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    LTE达人的EPC学习指南     作者 LTE学习大使孙宇彤(微信关注

 页码1    发表日期16-03-23    已修改16-03-24

  一直以来,我都有一个观点,就是如果要想成为一个完整的LTE技术人、一个完善的LTE技术人,EPC是必不可少的技术拼图。

  LTE人该怎么学习EPC,从而了解和理解EPC呢?

  首先,推荐大家准备三本书:《EPC原理与实践》、《深入浅出4G网络》以及《LTE教程:机制与流程》。前两本书是从EPC的角度,后一本书是从无线网的角度,内容各有所长,是帮助大家了解和理解EPC的最好助手。

  不过,在开始阅读这三本书之前,我先给大家领略一下EPC的风采,这样学起来更畅快。

  EPC的关键字是三大域,这三大域就是CS电路交换、PS分组交换以及IMS多媒体,EPC就是围绕三大域展开的。

  如果想简单理解域,可以把域想象成一间房子,而房子里面的家具,就可以看成域中的网元了。

  相较无线网,核心网最显著的特点就是网元的种类多,就像房间里面有桌子、椅子、柜子和床一样,少于4种都不方便。而无线网的网元,种类就很少了,你理解为地砖就行了。

  网元之间需要交流,网元种类一多,接口种类就更多了。因此,学习EPC,首要的就是把握各种网元和接口的功能。

  当然,对LTE人来说,最重要的还是要理解业务的具体流程,也就是信息流涉及哪些网元,会交流哪些内容,先后顺序是怎样的。

  除此之外,要想学好EPC,你还得知道这三大域的来龙去脉,比如CS域历史最悠久,PS域最重要,而IMS域又是怎样咸鱼翻身的,这样你才能理解EPC。

  后续的内容将分网元、接口和流程三个方面来介绍EPC。

 页码2    发表日期16-03-24    已修改16-04-05

一、网元篇

  接下来,我们看三大域的网元,先从CS域开始。

  【CS的网元】
   CS域虽然在LTE网络中已经不复存在,但是在2G、3G网络中依然不可或缺,而且CSFB这个技术也与CS域紧密相关,因此我们还是需要简单地了解一下CS域。

   很多人应该学过GSM的核心网,那么MSC、VLR、HLR这些网元的作用就不解释了。至于3G网络中将MSC拆为MSC-S和MGW,一个处理信令,一个处理业务,分工合作,也算是开风气之先。

  【PS的网元】
   PS域是LTE网络的顶梁柱,LTE的PS域就是EPC,自然是要大书特书的。不过在讲LTE的PS域之前,还得先讲PS域的发展史,毕竟EPC也不是从石头缝里面蹦出来的。

   PS域的发展史在《EPC原理与实践》的第一章中讲得很清楚,大家到时仔细看。这里只讲两大网元SGSN以及GGSN,这两大网元都是一把抓:一个负责对内,一个负责对外,在2G和3G网络中赫赫有名。

  到了4G时代,EPC来了个拆分重组,把SGSN拆为MME和SGW,GGSN改造为PGW。MME和SGW的关系,类似于CS域的MSC-S和MGW,一个处理信令,一个处理业务,分工合作,也算是有样学样。更绝的是,很多地方的SGW和PGW合设为一套设备,减少了网元的层次,类似与以前MSC和VLR的合设。

  附带说一下,虽然不会与基站打交道,PCRF、HSS和DNS都是PS域非常重要的网元,而且对终端而言都是举足轻重的。其中DNS这个网元是被很多参考书忽略的,不过你要是读过《深入浅出4G网络》,就会发现DNS也不是跑龙套的,值得写一笔。

  【IMS的网元】
   最后讲IMS。要是没有VoLTE,IMS域现在还待在冷宫中。所以,IMS域需要对VoLTE感恩戴德,但是学EPC的人未必会觉得这是件好事:因为IMS域网元很多,又多了很多负担。

   比如,IMS里面有MRFC、CSCF等网元,而CSCF又分为i-CSCF、P-CSCF、S-CSCF。其中最关键的网元是S-CSCF,类似于MME的角色。

  LTE人要理解IMS,只要把握IMS其实是另外一套PDN,对EPC来说,是需要通过PGW去链接的外部网络就行了。

  总之,如果不是重点处理VoLTE的人,IMS域的内容还是一笔带过的好。

 页码3    发表日期16-03-24    已修改16-04-05

二、接口篇
   前面说过EPC就是LTE网络的PS域,因此接下来就简单介绍一下EPC的一些接口。

  【S1接口】
   对核心网来说,S1接口可能是很多种接口之一,但是对LTE人来说,这就是天字号第一接口,因为基站与核心网连接,全靠这个接口。

   LTE的技术制定者也很懒惰,居然不愿意为这样的接口多想几个名称,于是基站与MME叫S1接口,基站与SGW还叫S1接口。我们只好加个后缀,用S1-MME以及S1-U来区分两大接口。

   有个好玩的问题是哪个S1接口更重要?我认为是S1-MME,毕竟管理以及信令是优先的。

   S1接口是基于IP的,协议栈也是蛮简单的。协议栈在空中接口中也有,应该不是个新鲜玩意了,这里就不展开了。

   值得注意的是,S1接口通常都是可用的,不像空中接口等业务来了才会要建立,这是有线环境与无线环境一个本质上的差别。

   【其他接口】
   核心网还有一大堆接口,不过由于基站看不到,通常我们也就没有必要深究了。

   不过,如果你是个好学的人,那么知道MME与HSS之间的S6a接口、MME与SGW之间的S11接口以及SGW与PGW的S5/S8接口应该是必须的,这样下一个单元的内容:业务流程,就容易掌握了。

   当然,如果你还知道诸如S5与S8接口的应用场景、GTP和Diameter协议的作用的话,在核心网人面前,形象会更高大上一些。

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三、流程篇
  说起来,网元与接口都是为学流程打基础的,LTE人想了解EPC,最重要的目的还是想掌握端到端的流程。

  既然讲到端到端的流程,《LTE教程:机制与流程》是不能不读的,咱们得先明白无线侧的流程呀,这是前提。 还有一个好处是,《LTE教程:机制与流程》讲流程是由浅入深,学起来方便。

  按《LTE教程:机制与流程》的分类,流程包括位置更新、附着、收发数据、切换和释放五大流程。

  学习的时候,我建议是三本书在手上,先看《LTE教程:机制与流程》,比如是位置更新流程,看完之后,肯定会发现《LTE教程:机制与流程》在核心网流程这块一笔带过。

  于是再打开《深入浅出4G网络》,找到位置更新流程,研究一下核心网是怎么实现这个流程的:有哪些网元参与、顺序是什么、交流些什么。

  最后用《EPC原理与实践》来收尾,还能了解一些EPC设备和维护方法,到时与核心网的人讨论时,共同语言会比较多一些。

  总之,只要以终端的业务承载为核心,三本书在手上,从全貌到细节,端到端的流程想不学好也难。

延伸阅读
 什么是EPC?
 LTE达人的EPC学习指南

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