Preguntas y Respuestas: SAE/EPS

¿Cuál es la evolución de UMTS más allá de la Versión 7?
¿Qué es SAE o EPS?
¿Cómo se desplegará SAE / EPS?
¿Cuál es la arquitectura de EPS?
¿Qué cambios se introdujeron en la arquitectura con la tecnología EPS y cómo afectan la performance de la red?
¿En qué difiere EPS de la arquitectura central HSPA?
¿Cuáles son los elementos de red básicos de EPS?
¿A qué tecnologías puede dar soporte un sistema EPS?
¿El roaming va a tener soporte de EPS?
,a href="#10">¿Cómo utilizará EPS la tecnología IMS?

¿Cuál es la evolución de UMTS más allá de la Versión 7?

Para asegurar la competitividad de UMTS/HSPA para los próximos diez y más años, dentro de la Versión 8 de 3GPP se está especificando un plan evolutivo de largo plazo basado en tecnología OFDM. Algunas partes importantes de dicha evolución de largo plazo son: menor latencia, mayores velocidades de datos, mayor capacidad y cobertura del sistema, y menores costos generales para el operador dada la necesidad de estar a la altura del rápido aumento del tráfico IP y de mantener una ventaja competitiva en términos de performance y costo. Asimismo, se espera la provisión de servicios 3GPP basados en IP a través de diferentes tecnologías de acceso. Para la evolución futura de la red, también se necesita un mecanismo que dé soporte a la movilidad transparente entre redes de acceso heterogéneas. Con este propósito, en los ítems de trabajo/estudio de 3GPP sobre Evolución de la Arquitectura de Sistemas (SAE), también conocida como Servicio Evolucionado en Paquetes (EPS), Evolución de Largo Plazo (LTE) y Evolución HSPA (HSPA+), se está estudiando una evolución o migración de la arquitectura de red, como así también una evolución de la interface de radio HSPA y la introducción de una nueva interface de radio basada en OFDMA.

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¿Qué es SAE o EPS?

La migración o evolución futura de la arquitectura de red GSM es SAE, o Evolución de la Arquitectura de Sistemas, cuyo nombre fue cambiado por 3GPP por el de Servicio Evolucionado en Paquetes (EPS). Los términos SAE o EPS pueden ser utilizados indistintamente. En la Versión 8, 3GPP está definiendo a EPS como un marco para la evolución o migración del sistema 3GPP hacia un sistema de paquetes optimizados de mayor velocidad de datos y menor latencia que soporte múltiples tecnologías de acceso de radio. El foco del trabajo está puesto en el dominio de conmutación de paquetes, en el supuesto de que el sistema dará soporte a todos los servicios en este dominio, incluso a la voz.

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¿Cómo se desplegará SAE / EPS?

Si bien es muy probable que sea desplegado conjuntamente con LTE, EPS también podría desplegarse para su uso con HSPA+, donde podría funcionar como escalón hacia LTE. EPS estará optimizado para que todos los servicios sean transmitidos vía IP de la manera más eficiente posible, por ejemplo, minimizando la latencia dentro del sistema. Dará soporte a la continuidad del servicio por redes heterogéneas, lo cual es importante para los operadores LTE que deben dar soporte simultáneo a clientes GSM/GPRS/EDGE/UMTS/HSPA.

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¿Cuál es la arquitectura de EPS?

En su forma más básica, la arquitectura de EPS consiste de sólo dos nodos en el plano del usuario, una estación base y un gateway de red central (GW). El nodo que desempeña la funcionalidad en el plano de control (MME) está separado del nodo que desempeña la funcionalidad en el plano de la portadora (GW), con una interface abierta bien definida (S11) entre ellos. Usando la interface optativa S5 el Gateway (GW) puede dividirse en dos nodos separados. Esto permite aumentar en forma independiente el tráfico y controlar el procesamiento de señales, y los operadores pueden elegir ubicaciones topológicas optimizadas de los nodos dentro de la red para optimizar la red en diferentes aspectos. El gráfico siguiente muestra la arquitectura básica de EPS. Se excluyeron los nodos de soporte como AAA y los nodos de control de políticas para mayor claridad.

Figura 8: Arquitectura básica de EPS

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¿Qué cambios se introdujeron en la arquitectura con la tecnología EPS y cómo afectan la performance de la red?

Un aspecto importante de la performance de EPS es la arquitectura más plana. Para el flujo de paquetes, EPS incluye dos elementos de red, denominados Nodo Evolucionado B (eNodeB) y el Gateway de Acceso (AGW). El eNodeB (estación base) integra las funciones tradicionalmente desempeñadas por el controlador de la red de radio, que solía ser un nodo separado que controlaba múltiples Nodos B. Por su parte, el AGW integra las funciones tradicionalmente desempeñadas por el SGSN. El AGW tiene tanto funciones de control, manejadas a través del Mobile Management Entity (MME), como funciones en el plano del usuario (comunicaciones de datos). Las funciones en el plano del usuario consisten de dos elementos: un serving gateway que se ocupa de la movilidad 3GPP y termina las conexiones del eNodeB, y un gateway de Red de Datos en Paquetes (PDN) que se ocupa de los requerimientos de servicio y también termina el acceso de redes no 3GPP. El MME, el serving gateway y los gateways PDN pueden estar colocalizados en el mismo nodo físico o pueden estar distribuidos, en base a las implementaciones de los proveedores y escenarios de despliegue.

