选LTE混合组网系统设备技术要求SGW试行 ln.docx
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选LTE混合组网系统设备技术要求SGW试行ln
LTE（混合组网）系统设备技术要求-SGW（试行）
中国电信集团公司发布
目次
1
2前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。
《LTE（混合组网）系统设备技术要求-SGW》是LTE（混合组网）系列设备技术规范之一，该系列技术规范的结构和名称预计如下：
a）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-FDD分布式基站》
b）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-FDD宏基站》
c）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-FDD小基站》
d）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-TDD宏基站》
e）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-TDD分布式站》
f）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-天线》
g）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-MME》
h）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-SGW》
i）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-PGW》
j）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-HSS》
k）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-3GPPAAA》
l）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-DRA》
m）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-CG》
n）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-eHRPDHSGW》
o）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-eHRPDeAN》
p）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-PCRF/SPR》
q）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-PCEF》
r）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-BBERF》
s）《LTE（混合组网）系统设备技术要求-DNS的增补要求》
t）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-FDDUu接口》
u）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-TDDUu接口》
v）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-X2接口》
w）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-S1接口》
x）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-S5/S8/S10/S11接口》
y）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-S6a/S13接口》
zz）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-eHRPD空中接口》
aa）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-eHRPDA接口》
bb）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-eHRPDSTa/Pi*/SWd/SWx/S6b接口》
cc）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-eHRPDS2a接口》
dd）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-Gx接口》
ee）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-Gxa接口》
ff）《LTE（混合组网）系统接口技术要求-Rx接口》
本标准基于3GPPR9制定。
本标准替代标准编号为2013SX-021的《中国电信LTE/EPC系统设备技术要求-SGW》。
本标准由中国电信集团公司提出并归口。
本标准起草单位：
本标准由中国电信集团公司技术部组织制定，中国电信股份有限公司北京研究院起草。
本标准主要起草人：
李昆仑、毛聪杰。
本标准于2013年04月首次发布，本次为第1次修订。
LTE（混合组网）系统设备技术要求－SGW
1范围
本规范规定了EPS网络核心网设备S-GW的功能、接口、计费、操作维护、机械和环境、电源和接地、安全等方面的要求。
本规范适用于中国电信EPC网络的测试和建设，为EPCS-GW设备招标提供技术依据。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
