계층, 지층, Layer 보다 이의 상위개념으로 사용되는 용어
BSS : Business Support System
사업 관리 시스템은 통신 서비스 제공자가 고객들을 대상으로 사업 운영을 수행하기 위해 사용하는 요소들이다. 운용 지원 시스템과 더불어 다양한 단대단 통신 서비스를 지원하기 위해 사용된다. BSS와 OSS는 자신만의 데이터 및 서비스 책임이 있다. from 위키백과
CDR : Charging Data Record 청구 데이터 기록
CDR은 통신에서 청구 가능한 통신 이벤트에 대한 정보의 형식화된 모음이다. CDR은 사용자 청구에 사용된다.
DL : Downlink
위성에서 지상국 방향의 링크이다
DRB : Data Radio Bearer
베어러 (Bearer) – 전달/전송의 운반체, 가상 컨테이너 등을 의미
bearer : 열매 맺는 초목
E2E : End to End
ECM : EPS Connection Management
EPS Connection Management 상태는 UE와 EPC간의 신호 전달 연결을 설명합니다. ECM에는 두가지 상태, 즉 ECM-ID및 커넥터 연결됨이 있습니다.
EMM : EPS Mobility Management
EMM State는 이동성 관리 절차에서 비롯된다.
EPS 이동 관리
Mobility : 유동성, 이동
EPC : Evolved Packet Core
EPC)는 3GPP LTE (Long Term Evolution)망에서의 코어 네트워크 구조를 지칭한다. EPC는 GPRS 코어 네트워크의 진화된 형태 from 위키백과
EPS : Evolved Packet System
ESM : EPS Session Management
EPS Session Management는 EPS 베어러 컨텍스트 처리를 위한 절차를 제공한다. 접근 계층에 의해 제공되는 베어러 제어와 함께, 그것은 사용자 평면 베어러의 제어를 제공한다.
E-UTRA : Evoloved Universal Terrestrial Radio Access
E-UTRA는 이동통신망을 위한 3세대 파트너십 프로젝트 LTE 업그레이드 경로의 무선 인터페이스이다. 진화된 범용 지상 무선 접속 기술의 준말인데 이는 롱 텀 에볼루션의 3GPP 작업 항목이며 3GPP LTE 사양 초기 초안에서 E-UTRA로도 알려져 있다
Terrestrial : 지구의
진화된 범용 지상파 무선 엑세스
이미지 출처: http://terms.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?word_seq=166868-9
E-UTRAN : Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
이미지 출처 : http://terms.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?word_seq=166867-11
GTP : GPRS Tunneling Protocol -> GPRS 를 전달하는 IP 기반 통신 프로토콜 그룹
GPRS (General Packet Radio Service)
Tunneling : 터널을 파고 나가는
GTP-C : GTP Control
GTP-U : GTP User
HSS : Home Subscriber Server
사용자 프로파일을 갖는 중앙 DB로 MME에게 사용자 인증 정보와 사용자 프로파일을 제공한다.
HomeSubscriberServer(HSS)는 IPMultimediaSubsystem(IMS)내에서 사용된 주 가입자 데이터베이스이며 네트워크 내 다른 엔터티에 대한 가입자의 세부 정보를 제공합니다. IMS를 통해 사용자는 상태에 따라 다른 서비스에 대한 액세스를 허용하거나 거부할 수 있습니다.
IP : Internet Protocol
LTE : Long Term Evolution
HSDPA 보다 한층 진화된 휴대전화 고속 무선 데이터 패킷통신규격이다. HSDPA의 진화된 규격인 HSPA+와 함께 3.9세대 무선통신규격으로 불린다.
MAC : Medium Access Control
MME : Mobility Management Entity
– E-UTRAN 제어 평면 엔터티로, 사용자 인증과 사용자 프로파일 다운로드를 위하여 HSS와 통신하고, NAS 시그널링을 통해 UE에게 EPS 이동성 관리(EMM) 및 EPS Session 관리(ESM)기능을 제공한다.
– LTE 망의 “두뇌” 역할을 하는 장비 그 역할은 UE를 인증(Authentication) , EPS 베어러를 관리 , 가입자의 Mobility 상태를 관리
NAS : Non Access Stratum
NAS는 UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층이다. NAS 영역의 하부에는 Mobile Management영역이, 상부에는 Communication Management영역이 있다.
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NRM : Network Reference Model
각 형태의 통신망들이 네트워크 구조 각 구성요소별로 쉬운 참조 및 이해를 돕기위해, 해당 네트워크를 기능적으로 구분시킨 기능 블럭 다이어그램을 말함
http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?nav=2&m_temp1=3976&id=290
LTE 네트워크 참조 모델
이미지 출처 : https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=10634
S-GW(Serving Gateway) : E-UTRAN과 EPC의 종단점이 된다. eNB 간 핸드오버 및 3GPP 시스템 간 핸드오버시 anchoring point가 된다.
P-GW(Packet Data Network Gateway) : UE를 외부 PDN망과 연결해주며 패킷 filtering을 제공한다. UE에게 IP 주소를 할당하고 3GPP와 non-3GPP 간 핸드 오버시 mobility anchoring point로 동작한다. PCRF로부터 PCC 규칙을 수신하여 적용하며 (Policy Enforcement) UE 당 과금 기능을 제공한다. 주요 기능은 다음과 같다.
