5.5 逻辑架构的网络功能分配 & 5.6 用户和控制平面

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5.5 逻辑架构的网络功能分配
如下表所示：清楚的标明了每个节点所能执行的功能

	A/Gb mode -MS	Iu mode MS	A/Gb mode RAN	Iu mode RAN	A/Gb mode SGSN	Iu mode SGSN	Serving GW	GGSN	P‑GW	HLR
网络访问控制:
注册										X
鉴权和授权	X	X			X	X				X
管理控制	X	X	X	X	X	X	X	X	X
消息过滤								X	X
数据包终端适配	X	X
计费数据收集					X	X	X	X	X
运营商决定的人工干预					X	X				X
包的路由和传递
中继	X	X	X	X	X	X	X	X	X
路由	X	X	X	X	X	X	X	X	X
地址转换和映射	X	X		X	X	X	X	X	X
封装	X	X		X	X	X	X	X	X
隧道				X	X	X	X	X	X
压缩	X	X		X	X
加密	X	X		X	X					X
移动性管理:	X	X			X	X	X	X	X	X
逻辑链路管理:
逻辑链路建立	X				X
逻辑链路维护	X				X
逻辑链路释放	X				X
空口资源管理:	X	X	X	X	X

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5.6 用户和控制平面
5.6.1 用户平面（A/Gb模式）
5.6.1.1 MS - P-GW/GGSN
用户平面由一个分层的协议结构来组成的，用来提供用户的信息传递，并伴随着有与之关联的传输控制流程（例如：流控、错误检测、错误纠正、错误恢复）。网络子系统平台的用户平面独立性由来自Gb接口的下层空中接口保持。下面是A/Gb模式使用的用户平面。

Figure 4: User Plane for A/Gb mode and for Gn/Gp


Figure 4a: User Plane for A/Gb mode and for GTP-based S5/S8.
  注释：参考TS23.402，关于基于PMIP的S5/S8接口。用于SGW/PGW的协议栈。
图例：
- GPRS隧道协议用于用户平面（GTP-U）：这个协议将用户数据放入隧道在骨干网络的核心网节点之间进行传递。GPRS隧道协议应该封装所有的PDP PDU。GTP在TS29.060或TS29.274定义。
- UDP承载GTP PDU的协议，不需要一个稳定的数据网络（如IP),提供了针对损坏的GTP PDU的保护。UDP在RFC768中定义。
- IP：解释跳过。
- SNDCP(子网无关独立汇聚协议）：这个传输功能映射网络层的特征到下层协议栈的特征中，在TS44.065描述。
- 逻辑链路控制（LLC）: 这层提供了一个高度可靠的加密的逻辑链路。LLC应该不受下层的空口协议约束，用来以最小的变化来允许可替换的GPRS空口解决方案，以给到NSS。LLC在TS44.064描述。
- 中继：在BSS，这个功能将把LLC层的PDU（Um和Gb接口间）进行中继。在SGSN，这个功能将中继Gb和Gn接口间的PDP PDU，或者是在Gb和S4接口之间。
- BSSGP(BSS GPRS协议）：这一层在BSS和SGSN之间传递路由和QOS相关的信息。BSSGP不执行错误纠正，在TS48.018描述。
-网络服务（NS)：这层传输BSSGP PDU，在TS48.016描述。
- RLC/MAC:这层包含两个功能：radio link control功能提供了一个空口解决方案独立的可靠链路。介质访问控制MAC功能控制空口信道的接入信令（请求和授予）流程，以及将LLC帧映射到GSM物理信道。RLC/MAC在TS44.060定义。
5.6.1.2 核心网节点-核心网节点

Figure 5: User Plane for GTP-based Interfaces between Core Network Nodes
- GPRS隧道协议用于用户平面（GTP-U）：这个协议将用户数据放入隧道在SGSN-GGSN、SGSN-SGW/PGW、SGSN之间传递。
- UDP承载GTP PDU的协议，不需要一个稳定的数据网络（如IP),提供了针对损坏的GTP PDU的保护。UDP在RFC768中定义。