3GPPTR23.882"3GPPsystemarchitectureevolution（SAE）:
Reportontechnicaloptionsandconclusions".
3GPPTS23.401"GeneralPacketRadioService（GPRS）enhancementsforEvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork（E-UTRAN）access".
3GPPTS23.402Architectureenhancementsfornon-3GPPaccesses
3GPPTS23.203Policyandchargingcontrolarchitecture
3GPPTS29.212PolicyandchargingcontroloverGxreferencepoint
3GPPTS29.213PolicyandchargingcontrolsignallingflowsandQualityofService（QoS）parametermapping
3GPPTR23.251“Networksharing;Architectureandfunctionaldescription”
3GPPTS29.281“GeneralPacketRadioService（GPRS）TunnellingProtocolUserPlane（GTPv1-U）”
3GPPTS29.274“GeneralPacketRadioService（GPRS）TunnellingProtocolforControlPlane（GTPv2-C）”
3GPPTS32.295“Telecommunicationmanagement;Chargingmanagement;ChargingDataRecord（CDR）transfer”
3GPPTS32.298“Telecommunicationmanagement;Chargingmanagement;ChargingDataRecord（CDR）parameterdescription”
3缩略语
下列缩略语适用于本部分。
ACR
AccountingRequests
计费请求
AF
ApplicationFunction
应用功能
APN
AccessPointName
接入点名
AMBR
AggregateMaximumBitRate
聚合的最大比特速率
ARP
AllocationandRetentionPriority
分配和保留优先级
BGP
BorderGatewayProtocol
边界网关协议
BFD
BidirectionalForwardingDetection
双向转发检测
C-ID
Charging-Identity
计费标识
CDF
ChargingDataFunction
计费数据功能
CDR
CallDetailRecord
呼叫详细记录
CG
ChargingGateway
计费网关
CGF
ChargingGatewayFunction
计费网关功能
CTF
ChargingTriggerFunction
计费触发功能
DNS
DomainNameServer
域名服务器
DSCP
DifferentiatedServicesCodePoint
差分服务代码点
EPC
EvolvedPacketCore
演进的分组核心网
EPS
EvolvedPacketSystem
演进的分组系统
E-UTRAN
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork
演进的通用陆地接入网
FE
fastEthernet
快速以太网
GBR
GuaranteedBitRate
可保证的比特率
GE
GigabitEthernet
千兆以太网
GPRS
GeneralPacketRadioService
通用分组无线业务
GTP
GPRSTunnelProtocol
GPRS隧道协议
GTP-U
GPRSTunnellingProtocolforUserPlane
用户面的GTP隧道协议
HSS
HomeSubscriberServer
归属签约用户服务器
H-PCRF
HomePCRF
归属PCRF
HPLMN
HomePLMN
归属陆地移动通信网
IMS
IPMultimediaSubsystem
IP多媒体子系统
IMSI
InternationalMobileSubscriberIdentity
国际移动用户识别码
IP
InternetProtocol
互联网协议
IPv4
InternetProtocolversion4
互联网协议版本4
IPv6
InternetProtocolversion6
互联网协议版本6
MBR
MaximumBitRate
最大比特速率
MCC
MobileCountryCode
移动国家号码
MME
MobilityManagementEntity
移动管理实体
MNC
MobileNetworkCode
移动网号
MS
MobileStation
移动台
MSISDN
MobileSubscriberISDNNumber
移动用户ISDN号码
MTBF
MeanTimeBetweenFailures
平均故障间隔时间
NAS
NetworkAccessServer
网络接入服务器
NTP
NetworkTimeProtocol
网络时间协议
PCEF
PolicyandChargingEnforcementFunction
策略和计费执行功能
PCRF
PolicyandChargingControlFunction
策略及计费控制功能
PDN
PacketDataNetwork
分组数据网
PDU
ProtocolDataUnit
协议数据单元
PLMN
Publiclandmobilenetwork
公众陆地移动网
P-GW
PDNGateway
分组数据网网关
PMIP
Proxy-MobileIP
代理移动IP
QCI