– IP 라우팅 및 fowarding
– Per-SDF / Per-User 기반 패킷 filtering
– UE IP 주소 할당
– 3GPP와 non-3GPP 간 Mobility anchoring
– PCEF 기능
– Per-SDF/Per-User 과금
참조점 프로토콜 설명 LTE-Uu E-UTRA
(제어 평면, 사용자 평면) UE와 eNB 간 무선 인터페이스로 제어 평면 및 사용자 평면을 정의한다. X2 X2-AP (제어 평면)
GTP-U (사용자 평면) 두 eNB 간 인터페이스로 제어 평면 및 사용자 평면을 정의한다. S1-U GTP-U eNB 와 S-GW 간 인터페이스로 사용자 평면을 정의한다. 베어러 당 GTP 터널링을 제공한다. S1-MME S1-AP eNB와 MME 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. S11 GTP-C MME와 S-GW 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. 사용자 당 GTP 터널링을 제공한다. S5 GTP-C(제어 평면)
GTP-U(사용자 평면) S-GW와 P-GW간 인터페이스로 제어 평면 및 사용자 평면을 정의한다. 사용자 평면에서 베어러 당 GTP 터널링을 제공하고 제어 평면에서 사용자 당 GTP 터널 관리를 제공한다. S6a Diameter HSS와 MME 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. UE 가입 정보 및 인증 정보를 교환한다. Sp Diameter SPR과 PCRF 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. Gx Diameter PCRF와 P-GW간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. QoS 정책 및 과금 제어를 위한 인터페이스로 정책 제어 규칙 및 과금 규칙을 전달한다. Gy Diameter OCS와 P-GW 간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. Gz GTP’ OFCS와 P-GW간 인터페이스로 제어 평면을 정의한다. SGi IP P-GW와 PDN 간 인터페이스로 사용자 평면과 제어 평면을 정의한다.
사용자 평면에서는 IETF 기반 IP 패킷 forwarding 프로토콜이 사용되고 제어 평면에서는 DHCP와 RADIUS/Diameter와 같은 프로토콜이 사용된다.
핸드오버 : 핸드오버는 단말기가 연결된 기지국의 서비스 공간에서 다른 기지국의 서비스 공간으로 이동할 때, 단말기가 다른 기지국의 서비스 공간에 할당한 통화 채널에 동조하여 서비스가 연결되는 기능을 일컫는다. from 위키백과
OCS : Online Charging System
– 실시간 credit 제어를 제공하고 volume, time, event 기반 과금 기능을 제공한다.
– 온라인 과금 시스템 은 통신 서비스 공급자가 고객의 실시간 서비스 사용기반 과금을 할 수 있도록 하는 시스템이다.
from 위키백과
OFCS : Offline Charging System
– CDR 기반 과금 정보를 제공한다.
– OFCS 는 오프라인 거래 시스템의 핵심 요소이다. OFCS 는 MSC, SGSN, CSCF등 잠재적으로 거래 관련 데이터를 제공하는 인터넷 노드들과 상호작용한다.
OSS : Operations Support System
운용 지원 시스템은 통신 서비스 제공자가 자사의 네트워크를 관리하기 위해 사용하는 컴퓨터 시스템이다. 네트워크 재고, 서비스 프로비저닝, 네트워크 구성, 장애 관리 등의 관리 기능을 지원한다. 사업 지원 시스템과 더불어 다양한 단대단 통신 서비스들을 지원하기 위해 사용된다. from 위키백과
PCC : Policy and Charging Control
정책 및 과금 제어
PCEF : Policy and Charging Enforcement Function
PCEF는 정책 및 청구 기능에서 수신한 결정을 시행하고 PCRF에 백 엑세스 및 및 가입자 정보를 중계하도록 설계 되었다.
PCRF : Policy and Charging Rule Function
정책 및 과금 제어 엔터티로 정책 제어 결정과 과금 제어 기능을 제공한다. PCRF에서 생성된 PCC 규칙은 P-GW로 전달된다.
정책 및 청구 규칙 기능은 멀티미디어 네트워크에서 정책 규칙을 결정하기 위해 실시간으로 지정된 소프트웨어 노드입니다. 정책 도구로서 PCRF는 차세대 네트워크에서 중심적인 역할을합니다. from 위키백과
PDCP : Packet Data Convergence Protocol
PDCP는 UMTS내 무선 트래픽 스택의 계층 중 하나이며, IP 헤더 압축 및 압축 해지, 사용자 데이터의 전송, Radio Bearer에 대한 시퀀스 번호 유지를 수행한다. 압축 기술은 RFC 2507 또는 RFC 3095에 기반한다.
Convergence : 수렴
PDN : Packet Data Network
공공 데이터 네트워크는 일반 대중을위한 데이터 전송 서비스를 제공하기 위해 통신 관리 부서 또는 공인 된 개인 운영 기관에서 설정하고 운영하는 네트워크입니다.
QoS : Quality of Service
QoS는 다른 응용 프로그램, 사용자, 데이터 흐름 등에 우선 순위를 정하여, 데이터 전송에 특정 수준의 성능을 보장하기 위한 능력을 말한다.
RLC : Radio Link Control
무선 링크 제어는 공중 인터페이스에서 UMTS 및 LTE에 사용되는 계층 2 무선 링크 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 UMTS의 TS 25.322, LTE의 TS 36.322 및 5G New Radio의 TS 38.322에서 3GPP로 지정됩니다. from 위키백과
RRC : Radio Resource Control
무선 자원 제어 프로토콜은 무선 인터페이스의 UMTS 및 LTE에서 사용됩니다. UE와 eNB 사이에 존재하며 IP 레벨에 존재하는 계층입니다. 이 프로토콜은 UMTS의 경우 TS 25.331 및 LTE의 경우 TS 36.331에서 3GPP로 지정됩니다.
