WCDMA UTRAN - Giao diện và thủ tục báo hiệu pps

www.huawei.com
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
WCDMA UTRAN
Giao diện và thủ tục
báo hiệu
Page2
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mục tiêu của khoá học

Sau khi hoàn thiện khoá học này, học viên có thế:

Hiểu được cấu trúc UTRAN và giao diện UTRAN

Hiểu được định nghĩa về các phần tử mạng UTRAN

Hiểu được thủ tục báo hiệu UTRAN
Page3
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Nội dung
1. Tổng quan mạng UTRAN
2. Các khái niệm cơ bản về UTRAN
3. Thủ tục báo hiệu UTRAN
Page4
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Nội dung
1. Tổng quan mạng UTRAN
2. Các khái niệm cơ bản về UTRAN
3. Thủ tục báo hiệu UTRAN
Page5
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Vị trí của UTRAN trong mạng

WCDMA
Page6
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Cấu trúc mạng UMTS
UTRAN
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access Network
UMTS Terrestrial Radio Access Network
CN
CN
Core Network
Core Network
UE
UE
User Equipment
User Equipment
Iu
UTRAN
UE
Uu
CN
Page7
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Cấu trúc mạng UMTS …
RNS
RNC
RNS
RNC
Core Network
Node B

Node B
Node B Node B
Iu Iu
Iur
Iub
Iub
Iub
Iub
Giao diện Uu
L3
control
control
control
Logical
Channels
Transport
Channels
C-plane signalling
U-plane information
PHY
L2/MAC
L1
RLC
DCNtGC
L2/RLC
MAC
RLC
RLC
RLC
RLC

RLC
RLC
RLC
Duplication avoidance
UuS boundary
BMC
L2/BMC
control
PDCP
PDCP
L2/PDCP
DCNtGC
Radio
Bearers
RRC
control
Mô hình giao thức của giao diện UTRAN

Cấu trúc này dựa trên nguyên tắc: các lớp giao thức và các
mặt phẳng (mặt điều khiển và mặt dịch vụ) độc lập với nhau
về mặt logic.
Application
Protocol
Data
Stream(s)
ALCAP(s)
Transport
Network
Layer
Physical Layer

Signalling
Bearer(s)
Transport
User
Network
Plane
Control Plane
User Plane
Transport
User
Network
Plane
Transport Network
Control Plane
Radio
Network
Layer
Signalling
Bearer(s)
Data
Bearer(s)
Page10
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mô hình giao thức của giao diện UTRAN …

Control Plane: mặt điều khiển

Mặt điều khiển được sử dụng cho tất cả báo hiệu điều khiển
đặc thù của UMTS, bao gồm: Giao thức Ứng dụng và Lớp
mang Báo hiệu để truyền tải các bản tin Giao thức Ứng

dụng. Giao thức Ứng dụng được sử dụng để thiết lập các
kênh mang tới UE (ví dụ, Kênh mang Truy nhập Vô tuyến
trên Iu và sau đó là Kết nối Vô tuyến trên Iur và Iub).
Page11
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mô hình giao thức của giao diện UTRAN …

User Plane - Mặt Dịch vụ

Tất cả các thông tin gửi đi và nhận được bởi người sử
dụng, như thoại được mã hoá trong một cuộc gọi thoại hoặc
các gói dữ liệu trong một kết nối Internetm được truyền tải
thông qua Mặt Dịch. Mặt Dịch vụ bao gồm các Luồng Dữ
liệu, và Kênh mang Dữ liệu cho các Luồng Dữ liệu. Mỗi
Luồng Dữ liệu được mô tả bởi một hoặc nhiều giao thức
khung đặc thù cho giao diện đó.
Page12
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mô hình giao thức của giao diện UTRAN …

AAl2 và AAL5:

Trên lớp ATM, chúng ta thường thấy một lớp thích ứng ATM gọi là AAL.
Chức năng của nó là để xử lý dữ liệu từ các lớp cao hơn của truyền tải
ATM.