QoSClassIdentifier
QoS级别标识符
QoS
QualityofService
业务质量
RAT
RadioAccessType
无线接入类型
RIP
RoutingInformationProtocol
路由协议
S-GW
ServingGateway
服务网关
TAI
TrackingAreaIdentity
追踪区域标识
TCP
TransmissionControlProtocol
传输控制协议
TEID
TunnellingEndpointIndentification
隧道端点标识符
TFT
TrafficFlowTemplate
业务流模板
UDP
UserDatagramProtocol
用户数据报协议
UE
UserEquipment
用户设备
UMTS
UniversalMobileTelecommunicationsSystem
通用移动通讯系统
VLAN
VirtualLocalAreaNetwork
虚拟局域网
V-PCRF
VistedPCRF
拜访PCRF
VPLMN
VisitedPublicLandMobileNetwork
拜访公共陆地移动通信网
VRF
VirtualPrivateNetworkRoutingorForwardinginstance
虚拟专用网路由或前转关联
4LTE+eHRPD网络参考模型
LTE+eHRPD网络由演进的UMTS陆地无线接入网络（E-UTRAN），移动性管理设备（MME），服务网关（S-GW），PDN网关（P-GW）、增强型AN（eAN）、HRPD服务网关（HSGW）、3GPPAAAServer以及用于存储用户签约信息的的HSS等组成。
LTE+eHRPD网络可配合PCRF实现计费和策略控制功能。
中国电信的LTE+eHRPD网络参考模型如图1所示。
图1LTE+eHRPD网络参考模型
网络管理实体（MME）的主要功能是NAS信令及安全，跟踪区域（TrackingArea）列表的管理，P-GW和S-GW的选择，跨MME切换时对于MME的选择，鉴权，漫游控制以及承载管理，EPS接入网络节点之间的移动性管理等。
服务网关（S-GW）是面向eNodeB终结S1-U接口的网关。
S-GW对基于GTP和PMIP的S5/S8接口可以提供的主要功能有当eNodeB间切换时作为本地锚定点并协助完成eNodeB的重排序功能，合法侦听以及数据包的路由和前转，根据每个UE，PDN和QCI的上行链路和下行链路的相关计费等。
PDN网关（P-GW）是面向PDN终结于SGi接口的网关。
如果UE访问多个PDN，UE将对应一个或多个P-GW。
P-GW对基于GTP和PMIP的S5/S8提供的主要功能有基于用户的包过滤，合法侦听，UE的IP地址分配，在上行链路中进行数据包传送级标记，上下行服务等级计费以及服务水平门限的控制，基于业务的上下行速率的控制。
P-GW还提供仅基于GTP的S5/S8接口的主要功能有上下行链路承载绑定，上行链路绑定校验等。
HSS是用于存储用户签约信息的数据库，网络中可以包含一个或多个HSS。
HSS负责保存跟用户相关的信息，例如用户标识、编号和路由信息、安全信息、位置信息、概要（Profile）信息等。
策略和计费控制单元（PCRF）终结于Rx接口和Gx接口，在非漫游场景时，在HPLMN中只有一个PCRF跟UE的IP-CAN会话相关；在漫游场景并且业务流是本地疏导时，可能会有两个PCRF跟一个UE的IP-CAN会话相关，例如H-PLMN中的H-PCRF和V-PLMN中的V-PCRF。
HSGW为UE路由其需要发送或者接收的分组数据业务。
同时，HSGW会建立、维护和终止与UE的链路层会话。
HSGW为UE提供互联互通相关的架构性和协议性功能（参见TS23.402），这些功能包括：
支持移动性、支持策略控制和计费、支持接入鉴权和漫游等。
HSGW还支持基于S2a（PMIPv6）接口的跨HSGW的切换，并且支持传递和不传递HSGW上下文的两种切换模式。
3GPPAAA负责对从eHRPD网络接入的用户进行认证。
3GPP2AAAProxy仅仅作为鉴权操作以及其他相关操作的代理设备（Proxy）。
图中涉及的网络接口参考点如下：
•S1-MME：
eNodeB和MME间控制平面的参考点，用于控制UE和网络间的E-RAB和连接以及NAS消息的透明传送。
•S1-U：
eNodeB和S-GW间用户平面的参考点，用于通过隧道来传送eNodeB和S-GW间的用户平面数据。
•S5：
位于S-GW和P-GW间，用于S-GW和P-GW分设时，提供用户平面隧道和隧道管理功能。
•S6a：
信令面接口，位于MME和HSS间，用于交换用户的位置信息和签约信息。
•Gx：
位于PCRF和P-GW中的PCEF间，用于计费控制和策略控制信息的传递。
•Gxa：
位于PCRF和HSGW中的BBERF之间，用户从PCRF到BBERF传递QoS策略和计费规则的能力，以及BBERF向PCRF上报事件。
•S8：
位于VPLMN中S-GW和HPLMN中P-GW间，功能与S5接口相似。
•S9：
位于H-PCRF和V-PCRF间，用于传递用户漫游时跟PCC相关的信息。
•S10：
位于MME间，用于传递MME重定位和MME之间的信息。
•S11：
位于MME和S-GW间，用于移动性管理和承载管理。
•S13：
位于MME和EIR间，用于检查用户的IMEI标识是否合法。
•SGi：
位于P-GW和分组数据网络间，用于给用户提供接入外部数据网的通道。
•Rx：
位于AF和PCRF之间，用于把AF的应用层会话信息传递给PCRF。
•Pi*：
位于HSGW和3GPP2AAAProxy之间。
用于cdma2000eHRPD用户的鉴权和授权功能，用户重鉴权和重授权功能以及HSS/AAA主动发起的用户去活。
•S101（可选）：
完成预注册、会话维护和eNodeB与cdma2000eHRPD网络之间的激活切换。
cdma2000eHRPD和eNodeB之间的消息在S101接口上透明转发。
用于LTE和eHRPD之间的优化切换。
•S103（可选）：