RRM : Radio Resource Management
무선 자원 제어 프로토콜은 무선 인터페이스의 UMTS 및 LTE에서 사용됩니다. UE와 eNB 사이에 존재하며 IP 레벨에 존재하는 계층입니다. 이 프로토콜은 UMTS의 경우 TS 25.331 및 LTE의 경우 TS 36.331에서 3GPP로 지정됩니다. 위키백과
S1AP : S1 Application Protocol
S1애플리케이션 프로토콜(S1AP)은 E-UTRAN과 진화된 패킷 코어(EPC)사이에서 제어부 신호 전달을 제공합니다.
SCTP : Stream Control Transmission Protocol
스트림 제어 전송 프로토콜은 컴퓨터 네트워킹에서 프로토콜 번호 132를 사용하는 전송 계층 프로토콜의 하나로서, 잘 알려진 프로토콜인 전송 제어 프로토콜, 사용자 데이터그램 프로토콜와 비슷한 역할을 수행한다. TCP와 UDP의 동일한 서비스 기능들 가운데 일부를 제공한다.
SDF : Service Data Flow
통화와 관련된 음성 패킷의 흐름이나 웹 사이트에서의 스트리밍 데이터와 같은 가입자에게 제공되는 서비스를 나타내는 패킷의 흐름을 설명합니다.
SN : Sequence Number
시퀸스 넘버
SPR : Subscriber Profile Repository
– PCR에게 가입자 및 가입관련 정보를 제공한다. PCRF는 이를 수신하여 가입자 기반 정책을 수행하고 과금 규칙을 생성한다.
– 3GPP 표준에 따라 정의된 가입자별 정책 제어 데이터를 저장 및 관리하는 시스템이다.
TEID : Tunnel Endpoint Identifier
TEID는 수신 GTP-U(GPRS터널링 프로토콜-사용자)또는 GTP-C(GPRS터널링 프로토콜-제어)프로토콜 실체에서 터널 끝점을 명확하게 식별합니다. GTP터널의 수신 측은 전송 측에서 사용할 TEID값을 로컬로 할당합니다. TEID값은 GTP-C메시지(또는 IMT-2000지상파 무선 액세스 네트워크의 RANAP)를 사용하여 터널 엔드 포인트 간에 교환된다.
UE : User Equipment
– LTE-Uu 무선 인터페이스를 통하여 eNB와 접속한다.
– User Equipment는 정보통신 용어의 하나로 5G 서비스가 제공되는 통신대상 단말의 수를 의미한다. UE Speed는 서비스가 제공되는 통신 대상 지역에 위치한 단말의 이동속도를 의미한다. from 위키백과
eNB Evolved Node B
사용자에게 무선 인터페이스를 제공한다. 무선 베어러 제어, 무선 수락 제어, 동적 무선 자원 할당, load balancing 및 셀 간 간섭제어(ICIC)와 같은 무선 자원 관리(RRM) 기능을 제공한다.
evolved : 진화된
UDP : User Datagram Protocol
transport 계층의 통신 프로토콜로, 신뢰성이 낮은 프로토콜로써, 완전성을 보증하지 않으나, 가상회선을 굳이 확립할 필요가 없고, 유연하며 효율적 응용의 데이터 전송에 적합
X2-AP : X2 Application Protocol
X2AP프로토콜은 E-UTRAN내의 UE이동성을 처리하는 데 사용
3GPP는 이동통신 관련 단체들 간의 공동 연구 프로젝트로 국제전기통신연합의 IMT-2000 프로젝트의 범위 내에서 – 전 세계적으로 적용 가능한 – 3세대 이동통신 시스템 규격의 작성을 목적으로 하고 있다.
Diameter
다이어미터 프로토콜은 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 인증, 인가 및 과금 프로토콜이다. 다이어미터 프로토콜 보다 앞서 사용된 RADIUS 프로토콜에서 훨씬 더 유용하게 진화되었고 RADIUS 프로토콜을 대체하고 있다. from 위키백과
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LTE 시스템의 구조 : 네이버 블로그
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[통신프로젝트] LTE 네트워크 구조 _ CIS본부 파트2 이진연 수석Article author: blog.b2en.com
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[통신프로젝트] LTE 네트워크 구조 _ CIS본부 파트2 이진연 수석Article author: www.koreascience.or.kr
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LTE 네트워크 구조 학습 #1 :: 재밌는 코딩 공부
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4G – LTE network 구조 및 LTE 장비별 식별자
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LTE 망 구성도 by 재현 박재현
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LTE 구조 / LTE 네트워크 구조
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Most searched keywords: Whether you are looking for LTE 구조 / LTE 네트워크 구조 위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 모두 IP망을 통한 유선 연결입니다. S-GW (Serving Gateway). eNB 사이에서 핸드오버가 가능하게 도움 … 사진 출처 : http://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5138 UE (User Equipment) 지금 사용하시고 있는 LTE 핸드폰 또는, 데이터 통신이 가능한 USB Dongle (USB Type으로 노트북에 연결하여 무선 인..
