LTE混合组网系统设备技术要求SGW试行.docx

1、LTE混合组网系统设备技术要求SGW试行普通商密中国电信集团公司 发布LTE（混合组网）系统技术要求-S-GWTechnical requirements for LTE (Hybrid Network) Network Equipments-S-GW2013 SX-082中国电信集团公司企业标准目 次12前 言本标准按照GB/T 1.1-2009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)L

2、TE（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-MMEh)LTE（混合组网）系统设备技术要求-SGWi)LTE（混合组网）系统设备技术要求-PGWj)LTE（混合组网）系统设备技术要求-HSSk)LTE（混合组网）系统设备技术要求-3GPPAAAl)LTE（混合组网）系统设备技术要求-DRAm)LTE（混合组网）系统设备技术要求-CGn)LTE（混合组网）系统设备技术要求-eHRPDHSGWo)LTE（混合组

3、网）系统设备技术要求-eHRPDeANp)LTE（混合组网）系统设备技术要求-PCRF/SPRq)LTE（混合组网）系统设备技术要求-PCEFr)LTE（混合组网）系统设备技术要求-BBERFs)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

4、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3GPP R9制定。本标准替代标准编号为2013 SX-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

5、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SGW1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EPC S-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

6、本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。3GPP TR 23.882 3GPP system architecture evolution (SAE): Report on technical options and conclusions.3GPP TS 23.401 General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access.3GPP TS 23.402 Architecture enhanceme

7、nts for non-3GPP accesses3GPP TS 23.203 Policy and charging control architecture3GPP TS 29.212 Policy and charging control over Gx reference point3GPP TS 29.213 Policy and charging control signalling flows and Quality of Service (QoS) parameter mapping3GPP TR 23.251 “ Network sharing; Architecture a

8、nd functional description ”3GPP TS 29.281 “General Packet Radio Service (GPRS) Tunnelling Protocol User Plane (GTPv1-U)”3GPP TS 29.274 “General Packet Radio Service (GPRS) Tunnelling Protocol for Control Plane (GTPv2-C)”3GPP TS 32.295 “Telecommunication management; Charging management; Charging Data

9、 Record (CDR) transfer”3GPP TS 32.298 “Telecommunication management; Charging management; Charging Data Record (CDR) parameter description”3缩略语下列缩略语适用于本部分。ACRAccounting Requests计费请求AFApplication Function应用功能APNAccess Point Name接入点名AMBRAggregate Maximum Bit Rate聚合的最大比特速率ARPAllocation and Retention Pr

10、iority分配和保留优先级BGPBorder Gateway Protocol边界网关协议BFDBidirectional Forwarding Detection双向转发检测C-IDCharging-Identity计费标识CDFCharging Data Function计费数据功能CDRCall Detail Record呼叫详细记录CGCharging Gateway计费网关CGFCharging Gateway Function计费网关功能CTFCharging Trigger Function计费触发功能DNSDomain Name Server域名服务器DSCPDifferen

11、tiated Services Code Point差分服务代码点EPCEvolved Packet Core演进的分组核心网EPSEvolved Packet System演进的分组系统E-UTRANEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network演进的通用陆地接入网FEfast Ethernet 快速以太网GBRGuaranteed Bit Rate可保证的比特率GEGigabit Ethernet千兆以太网GPRSGeneral Packet Radio Service通用分组无线业务GTPGPRS Tunnel ProtocolGPR

12、S隧道协议GTP-UGPRS Tunnelling Protocol for User Plane用户面的GTP隧道协议HSSHome Subscriber Server归属签约用户服务器H-PCRFHome PCRF归属PCRFHPLMNHome PLMN归属陆地移动通信网IMSIP Multimedia SubsystemIP多媒体子系统IMSIInternational Mobile Subscriber Identity国际移动用户识别码IPInternet Protocol互联网协议IPv4Internet Protocol version 4互联网协议版本4IPv6Internet

13、 Protocol version 6互联网协议版本6MBRMaximum Bit Rate最大比特速率MCCMobile Country Code移动国家号码MMEMobility Management Entity移动管理实体MNCMobile Network Code移动网号MSMobile Station移动台MSISDNMobile Subscriber ISDN Number移动用户ISDN号码MTBFMean Time Between Failures平均故障间隔时间NASNetwork Access Server网络接入服务器NTPNetwork Time Protocol网络

14、时间协议PCEFPolicy and Charging Enforcement Function策略和计费执行功能PCRFPolicy and Charging Control Function策略及计费控制功能PDNPacket Data Network分组数据网PDUProtocol Data Unit协议数据单元PLMNPublic land mobile network 公众陆地移动网P-GWPDN Gateway分组数据网网关PMIPProxy-Mobile IP代理移动IPQCIQoS Class IdentifierQoS级别标识符QoSQuality of Service业务质

15、量RATRadio Access Type无线接入类型RIPRouting Information Protocol路由协议S-GWServing Gateway服务网关TAITracking Area Identity追踪区域标识TCPTransmission Control Protocol传输控制协议TEIDTunnelling Endpoint Indentification隧道端点标识符TFTTraffic Flow Template业务流模板UDPUser Datagram Protocol用户数据报协议UEUser Equipment用户设备UMTSUniversal Mobil

16、e Telecommunications System通用移动通讯系统VLANVirtual Local Area Network 虚拟局域网V-PCRFVisted PCRF拜访PCRFVPLMNVisited Public Land Mobile Network拜访公共陆地移动通信网VRFVirtual Private Network Routing or Forwarding instance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

17、）、增强型AN（eAN）、HRPD服务网关（HSGW）、3GPP AAA Server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1 LTE+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（Tracking Area）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

18、/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

19、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

20、供互联互通相关的架构性和协议性功能(参见TS 23.402)，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。3GPP AAA负责对从eHRPD网络接入的用户进行认证。3GPP2 AAA Proxy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

21、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

22、：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3GPP2 AAA Proxy之间。用于cdma2000 eHRPD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cdma2000 eHRPD网络之间的激活切换。

23、cdma2000 eHRPD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cdma2000 eHRPD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3GPP AAA server/proxy之间，在cdma2000 eHRPD接入时，更新P-GW的地址到HSS，从而实现cdma2000 eHRPD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

24、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3GPP AAA或者3GPP AAA Proxy之间，完成cdma2000 eHRPD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3GPP AAA Server和3GPP AAA Proxy之间，完成VPLMN和HPLMN之间的信令转发。SWx：位于3GPP AAA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

25、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；U

26、E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-U PDU）转发给路由中下一

27、个节点的功能。在eNodeB间切换之后，S-GW用户面应发送“end marker”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-U PDU）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“end marker”，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

28、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

29、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2 EPS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

30、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Charging ID（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