Преимущества:

• Разгрузка базовых станций. Сейчас, например, очень часто встречается ситуация, когда одна и та же базовая станция работает на передатчиках в диапазоне 800 и 2600 МГц. Все абоненты с новыми устройствами сидят на 2600. 800 почти пустой. Эта простаивающая мощность может быть распределена на абонентов, в качестве дополнительной полосы к их уже открытом соединению.

• Ускорение мобильного интернета. Учитывая расширение полосы и появление secondary-cell для абонента, будет расти скорость соединения и его стабильность. Особенно – в сложных условиях при загрузке соты.

• Увеличение проникновения сигнала. Диапазон 800 МГц чисто физически отличается лучшей проникающей способностью, по сравнению с диапазоном 2600 МГц. Так что теперь, внутри помещения, где ранее вы видели только сигнал GSM 900, появляется вероятность поймать сеть LTE 800.

• Увеличение стабильности соединения. Сейчас абонентов распределят между сотами только в случае перегрузки конкретного диапазона. В LTE-A распределение будет делаться сразу, что позволит существенно оптимизировать нагрузку. Очень грубый пример: было две физических соты со своими интерфейсами, теперь они объединены в одну виртуальную с общим интерфейсом.

Архитектура сети lte

LTE изначально разрабатывалась как система с коммутацией пакетов, и ее целью является предоставление возможности установления IP соединений между абонентскими станциями (User Equipment, UE) и сетью передачи данных (Packet Data Network, PDN). Под термином LTE понимается технология радио доступа, под термином EPC ( Evolved Packet Core) понимается опорная сеть оператора. Вместе LTE и EPC образуют EPS (Evolved Packet System). EPS использует концепцию EPS потоков (EPS bearers), чтобы обеспечить доставку IP пакетов между шлюзом (gateway, GW) и PND к UE. Каждый поток - это поток IP пакетов с определенными параметрами качества обслуживания (Quality of Service, QoS) на участке между GW и UE. Для одного пользователя может быть создано несколько EPS потоков, чтобы предоставлять различные QoS (например, VoIP и FTP потоки) или чтобы предоставить соединения к различным PDN.

Рис. 6 основные элементы структуры SAE

Основные элементы сети:

• PDN Gateway (P-GW)

• Serving Gateway (S-GW)

• Mobility Management Entity (MME)

MME (Mobility Management Entity) MME является контрольным узлом, через который проходит весь сигнальный трафик между UE и Core Network (CN). Протоколы, которые используются для передачи контрольного трафика между UE и CN, известны как NAS (Non-Access Stratum). Функции, выполняемые MME, делятся на следующие два множества:

• Управление потоками (Bearer Management). К данной функции относится уровень управления сессиями (session management layer) протокола NAS, в рамках которого осуществляется создание, поддержание и удаление потоков.

• Управление подключениями (Connection Management) В рамках этой функциональности находится подключение абонентов к сети и создание правил шифрация и кодирования между UE и сетью. Эти действия выполняются на уровне подключений или управления мобильностью протокола NAS.

S-GW (Serving Gateway) Все IP пакеты, которые относятся к UE передаются через S-GW, который является анкерным для потоков данных, когда UE перемещается между различными базовыми станциями (eNodeB). Кроме этого, S-GW хранит всю информацию о потоках UE, когда UE находится в холостом режиме (idle mode). Также S-GW временно накапливает данные, отправленные к UE, пока MME запускает процедуру пейджинга (paging) UE, чтобы создать потоки (на радио канале) для отправки данных на UE. Кроме перечисленных функций, S-GW осуществляет еще и некоторые административные функции в визитной сети. Например, сбор информации для осуществления списаний по счету. (PDN Gateway) Функции P-GW заключаются в выделении IP адреса для UE, соблюдении параметров QoS и осуществлении списаний по счету на основе набора правил, полученных из PCRF (Policy Control and Charging Rules Function). Также P-GW осуществляет фильтрацию поступающих IP пакетов в различные клиентские потоки с конкретным набором параметров QoS при этом используются TFT (Traffic Flow Templates).

Важная особенность SAE состоит в том, что пользовательские данные могут пересылаться между базовыми станциями непосредственно, причем как с помощью проводной, так и беспроводной связи (интерфейс Х2). Это особенно важно при хендовере, для быстрого бесшовного переключения пользователя между БС. Разумеется, допустимо передавать данные между БС и через шлюзы транспортной IP-сети. Возможность непосредственной беспроводной передачи данных между БС фактически означает, что в архитектуре SAE заложена функциональность mesh-сети.

Рис. 7 Архитектура SAE

Огромное внимание в документах 3GPP Release 8 уделено обеспечению качества сервиса, выбору сети и использованию идентификационных данных. Появление многомодовых терминалов, предназначенных, для работы в сетях Wi-Fi и сотовой связи, позволяет обслуживать абонентов с применением разных вариантов доступа. В этой связи в SAE предусмотрены механизмы выбора наиболее удобной инфраструктуры для предоставления услуг, необходимых абоненту.

Разработчики SAE отметили, что предложенные ими архитектурные изменения позволят значительно уменьшить задержки передачи данных, которые особенно критичны для таких приложений, как VoIP. В частности, задержки радиосети при передаче данных пользователя не должны превышать 10 мс (5 мс для коротких IP-пакетов при небольшой сетевой нагрузке). Эти значения, по крайней мере, на 50% лучше аналогичных показателей наиболее совершенных сетей 3G.