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LTE 시스템의 구조
기존의 이동통신 시스템은 교환기(MSC) – 기지국제어기(BSC) – 기지국(BTS) 이렇게 구성이 된게 일반적이었습니다. 하나의 교환기에는 다수의 BSC가 연결되고 하나의 BSC는 또 다수의 기지국과 연결된 형태였어요. 여기서 휴대 단말과 무선으로 연결되는 장비가 바로 기지국입니다. 3G(WCDMA)에서는 용어가 살짝 바뀌어서 기지국은 Node-B, 기지국제어기는 RNC라고 불렀고 Node-B와 RNC를 합쳐서 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)이라고 불렀습니다. 3G WCDMA에서 코어망은 SGSN, GGSN 등이 있었습니다. 앞서 3G 네트워크는 서킷망과 패킷망으로 구성되어 있다는 점을 말씀드린 바 있습니다. 그렇다면 LTE 시스템은 어떻게 구성되어 있을까요? LTE 시스템은 기지국의 이름이 eNB(evolved Node B)로 바뀌었고 코어망은 서킷망이 없이 패킷망으로 구성되어 EPC(Evolved Packet Core)라고 부릅니다. 다만 EPC는 논리적인 개념을 얘기하는 것이고 실제로 장비는 MME, SGW, PGW 등 다른 이름으로 불립니다. 참고로 LTE에서 무선망과 코어망을 합쳐서 EPS(Evolved Packet System)이라고도 합니다. LTE 시스템 구조에서 가장 큰 특징은 기지국제어기가 없어졌다는 점입니다. 기존 3G에서의 RNC 기능이 eNB로 흡수되었기 때문입니다. 이것은 스케쥴링이나 핸드오프 등의 기능을 빠르게 제어하기 위해서인데, 그러다보니 기존에 없던 기지국간 인터페이스가 추가로 정의되게 됩니다. 이것을 X2 인터페이스라고 부릅니다. 그리고 패킷망으로만 구성된 LTE 네트워크에서 VoLTE나 영상통화 등을 효율적으로 지원하기 위해 IMS(IP Multimedia Subsystem)이 추가되었습니다. 아래 그림을 보시는게 이해가 빠르실 듯 합니다. 그림은 넷매니아즈에서 가져왔습니다.(허락없이 가져왔는데 문제가 된다면 삭제하겠습니다. -.-;;) MME는 Mobility Management Entity의 약자로 가입자의 관리, 위치 등록, 인증, 통화와 관련된 제어 신호 처리, 3G 네트워크와의 연동을 담당합니다. SGW는 Serving Gateway의 약자로 통화 설정 관리, 패킷 데이터 전달, IP 이동성 관리, 3G 네트워크와의 연동을 담당합니다. SGW는 eNB간 핸드오프시에 앵커링 역할도 담당합니다. PGW는 Packet Data Network Gateway(PDN-GW라고도 부름)의 약자로 외부 네트워크와의 연동, 데이터 통화 설정 관리, 데이터 사용량에 따른 통화 요금 정보를 제공하는 역할을 합니다. PGW의 중요한 기능 중 하나가 바로 IP 주소를 할당하는 것이며 SGW가 eNB간 핸드오프시 앵커링 역할을 담당했듯이 PGW는 SGW간 이동시에 앵커링을 담당합니다. HSS는 Home Subscriber Server의 약자로 UE별로 인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일을 가지고 있는 LTE망의 중앙 DB입니다. PCRF는 Policy and Charging Rule Function의 약자로 과금을 담당하는 장비입니다. SPR은 Subscriber Profile Repository의 약자로 UE별 과금 정책을 저장하는 DB입니다. 즉 가입자별 과금 정책은 PCRF에 저장되는 것이 아니라 SPR에 저장됩니다. OCS는 Online Charging System의 약자이며 선불 요금제에서 실시간 사용량을 체크하는 장비입니다. 만약 선불 요금 가입자에게 주어진 데이터량이 모두 소모되었다면 OCS는 PGW에게 인터넷 접속을 금지하라고 통보하게 됩니다. OFCS는 Offline Charging System의 약자로 PGW가 전달해주는 CDR(Call Detail Record)을 받아 중앙에서 관리하는 장비입니다.이 이외에도 다수의 부가서비스 장비가 있을 수 있으나 사업자 별로 구성이나 명칭이 다르고 제조사별로도 달라서 모두 설명하는 것은 제 능력 밖의 일이니 양해해 주시기 바랍니다. 네트워크에 대해서 얘기하다 보면 Bearer라는 용어가 자주 나오는데 이것에 대해서 간단히 설명하고자 합니다. 베어러는 신호(또는 데이터) 운반자를 의미하며 네트워크의 구간별 시스템 간에 신호의 흐름 자체를 지칭하는 용어입니다. 베어러는 제어 신호를 전달하거나 사용자의 데이터(또는 음성)을 전달하는 두 가지 용도로 구분됩니다. 통화자의 신호 흐름을 User Plane이라고 하고 제어 신호의 흐름을 Control Plane이라고 합니다. LTE 코어망에서 보면 MME가 제어 신호를 제어하는 장비이고 사용자 데이터 흐름의 관리는 SGW가 담당합니다. 위 그림에서 사용자의 데이터 흐름은 어떻게 될까요? 사용자 데이터는 UE(단말)에서 eNB로 eNB에서 SGW 그리고 PGW를 거쳐서 인터넷 통신을 하게 됩니다. 기타 장비들은 사용자 데이터 흐름에 직접 관여하지 않고 제어 신호들만 왔다갔다 합니다.