5.6.2 用户平面
5.6.2.1 MS-GGSN用户平面在GERAN的Iu模式下
注释1：Iu模式下的GERAN在TS43.051定义。
注释2：Iu模式下的家庭基站子系统在TS25.467定义。
5.6.2.2 MS-PGW/GGSN用户平面（UTRAN下)

Figure 6a: User Plane with UTRAN for Gn_Gp

Figure 6b: User Plane with UTRAN for Gn_Gp and Direct Tunnel
我的注释：在UTRAN和GGSN之间建立的用户平面的直接隧道因为bypass了SGSN这个节点，使得在端到端传递中，减少了转发和处理延迟，用户体验得到增强。

Figure 6c: User Plane with UTRAN for GTP-based S5/S8

Figure 6d: User Plane with UTRAN for GTP-based S5/S8 and Direct Tunnel
图例：
- 数据包汇聚协议PDCP:这个传输功能将高层特性映射到低层的空中接口协议特征中。PDCP提供了对于高层协议的协议透明性。PDCP支持如IPV4、PPP和IPV6.引入一个新的高层协议应该对空中接口协议不需要做任何改变。PDCP提供了控制信息压缩。在TS25.323定义。
注释：不像A/Gb模式，用户数据压缩在Iu模式不支持，因为数据压缩效率取决于用户数据类型，因为很多应用在传输之前已经压缩过数据。在PDCP层很难去检查数据的类型，压缩所有用户数据要求太多的处理。
- GPRS用户平面GTP-U:这个协议将用户数据封装进隧道在UTRAN和3G-SGSN，GSN核心网节点之间传递。GTP应该封装所有PDP PDU。GTP在TS29.060描述。
- SGSN控制用户平面隧道建立和可以协助在UTRAN和GGSN之间建立隧道参考图例6b或UTRAN和SGW的直接隧道参考图例6d。
- UDP/IP:这是骨干网网络协议用来用户数据和控制信令的路由。
- RLC:RLC协议提供了空中接口的逻辑链路控制。每个MS都允许有多个同时进行的RLC链路。每个链路由一个Bearer ID标识。RLC在TS25.322定义。
- MAC：MAC协议控制空口信道的接入信令（请求和授予）流程。在TS25.321定义。

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5.6.3 控制平面
   控制平面由控制和支持用户平面功能的协议组成：
- 控制GPRS网络接入连接，例如附着到和去附着GPRS网络；
- 控制一个已经建立的网络接入连接的属性，例如一个PDP地址的激活；
- 控制一个已经建立的网络连接的路由路径，为了支持用户的移动性；和
- 控制网络资源的分配来满足用户需求的变化。
下列控制平面将用于A/Gb模式和Iu模式除非特别说明。
5.6.3.1 MS-SGSN(A/Gb模式）

Figure 7: Control Plane MS - SGSN in A/Gb mode
图例：
- GPRS移动性管理和会话管理(GMM/SM)：这个协议提供了移动性管理功能例如GPRS附着、GPRS去附着、安全、RA更新、LA更新、PDP上下文激活、PDP上下文去激活等。这些在章节“移动性管理功能”和“PDP上下文激活、修改、去激活和保持功能”中描述。
5.6.3.2 MS-SGSN(Iu模式）
注释1：Iu模式的GERAN控制平面在TS43.051中描述。
注释2：Iu模式的家庭基站子系统的控制平面在TS25.467描述。

Figure 8: Control Plane MS - SGSN in Iu mode
图例：
-Iu模式移动性管理和会话管理（GMM/SM)：GMM支持移动性管理功能如附着、去附着、安全、RA更新在章节“移动性管理”描述。SM支持PDP上下文激活和PDP上下文去激活，在章节“PDP上下文激活，修改，去激活以及保持功能”描述。
-SMS支持手机发起和手机接收的短信服务，在TS23.040描述。
-无线接入网络应用协议（RANAP)：这个协议封装和承载高层信令，处理3G-SGSN和Iu模式RAN之间的信令，管理Iu接口的GTP连接。在TS25.413定义。RANAP以下层在TS25.412和TS25.414定义。
-RLC：RLC协议为高层信令消息和短信的传输提供了空中接口的逻辑链路控制。在TS25.322定义。
5.6.3.3 GN_Gp-SGSN  --- HLR