Tại đầu phát, dữ liệu được AAL chia thành các gói 48-byte và tại đầu thu,
dữ liệu sẽ được ráp lại để tái tạo khung dữ liệu ban đầu. Có 5 loại AAL
khác nhau (0, 1, 2, 3/4, and 5). AAL0 nghĩa là không cần thích ứng. Các lớp
thích ứng khác có các đặc tính khác nhau dựa vào ba loại tham số:


Yêu cầu về thời gian thực;

Tốc độ bit không đổi hoặc thay đổi;

Truyền tải dữ liệu hướng kết nối hoặc không hướng kết nối.
Page13
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Mô hình giao thức của giao diện UTRAN …

Việc sử dụng giao thức ATM được thúc đẩy bởi tổ chức
ATM Forum. Giao diện Iu sử dụng hai loại AAL: AAL2 và
AAL5.

AAL2 được thiết kế cho truyền tải các luồng dữ liệu
hướng kết nối (connection oriented) có thời gian thực
và tốc độ bit thay đổi.

AAL5 được thiết kế cho truyền tải các luồng dữ liệu
không hướng kết nối có tốc độ bit thay đổi.
Page14
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao thức Ứng dụng Mặt điều khiển RNL
(Radio Network Layer)
NBAP ： Node B Application Part
RANAP ： Radio Access Network Application Part
RNSAP ： Radio Network Subsystem Application Part
RRC ： Radio Resource Control
Node B
RNC

CN
UE
RANAP
NBAP
RNSAPRRC
RNC
Page15
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao thức Ứng dụng Mặt điều khiển RNL …

RANAP la giao thức báo hiệu trên giao diện Iu, mang tất cả thông tin điều khiển đặc thù cho
Lớp Mạng Vô tuyến

RNSAP là giao thức báo hiệu trên giao diện Iur, mang tất cả thông tin điều khiển đặc thù cho
Lớp Mạng Vô Tuyến.

NBAP là giao thức điều khiển trên giao diện Iub, mang tất cả thông tin đặc thù cho Lớp Mạng
Vô tuyến.

RRC là giao thức báo hiệu trên giao diện Uu, RRC nằm ở lớp 3 của giao diện Uu.
Node B
RNC
CN
UE
RANAP
NBAP
RNSAPRRC
RNC
Page16
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.

Giao diện Iu-CS
Q.2150.1
Q.2630.1
RANAP
Iu UP Protocol
Layer
Transport
Network
Layer
Transport Network
User Plane
Control Plane
User Plane
Transport Network
User Plane
Transport Network
Control Plane
Radio
Network
Layer
SSCOP
AAL5
SSCOP
SSCF-NNI
AAL2
AAL5
MTP3b
MTP3b
SCCP
SSCF-NNI

Physical Layer
ATM
Page17
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-CS …

Cấu trúc giao thức cho Iu CS

Cấu trúc giao thức tổng thể của giao diện Iu CS được mô tả ở
trang trước. Có 3 mặt phẳng trên giao diện Iu chia sẻ cùng
một lớp truyền tải ATM chung. Lớp vật lý là giao diện với môi
trường vật lý: cáp quang, kết nối vô tuyến hoặc cáp đồng. Việc
triển khai lớp vật lý có thể lựa chọn các công nghệ truyền dẫn
như SONET, STM1, hoặc E1.
Page18
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-CS …

Ngăn xếp giao thức Mặt Điều khiển Iu CS

Ngăn xêp giao thức Mặt Điều khiển bao gồm RANAP, nằm ngay trên
các giao thức SS7. Các lớp ứng dụng bao gồm Signalling Connection
Control Part (SCCP), Message Transfer Part (MTP3-b) và SAAL-NNI
(Signalling ATM Adaptation Layer for Network to Network Interfaces).
SAAL-NNI được chia nhỏ thành các lớp Service Specific Coordination
Function (SSCF), Service Specific Connection Oriented (SSCOP) và
ATM Adaptation Layer 5 (AAL). Các lớp SSCF và SSCOP được thiết
kế đặc thù cho truyền tải báo hiệu trong mạng ATM, và thực hiệu các
chức năng như quản lý kết nối báo hiệu. AAL5 được sử dụng để
phân mảnh dữ liệu thành các tế bào ATM.