지금 이 순간 :: LTE Network 구조
1. 모바일 네트워크 기본 구성 2. LTE network 참조모델 3. LTE 망구성도 4. LTE 네트워크에서 트래픽 흐름 1. 모바일 네트워크 기본 구성 – Radio Access Network – Core Network and Systems – Operation Support Systems – Content and Applications 가. Radio Access Network – UE(Mobile User Equipment)와 네트워크 연결 제공 – UE-Radio Controllers-Core Network – Radio Controllers (BSC Base Sation Controllers for GSM/GPRS/EDGE and RNC Radio Network Controllers for UMTS) – LTE에서는 Radio controller의 역할을 eNode B에서 담당 나. Core Network – Voice switching, 데이터 패킷을 인터넷 망에 전달 – 모바일 서비스 control 및 관리 다. Operation Support Systems – 모바일 서비스 지원 – Billing, Voice messaging, Video Conference, Location Based Service 등 라. Content and Applications http://3gwiz.com.au/ozmobilenet/?page_id=430 2. LTE network 참조모델 – LTE 네트워크 참조 모델은 LTE 엔터티들과 EPC(Evolved Packet Core) 엔터티들로 구성 – LTE 엔터티는 UE와 eNB이고 EPC 엔터티로는 S-GW, P-GW, MME, HSS, PCRF, SPR, OCS 및 OFCS가 해당 – PDN은 사업자 외부 또는 내부 IP 망으로 인터넷이나 IMS와 같은 서비스 기능을 제공 1) UE(User Equipment) – LTE-Uu 무선 인터페이스를 통하여 eNB와 접속한다. 2) eNB(evolved Node B) – 사용자에게 무선 인터페이스를 제공한다 – 무선 자원 관리 3) MME(Mobility Management Entity) – UE의 이동성 및 세션 관리 – 사용자 인증 및 로밍 등 4) S-GW(Service Gateway) – eNB 간 핸드오버 및 3GPP 시스템 간 핸드오버시 anchoring point 5) P-GW(Packet Data Gateway) – UE를 외부 PDN 망과 연결해주며 패킷 filtering을 제공 6) HSS(Home Subscriber Server) – 사용자 프로파일을 갖는 중앙 DB로 MME에게 사용자 인증 정보와 사용자 프로파일을 제공 3. LTE 망구성도 – 망 용량을 늘이기 위해 메크로 셀들의 사이즈가 작아지면서 셀 사이트의 수가 증가하고 이로 인해 수많아진 셀사이트들에 대한 구축 및 운용 비용의 문제를 해결하기 위해 제시된 새로운 RAN 구조가 C-RAN (Centralized/Cloud RAN)이다. – C-RAN은 기존에 하나의 셀사이트에 있던 BBU와 RRH를 분리하고, 각 셀사이트에 있던 BBU들은 한 곳에 모아서(Centralized), 실제 무선 신호가 송수신되는 셀사이트에는 RRH와 안테나만 남겨놓는 구조이다. – 서로 떨어져 다른 장소에 설치되는 BBU와 RRH간은 광케이블(Dedicated Fiber per RRH or Dedicated λ per RRH)로 연결한다. – RRH는 옥외형 장비로 개발되는 매우 단단하고 단순한 장비이기 때문에 별도의 냉각 시설이 필요없다. 따라서 옥내 상면은 필요없고 옥외 RRH와 안테나만 설치할 공간만 임차하면 되므로 임차비용을 최소화할 수 있고 또한 전원을 공급할 장비가 RRH 하나이므로 전기 요금 또한 최소화할 수 있다. – 기술 발전에 따라 기존 중계기의 역할을 기지국의 구성 요소 인 RRH(Remote Radio Head)가 대체해 가고 있음 http://blog.cyworld.com/nackji1980/3662354 http://blog.cyworld.com/nackji1980/3662354 4. LTE 네트워크에서 트래픽 흐름 http://mesdat.ucsd.edu/projects/BS/ http://www.radisys.com/products/mediaengine/solutions/media-resource-function/ Netmanias.2012.08.08-[ko] LTE Network Architecture.pdf Netmanias.2014.02.04.SK Telecom LTE Fronthaul and Backhaul Architecture.pdf