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¿En qué difiere EPS de la arquitectura central HSPA?

La arquitectura EPS tiene una distribución funcional similar a la arquitectura de red central HSPA de “un túnel”. Esto permite una integración muy fácil de las redes HSPA con EPS, como se muestra en el siguiente gráfico. Nótese que los detalles acerca de cómo conectar las redes UMTS/HSPA Rel-7 con el EPS siguen en debate en 3GPP. El EPS es también capaz de integrarse con redes que no son 3GPP.

Figura 9: Ejemplo de configuración para soporte EPS de UMTS/HSPA Versión 7 y accesos no 3GPP

Para mayor información, ver Evolución de UMTS de la Versión 7 a la Versión 8 de 3GPP: HSPA y SAE/LTE.

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¿Cuáles son los elementos de red básicos de EPS?

La arquitectura básica de EPS contiene los siguientes elementos de red:

• Mobility Management Entity (Entidad de Administración de la Movilidad - MME): La MME administra la movilidad, las identidades UE y los parámetros de seguridad. Las funciones de MME incluyen:
  
  • Señalización NAS y seguridad asociada
  • Señalización entre nodos de red central para movilidad entre redes de acceso 3GPP (termina S3)
  • Rastreo y Alcance UE en modo ocioso (incluyendo control y ejecución de retransmisión de paging)
  • Roaming (termina S6a hacia el HSS home)
  • Autenticación
  • Funciones de administración de la portadora incluyendo establecimiento dedicado de la portadora
• Serving Gateway: El Serving Gateway es el nodo que termina la interface hacia EUTRAN. Para cada UE asociada con el EPS, en un determinado momento, hay un solo Serving Gateway. Las funciones del Serving GW incluyen:
  
  • Punto de anclaje local de movilidad para el handover inter-eNodeB.
  • Anclaje de movilidad para movilidad inter-3GPP (termina S4 y hace relé del tráfico entre sistema 2G/3G y el Gateway PDN). A esto se lo suele llamar función de Anclaje 3GPP.
  • Buffering de paquetes en el downlink en modo ocioso EUTRAN e inicio de procedimiento de solicitud de servicio disparado por la red.
  • Intercepción lícita
  • Ruteo y reenvío de paquetes
• Gateway PDN: El Gateway PDN es el nodo que termina la interface SGi hacia el PDN. Si un UE está accediendo a múltiples PDNs, puede haber más de un GW PDN para ese UE. Las funciones del Gateway PDN incluyen:
  
  • Anclaje de movilidad para movilidad entre sistemas de acceso 3GPP y sistemas de acceso no 3GPP. Esto suele llamarse la función de Anclaje de SAE.
  • Aplicación de políticas
  • Filtrado de paquetes por usuario (por ejemplo, mediante inspección profunda de paquetes)
  • Soporte de carga (charging support)
  • Intercepción lícita
  • Asignación de dirección IP al UE
  • Filtrado de paquetes
• UTRAN Evolucionado (eNodeB): El eNodeB soporta la interface de aire LTE e incluye funciones para control de recursos de radio, ciphering del plano del usuario y Protocolo de Convergencia de Datos en Paquetes (Packet Data Convergence Protocol - PDCP).

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¿A qué tecnologías puede dar soporte un sistema EPS?

Un sistema EPS puede dar soporte a distintos tipos de acceso, incluyendo LTE, HSPA, HSPA+ y accesos no 3GPP. Con el advenimiento de los dispositivos multimodo, por ejemplo aquellos que incorporan WiFi junto con tecnologías celulares, ahora es posible entregar servicios a través de diferentes tipos de acceso. A tal fin, el sistema EPS proveerá mecanismos para la selección de una red adecuada para la provisión del servicio que brinde la mejor experiencia al cliente.

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¿El roaming va a tener soporte de EPS?

Uno de los aspectos importantes de EPS es el soporte del roaming. Dentro de la especificación de EPS, hay dos documentos que se concentran en los aspectos relativos al roaming: El TS 23.401 se concentra en roaming de acceso 3GPP (y específicamente en roaming basado en GTP, por la interface S8a), mientras que el TS 23.402 se concentra en la movilidad y el roaming con acceso no 3GPP utilizando un Proxy MIP (por la interface S8b).

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¿Cómo utilizará EPS la tecnología IMS?

EPS usará IMS como un componente y administrará la QoS en todo el sistema, lo cual será esencial para habilitar un variado conjunto de servicios basados en multimedia.

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