Page19
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-CS …

Ngăn xếp Giao thức Mặt Điều khiển Mạng Truyền tải Iu
CS

Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển mạng truyền tải bao gồm
Giao thức Báo hiệu để thiết lập kết nối AAL2 (Q.2630.1 và lớp
thích ứng Q.2150.1), nằm trên đỉnh của các giao thức BB SS7.

Ngăn xếp giao thức Mặt Dữ liệu Iu CS

Một kết nối AAL2 dành riêng được cấp phát cho mỗi dịch vụ
CS.
Page20
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-PS
SSCF-NNI
SSCOP
AAL5
IP
SCTP
SCCP
SSCF-NNI
MTP3-B
M3UA
Physical Layer
Control Plane User Plane
ATM

AAL5
IP
UDP
GTP-U
Physical Layer
ATM
Transport
Network
Layer
Transport Network
Control Plane
Radio
Network
Layer
RANAP
Iu UP Protocol
Layer
Transport Network
User Plane
Transport Network
User Plane
Page21
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-PS …

Cấu trúc giao thức của Iu PS

Cấu trúc giao thức của Iu PS được trình bày trong trang trước.
Trong đó, một lớp truyền tải ATM chung được sử dụng cho cả
Mặt Điều khiển và Mặt Dữ Liệu. Lớp vật lý cũng được mô tả

giống với giao điện Iu CS.
Page22
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-PS …

Ngăn xếp Giao thức Mặt Điều khiển Iu PS

Ngăn xếp giao thức Mặt Điều khiển bao gồm RANAP, và cũng là lớp
mang báo hiệu dựa trên BB SS7. Lớp mang dựa trên IP cũng được
giới thiệu như một tuỳ chọn, tron đó lớp SCCP cũng được sử dụng
chung cho cả hai. Lớp mang báo hiệu dựa trên IP bao gồm M3UA
(SS7 MTP3 – User Adaptation Layer), SCTP (Simple Control
Transmission Protocol), IP (Internet Protocol), và AAL5 là lớp được
sử dụng chung cho cả hai trường hợp. Lớp SCTP được thiết kế
chuyên dùng cho truyền tải báo hiệu trong Internet. Các lớp thích ứng
cụ thể đặc thù cho các loại báo hiệu khác nhau, như M3UA cho báo
hiệu dựa trên SS7.
Page23
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-PS …

Ngăn xếp Giao thức Mặt Điều khiển Iu PS

Mặt Điều khiển Mạng Truyền tải không được sử dụng cho Iu
PS. Việc thiết lập GTP tunnel chỉ yêu cầu một Identifier cho
tunnel đó, và các địa chỉ IP cho cả hai hướng, và các tham số
này nằm trong các bản tin RANAP RAB Assignment.
Page24
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iu-PS …


Ngăn xếp Giao thức Mặt Dữ liệu Iu PS

Trong Mặt Dữ liệu Iu PS, nhiều luồng dữ liệu gói được gép
kênh vào một hoặc vài AAL5 PVC. Lớp GTP-U (User Plane
part of the GPRS Tunneling Protocol) là lớp ghép kênh cung
cấp các nhận dạng (identities) cho mỗi luồng dữ liệu gói riêng
biệt. Mỗi luồng sử dụng truyền tải không hướng kết nối UDP
và và đánh địa chỉ IP.
Page25
Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Giao diện Iub
Node B
Application Part
(NBAP)
AAL Type 2
ALCAP
Transport
Layer
Radio
Network
Layer
Radio Network
Control Plane
Transport
Network
Control Plane
D
C
H

F
P
R
A
C
H

F
P
ATM
D
S
C
H

F
P
AAL Type 5
User Plane
SSCF-UNI
SSCOP
AAL Type 5
SSCF-UNI
SSCOP
Q.2630.1
Q.2150.2
F
A
C

H

F
P
P
C
H

F
P
U
S
C
H

F
P
C
P
C
H

F
P
Physical Layer