[통신프로젝트] LTE 네트워크 구조우리가 흔히 통신기술의 전화과정을 이야기 하는4세대(4G) 통신 LTE(Long Term Evolution)을 직역하면 ‘오랜 기간 동안의 진화’ 입니다. 통신 규격으로 쓰기에는 다소 엉뚱한 표현이기는 하나, 3세대에서 4세대로 진입하는 기간 또는 WCDMA에서 LTE까지의 진화과정을 말하기에는 적당한 명칭입니다. LTE를 설명하려면 전 세대인 3세대(3G)부터 풀어내야 하는데, 3G는 크게 미국식 CDMA와 유럽식 GSM(WCDMA)로 구분됩니다. 국내에서는 SK텔레콤과 KT가 유럽식 WCDMA를 도입했습니다. LG유플러스는 미국식 CDMA를 그대로 유지했습니다. 단말 네트워크 지원 내역에서 확인할 수 있는 HSDPA, HSUPA, HSPA 등은 WCDMA를 기반으로 합니다. 리비전.A(Rev.A)나 리비전.B(Rev.B) 등은 CDMA를 토대로 진화한 네트워크 기술입니다. 이 중 LTE는 유럽식 WCDMA를 진화시킨 통신 규격입니다. 즉 기존 3G망과의 연동이 쉽습니다. 연동이 쉽다는 말은 망 투자 비용을 줄일 수 있고, 서비스 지역을 더 빠르게 늘릴 수 있다는 것을 의미하며, 새롭게 망을 구축하는 것보다 효율적입니다. 당시 WCDMA는 전 세계적으로 70% 이상이 채택하고 있는 글로벌 통신 규격 중 하나였기에 미래지향적인 선택이었다고 말합니다. 상용화 당시 LTE 속도는 이론상 하향 최대 75Mbps(현재기준 300Mbps) 였습니다. 3G 세대와 비교해보면 HSDPA 14Mbps보다 5배(현재기준 약20배) 빠른 속도입니다. 42Mbps 속도의 HSPA+보다 2배(현재기준 약7배) 이상 빠릅니다. LTE의 네트워크 구조 현재 상용화된 이동통신 중 가장 언급이 많이 되는 기술은 LTE입니다. SKT나 LG U+에서도 각종 언론을 통해 “LTE”란 용어를 일반인에게 노출하고 있습니다. 그래서 이번에는 LTE를 구성하는 네트워크 장비 요소(NE, Network Element)들에 대해서 간단히 살펴 보도록 하겠습니다. 아래 그림은 LTE NRM(Network Reference Model, LTE네트워크 참조모델) 즉, LTE 네트워크 구조를 도식화 한 것입니다. (사진출처: 넷매니아즈) LTE 네트워크는 무선 접속망(E-UTRAN) 관련 기술을 다루는 LTE(여기서는 eNB로 표현) 부분과 Core 망 관련 기술을 다루는 EPC(Evolved Packet Core, 여기서는 MME, S-GW, P-GW, HSS 등을 표현) 부분으로 나누어지고 LTE와 EPC를 통합하여 EPS(Evolved Packet System)라 일컫습니다. LTE 네트워크는 E2E all-IP 네트워크이므로 사용자 단말이 기지국에 접속하는 무선링크로부터 서비스 엔터티로 연결해주는 PDN까지의 트래픽 흐름은 모두 IP 기반으로 동작합니다. UE (User Equipment) 사용자 단말입니다. 그 형태는 스마트폰일 수도 있고, 아니면 데이터 통신만을 목적으로 하는 USB dongle(USB type으로 노트북에 연결하여 무선 인터넷 사용)일 수도 있습니다. UE에는 “가입자 식별/인증을 위한 IMSI(International Mobile Station Identity, 국제 이동국 식별변호)값이 내장된 USIM 카드”가 삽입될 수 있게 되어 있습니다. 당연히 UE는 LTE 칩을 내장하고 있어 LTE 망에 접속할 수 있는 단말입니다. eNB (Evolved Node B) “LTE 기지국”이라 불리며, UE와 LTE 네트워크 간에 무선 연결을 제공하는 장비입니다. WCDMA에서는 Node B라고 불립니다. 위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 다 유선 연결(IP망을 통한)입니다. S-GW (Serving Gateway) S-GW의 특성을 딱 한마디로 규정 짓기가 좀 어려운데, 일단 대표적인 것이 eNB간 핸드오버(Hand-Over)시 에 anchoring 역할을 하는 것입니다. 처음에 eNB1에 접속하여 인터넷을 사용하던 UE가 이동을 하여서 eNB1과의 접속을 해지하고, eNB2와 접속을 하는 경우 (우리는 이를 핸드오버라고 합니다. 물론 핸드오버시에 통신의 끊김은 없습니다.) S-GW가 anchoring 역할을 합니다. anchoring은 “닻”이란 뜻으로, “닻”을 한곳에 내려 놓으면 그 위치는 변하지 않습니다. 즉, 하나의 S-GW를 축으로 eNB1에서 eNB2로 UE의 핸드오버가 발생하게 됩니다. 위 행위를 좀 더 멋지게 표현하면 “S-GW는 Intra-LTE mobility에서 anchor point 역할을 한다”고 할 수 있습니다. P-GW (PDN Gateway) P-GW는 하는 일이 참 많습니다. 단말에 IP 주소를 할당합니다. (DHCP 프로토콜이 아닌 3GPP에서 규정하고 있는 UE 접속 절차를 통해서 IP 주소 할당) 앞서 핸드오버 발생시에 S-GW는 eNB들에 대한 anchoring을 해 준다고 말씀 드렸습니다. P-GW는 S-GW들에 대한 anchoring을 수행합니다. UE가 이동중에 S-GW1에서 S-GW2로 변경이 되는 경우(S-GW1이 관리하는 eNB에서 S-GW2가 관리하는 eNB로 이동) P-GW가 anchoring 포인트가 됩니다. UE별로 서로 다른 QoS(Quality of Service) 정책을 적용(우선순위, 대역폭 제어 등의 행위를 수행)합니다. UE별로 Accounting Data를 관리합니다. Accounting Data라 함은 대표적으로 상·하향 트래픽 양(# of bytes, # of packets), 접속시간 등이 될 수 있으며, P-GW는 이 데이터를 CDR(Charging Data Record) 형태로 OFCS에게 전달합니다. 쉽게 말해 각 가입자 별로 언제 접속했고, 얼마나 데이터를 사용했고, 얼마동안 접속했는지 이력을 P-GW가 모두 생성/관리하고, 그 데이터를 OFCS로 전달하는 것입니다. 