Figure 9: Control Plane Gn_Gp-SGSN ‑ HLR
图例：
-移动应用部分：这个协议支持和HLR的信令交互，在TS29.002定义。
-TCAP和SCCP是相同的用来支持CS PLMN下的MAP信令协议。
-信令承载在TS29.202描述。
5.6.3.4 SGSN - MSC/VLR

Figure 10: Control Plane SGSN ‑ MSC/VLR
图例：
-BSS应用部分+(BSSAP+): BSSAP流程的子集，支持SGSN和MSC/VLR之间的信令，在“移动性管理功能”章节和TS29.018描述。对低层的要求在TS29.016描述。
5.6.3.5 SGSN-ELR

图例：
- MAP:这个协议支持SGSN和EIR之间的信令，在章节“身份检查流程”章节描述。
5.6.3.5a S4-SGSN ---  EIR

图例：
- Diameter：这个协议支持S4-SGSN和EIR之间的MS身份检查流程。在章节“身份检查流程”描述。Diameter在RFC3588定义。
- SCTP: 这个协议传输信令消息。SCTP在RFC2960定义。

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5.6.3.6 SGSN - SMS/GMSC 或 SMS-IWMSC

Figure 12: Control Plane SGSN ‑ SMS‑GMSC and SGSN ‑ SMS‑IWMSC
图例：
-MAP:这个协议用于SGSN和SMS-GMSC或SWS-IWMSC的信令交互，在“点到点短信服务”章节描述。
5.6.3.7 核心网节点 ---   核心网节点

Figure 13: Control Plane for GTP-based Interfaces between Core Network Nodes
图例：
- GPRS隧道协议控制平面（GTP-C)：这个协议封装SGSN和GGSN之间、SGSN和SGW之间、SGW和PGW之间、SGSN之间的信令消息到隧道中在骨干网络传递。
- UDP: 这个协议在GSN之间传输信令消息。在RFC768中定义。
5.6.3.8 GGSN-HLR
注释：这个接口当UE由S5/S8接口服务时不支持。
  这个可选的信令路径允许GGSN来和HLR交换信令信息。这又两个可选方法来实现这条信令路径。
- 如果在GGSN上安装有一个SS7的接口，那可以在GGSN和HLR之间使用MAP协议。
- 如果在GGSN上没有安装SS7接口，和GGSN在同一个PLMN下的其他任何一个包含有SS7接口的GSN节点，都可以用于作为GTP-2-MAP的协议转换器来允许在GGSN和HLR之间传递信令。
5.6.3.8.1 基于MAP的GGSN --- HLR信令

Figure 14: Control Plane GGSN ‑ HLR Using MAP
图例：
-MAP: 这个协议支持和HLR的信息交互，在“网络侧发起的PDP上下文激活流程"中描述。
5.3.6.8.2 GTP和基于MAP的GGSN --- HLR 信令

Figure 15: Control Plane GGSN ‑ HLR Using GTP and MAP
图例：
- GPRS隧道协议控制平面（GTP-C)：这个协议将GGSN和执行协议转换的GSN节点之间的信令封装到隧道中在骨干网络中传递。
- 互操作： 这个功能提供了GTP和MAP在GGSN和HLR之间的信令互操作功能。
5.6.3.9 S4-SGSN ---- HSS


Figure 15a: Control Plane S4-SGSN ‑ HSS
图例：
- 基于Diameter的APP：Diameter Base Potocol在RFC3588定义。Apps是不同的基于Diameter的应用，用于SGSN和HSS间必要的操作。
- SCTP: 这个协议通过内置的冗余机制保证SGSN和HSS之间的上层数据报文的分发。
注释：在6.4章节中指明，在S4-SGSN和HSS之间，接口是基于Diameter的，然而，为了帮助完成SGSN上的转变，并不排除在S4-SGSN和HSS之间使用基于MAP的Gr接口。

bitgogo

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