存在于S-GW和HSGW之间，用于转发从eNodeB到cdma2000eHRPD的下行数据。
S103接口隧道通过S11接口创建，每个UE每个PDN建立一个S103转发隧道。
用于LTE和eHRPD之间的优化切换。
•S6b：
位于P-GW和3GPPAAAserver/proxy之间，在cdma2000eHRPD接入时，更新P-GW的地址到HSS，从而实现cdma2000eHRPD与eNodeB切换时P-GW的地址不发生变化；并且P-GW可以用该接口来可选的获取移动性相关的参数和静态的QoS设置（在不支持动态PCC的情况下）。
•STa：
位于HSGW和3GPPAAA或者3GPPAAAProxy之间，完成cdma2000eHRPD用户的鉴权和授权功能，用户重鉴权和重授权功能以及HSS/AAA主动发起的用户去活。
•SWd：
位于3GPPAAAServer和3GPPAAAProxy之间，完成VPLMN和HPLMN之间的信令转发。
•SWx：
位于3GPPAAA和HSS之间，完成对用户的鉴权和授权，更新P-GW的地址到HSS,获取用户的移动参数，更新用户数据。
5S-GW设备功能要求
5.1会话管理
S-GW应支持EPS承载管理功能，包括EPS承载的建立、修改和释放。
具体包括以下流程：
1）EPS承载建立
•UE发起的Attach过程中，建立到默认APN的默认承载；
•UE发起的承载资源修改，建立专有承载；
•网络侧发起的EPS承载的激活，建立专有承载；
•UE请求多PDN连接建立过程中，建立默认承载。
2）EPS承载的修改
•P-GW发起的承载修改，承载的QoS发生了变化，包括修改QoS参数和APN-AMBR；
•P-GW发起的承载修改，承载的QoS没有发生变化，主要是修改TFT；
•UE发起的承载资源修改，修改专有承载；
•HSS中的签约数据变化，触发MME发起承载修改，包括修改QCI、ARP、APN-AMBR。
3）EPS承载的释放
•P-GW发起的承载释放；
•MME发起的承载释放；
•UE发起的承载资源修改，释放专有承载；
•UE请求多PDN去连接过程中，删除某个PDN连接的所有承载。
4）网络侧和UE触发的业务请求
S-GW应能存储和处理处于空闲和连接状态下终端的EPS承载上下文，能一一对应地存储上下行数据S1承载和S5/S8承载的映射关系。
在支持非直接前转功能时，源S-GW需要和目的S-GW之间建立临时的GTP-U隧道，用于转发数据。
5.2移动性管理
S-GW能辅助完成以下移动性管理程序：
•基于X2接口的切换；
•基于S1接口的切换；
•跟踪区更新；
•网络侧触发的业务请求；
•S1连接的释放。
5.3路由选择和数据转发功能
S-GW应具有将从上一个节点接收到的数据（GTP-UPDU）转发给路由中下一个节点的功能。
在eNodeB间切换之后，S-GW用户面应发送“endmarker”数据包给源eNodeB，以帮助eNodeB实现重排功能。
S-GW应支持的IPv4路由协议如BGP4、OSPFv2和RIP；IPv6路由协议如RIPng、OSPFv3和BGP6。
5.3.1概述
S-GW应具有将从上一个节点接收到的数据（GTP-UPDU）转发给路由中下一个节点的功能。
5.3.2eNodeB间的切换
在eNodeB间切换时，S-GW作为本地锚定点，在路径转换后立即向源eNodeB发送一个或多个“endmarker”，来协助完成eNodeB的重排序功能。
在发送完带该标记的GTP包后，S-GW就不能再向源eNodeB发送任何数据包了。
5.3.3空闲模式下的下行数据传送
在用户空闲模式下，S-GW能缓存下行数据并发起“网络侧触发的服务请求”流程。
5.4QoS控制
S-GW支持EPS承载的主要QoS参数，S-GW中存储的QoS参数包括QCI、ARP、GBR、MBR和APN-AMBR。
对于APN-AMBR参数，S-GW只做传递，不会根据它做业务限制。
S-GW支持终端和网络侧发起的基于QoS更新的承载修改过程。
S-GW应能在承载建立/更新过程中，支持根据用户的QoS属性中的ARP参数，进行接入控制，可以拒绝低优先级用户的接入或者降低QoS质量。
（可选）
S-GW可以对使用业务的用户进行QoS控制。
（可选）
S-GW支持对GBR承载实现承载级的MBR带宽管理功能。
S-GW支持基于QCI，来设置GTP传输层的IP头DSCP。
。
S-GW支持配置QCI与QoS参数的映射关系。
S-GW支持IP流量整形。
5.5计费功能
5.5.1计费架构
EPS应支持离线和在线计费功能，其中，S-GW、P-GW需要支持离线计费功能，S-GW需要配合P-GW完成在线计费功能。
EPS的计费系统结构如图2所示。
图2EPS计费系统结构图
S-GW采集到计费信息后，产生CDR，通过Ga接口传递给CG，由其进行话单合并处理后，通过Bx接口传递给计费系统。
图中的CTF产生计费事件，提供计费信息，将计费信息组装成计费事件，并将这些计费事件发送给CDF。
CDF则通过Rf接口从CTF接收计费事件，从而产生相应的CDR。
CTF/CDF在S-GW中实现，Rf接口是设备内部接口。
CGF是CG设备的主要功能实体。
EPS计费架构有以下要求：
a）在IP-CAN承载上下文激活时，P-GW为其分配一个唯一的C-ID，并前转给S-GW，这样将S-GW的CDR与P-GW的CDR关联起来。
计费系统通过这个唯一的ChargingID（C-ID），标识与一个IP-CAN承载上下文相关的所有话单记录。
b）由于数据传输所具备的上下行具备不对称性，对于上行、下行所对应的终端用户发送和接受的数据流量须分别统计。
c）每个IP-CAN承载上下文的计费信息应反映时间信息，如起始时间和持续时长。
d）运营商对计费信息的产生具备一定的主控权，即可以通过在PCN上作配置，让PCN仅产生运营商需要的计费信息。
e）计费话单用IMSI对用户进行标识，MSISDN用于CG进行话单分拣。
f）P-GW产生的P-GW-CDR用于用户计费，S-GW产生的S-GW-CDR用于运营商间漫游用户的费
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