참고로, 사용자 데이터는 [UE – eNB – S-GW – P-GW]를 통해 Internet과 통신합니다. 즉, 다른 NE들은(ex. MME, PCRF등) 사용자 데이터가 지나가지 않습니다. MME (Mobility Management Entity) LTE 망의 “두뇌” 역할을 하는 장비라 보시면 됩니다. 그 역할은, UE를 인증(Authentication)합니다. 인증 프로토콜은 EPS-AKA입니다. UE를 인증하기 위한 Key 정보는 HSS에 들어있고, 이 Key 정보를 HSS로부터 받아서 UE 인증을 수행합니다. EPS 베어러를 관리합니다. EPS 베어러란 쉽게 말해서 UE가 인터넷을 사용하기 위해 [UE – eNB – S-GW – P-GW] 구간에서 생성되는 논리적인 터널(GTP 터널)이라 보시면 되며, MME는 그 터널의 생성/변경/해제 등의 행위에 관여합니다. 가입자의 Mobility 상태를 관리합니다. 쉽게 생각하시면 현재 UE가 망에 접속되어 있는지, 아닌지, 접속되어 있는데 인터넷을 사용하는지 아니면 사용하고 있지 않은지(Idle state)를 관리합니다. HSS (Home Subscriber Server) 각 UE(가입자)별로 ①인증을 위한 Key 정보와 ②가입자 프로파일을 가지고 있는 LTE망의 중앙 DB입니다. 가입자 프로파일에는 각 가입자가 가입한 서비스 상품에 맞는 QoS 등급 정보(우선순위, 최대 사용 가능 대역폭 등)가 들어있습니다. 인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일은 UE가 LTE망에 접속할 때 HSS에서 MME로 전달됩니다. 이후 “두뇌” 역할을 하는 MME가 UE에 대한 인증도 수행하고 가입자 프로파일(QoS 정보)을 기반으로 EPS 베어러를 생성하도록 합니다. PCRF (Policy and Charging Rule Function) UE별로 정책(Policy)과 과금(Charging)에 대한 룰(Rule)을 정하는 장비입니다. 정책(Policy)은 UE가 사용할 QoS 정보로 보시면 됩니다. 과금(Charging)은 Offline 과금을 할 건지 Online 과금을 할 것인지에 대한 정보입니다. 그 정보들은 PCRF에서 P-GW로 전달되고, P-GW는 PCRF가 준 정보를 기반으로 UE에 대한 제어(QoS, Charging)을 수행하게 됩니다. SPR (Subscriber Profile Repository) UE별 Policy 및 Charging 룰(Access Profile)은 PCRF에 저장되어 있지 않고, 대신 SPR이란 DB에 저장되어 있습니다. 그래서 PCRF는 SPR로 부터 UE에 대한 Access Profile를 가지고 오게 됩니다. OCS (Online Charging System) 우라나라의 경우 후불제(Postpaid)가 일반적이지만, 선불제(Prepaid)를 사용하고 있는 해외 통신사업자도 꽤 있습니다. 예를 들어, “한달 동안 5GB 사용”이 가능한 선불카드를 구매한 가입자에 대해, 망은 사용자 사용량을 “실시간으로 관리”하다가 5GB를 다 쓰는 바로 그 시점(혹은 한 달이 지난 시점)에 사용자가 더이상 인터넷을 사용하지 못하도록 해야 합니다. 이를 위한 시스템이라고 보시면 됩니다. 실시간 사용량은 P-GW에서 관리하고 그 정보를 OCS로 전달해 주면 OCS가 사용자별로 남은 사용량(balance 혹은 credit이라 부릅니다.)이 얼마인지 중앙 관리를 하고, credit을 다 사용한 가입자를 판별/판단하여 더 이상 인터넷 사용을 못하도록 P-GW에 그 사실을 알려 줍니다. OFCS (Offline Charging System) 앞서 설명드린 바와 같이 P-GW가 전달해 주는 CDR을 받아 중앙에서 관리하는 장비입니다. PDN (Packet Data Network) 그냥 Internet이라고 보시면 됩니다. 일단은 PDN = Internet = IP Network LTE . 지금까지의 기본적인 네트워크 구조를 살펴보았습니다 본 포스팅에서 다룬 LTE 네트워크 구조는 한 사업자 내의 LTE only 망을 대상으로 한 것으로 가장 기본적인 EPS 구성 요소들만을 다루었습니다. 물론, 이 글만으로 아주 복잡한 LTE의 전체 구조를 다 이해할 수는 없습니다만, 다른 LTE 기술 문서를 이해하는데 있어 기본이 되므로, 관련된 업무를 수행하는데, 조금이나마 도움이 되셨으면 합니다.
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LTE 구조 / LTE 네트워크 구조
사진 출처 : http://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=5138
UE (User Equipment)
지금 사용하시고 있는 LTE 핸드폰 또는, 데이터 통신이 가능한 USB Dongle (USB Type으로 노트북에 연결하여 무선 인터넷을 사용 할 수 있게 해주는 것) 을 이야기 합니다.
eNB (Evolved Node B)
“LTE 기지국”이라 불리며, UE와 LTE 네트워크 간에 무선으로 연결을 가능하게 해주는 장비입니다.
위 그림에서 무선 연결은 UE와 eNB간이고, 나머지는 모두 IP망을 통한 유선 연결입니다.
S-GW (Serving Gateway)
eNB 사이에서 핸드오버가 가능하게 도움을 주는 역활을 합니다. (핸드오버 시 시스템간 Anchoring Point가 됨)
처음 사용하던 eNB1과의 접속을 해지하고 eNB2와 접속을 하는 경우 (핸드오버) S-GW가 연결 역활을 합니다.
자동차로 이동하거나, 지금 연결되는 eNB와 신호가 다른 eNB보다 약한 경우 등에 핸드오버가 발생 할 수 있습니다.
P-GW (PDN Gateway)
– UE를 외부 PDN 망과 연결해주며, 패킷 Filtering을 제공
– 3GPP에서 규정하고 있는 UE 접속 절차를 통해서 단말에 IP 주소를 할당
– P-GW는 S-GW들 사이의 Switching을 도와주는 역할
– UE별로 서로 다른 QoS 정책(우선순위, 대역폭 제어등의 행위를 수행)을 적용
– 각 가입자 별로 언제 접속했고, 얼마나 데이터를 사용했고, 얼마동안 접속했는지 등의 이력을 P-GW가 모두 생성/관리하고,
그 데이터를 CDR (Charging Data Record) 형태로 OFCS로 전달하는 것입니다.
* 사용자 데이터는 UE <> eNB <> S-GW <> P-GW를 통해 Internet과 통신합니다.
즉, 다른 Network Element들은(ex. MME, PCRF등) 사용자 데이터가 지나가지 않습니다.
* Accounting Data란?
대표적으로 상햐향 트래픽 양(# of bytes, # of packets), 접속 시간등을 이야기 함.
– 역할 정리
> IP 라우팅 및 Forwarding
> Per-SDF / Per-User 기반 패킷 Filtering
> UE IP 주소 할당
> 3GPP와 non-3GPP 간 Mobility Anchoring
> PCEF 기능
> Per-SDF / Per-User 과금
MME (Mobility Management Entity)
LTE 망의 두뇌 역활을 합니다.
– HSS와 S6a Interface를 통해 사용자 인증 및 로밍 기능 제공(EPS-AKA 프로토콜을 사용)
UE를 인증하기 위한 Key 정보는 HSS에 들어있고, 이 Key 정보를 HSS로 부터 받아서 UE 인증을 수행합니다.
– EPS 베어러를 관리
EPS 베어러 생성 / 변경 / 해제 등의 행위에 관여
* EPS 베어라란?
쉽게 말해서 UE <> eNB <> S-GW <> P-GW를 통해 Internet과 통신을 한다고 말씀드렸는데,
– 가입자의 Mobility 상태를 관리
현재 UE가 망에 연결되어 있는지, 연결되어 있지 않는지, 연결되어 인터넷을 사용하는지 아니면 사용하고 있는 않은지(Idle state)등의 상태를 관리
– ECM 및 EMM 상태 관리
– NAS Signaling (EMM, ESM, 보안)
HSS (Home Subscriber Server)
각 UE별로 인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일을 가지고 있는 중앙 DB입니다.
가입자 프로파일 : 각 가입자가 가입한 서비스 상품에 맞는 QoS 등급 정보(우선순위, 최대 사용 가능 대역폭 등)
인증을 위한 Key 정보와 가입자 프로파일은 UE가 LTE망에 접속할때 HSS에서 MME로 전달 후
MME가 UE에 대한 인증도 수행하고 가입자 프로파일(QoS 정보)을 기반으로 EPS 베어러를 생성하도록 합니다.
PCRF (Policy and Charging Rule Function)
UE별로 정책(Policy)와 과금(Charging)에 대한 룰(Rule)을 정하는 장비입니다.
Policy와 Charging 정보들이 PCRF에서 P-GW로 전달되고, P-GW는 PCRF가 준 정보를 기반으로 UE에 대한 제어(QoS, Charging)을 수행.
정책(Policy) : UE가 사용할 QoS 정보
과금(Charging) : Offline 과금을 할 건지 Online 과금을 할 것인지에 대한 정보
SPR (Subscriber Profile Repository)
UE별 Policy 및 Charging 룰에 대한 정보들이 저장되는 DB 장치 (PCRF에서 필요 시 데이터 가져 감)
OCS (Online Charging System)
한달 요금량이 초과되면, 데이터 사용을 제한하거나 과금 계산을 해야 합니다.
이를 위한 시스템을 OCS라고 보시면 되고, 실시간 사용량은 P-GW에서 관리하고, 그 정보를 OCS로 전달해 주면 OCS가 남은 사용량(Balance or Credit)을 판단 후,
제공량이 초과하는 경우 P-GW에 그 사실을 통보 합니다.
OFCS (Offline Charging System)
P-GW가 전달해 주는 CDR을 받아 관리하는 장비
PDN (Packet Data Network)
PDN = Internet = IP Network으로 우리가 흔히 쓰는 인터넷을 생각하시면 됩니다.
또는, VoIP / HD Voice 등을 사용하는 경우 사용하게 되는 Network입니다.
출처 : http://victor8481.tistory.com/167
LTE 네트워크 구조
요즘 이동통신의 화두는 당연 LTE이죠. 국내 통신 3사에서도 각종 언론을 통해 “LTE”란 기술 용어를 브랜드화여 일반인에게 노출하고 있습니다. 그래서 오늘은 LTE를 구성하는 네트워크 장비 요소(NE: Network Element)들에 대해서 간단히 살펴 보도록 하겠습니다.
아래 그림은 LTE NRM(Network Reference Model) 즉, LTE 네트워크 구조를 도식화 한 것입니다.
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