LTE SAE-EPC Architeture

Mengapa butuh SAE (System Architecture Evolution) :

SAE (System Architecture Evolution) menawarkan banyak keuntungan lebih dari topologi dan system yang pernah ada, yang saat ini di gunakan untuk core network selular beberapa keunggulan dari SAE antara lain

1. Improve data capacity  : dengan 3G LTE memberikan download  data rate pada 100 Mbps dan fokus pada system mobile broadband, hal ini akan di butuhkan untuk network agar dapat mampu menghandle data pada level yang lebih besar 
2. All IP architecture : ketika 3G pertama kali dikembangkan, Voice masih menggunakan carrier yg bersifat circuit switch data, maka pada SAE ini hal itu berubah menjadi full IP network
3. Reduce latency : dengan meningkatnya tingkat interaksi yang di butuhkan dan respon yang lebih cepat, kosep baru SAE akan mempengaruhi untuk memastikan bahwa tingkat dari latency dapat di kurangi sekitar 10 ms, hal ini akan memastikan bahwa aplikasi yg menggunakan 3G LTE akan medapatkan respon yang cukup dari system
4. Reduced OPEX dan CAPEX : salah satu elemen kunci pada oparator adalah untuk mengurangi ongkos, hal ini sangat penting oleh karena itu rancangan SAE yg baru diharapkan dapat mengurangi capital expenditure (CAPEX) dan operational expenditure (OPEX). dan Architecture yang bersifat flat digunakan untuk SAE (System Architecture Evolution) artinya bahwa hanya dua tipe node yang akan di gunakan dan sebagai tambahan sebuah high level of automatic configuration di perkenalkan sehingga dapat mengurangi waktu dan biaya set-up dan commisioning node 

SAE System Architecture Evolution basics

SAE network baru adalah berdasarkan core network GSM/CDMA untuk menerapkan simple operation dan pengembangan disamping hal ini  SAE Network membawa beberapa perubahan yg cukup signifikan dan lebih efisiensi terhadap transfer dari data, berikut beberapa prinsip yang digunakan untuk mengembangkan jaringan LTE SAE;

•  Sebuah node gateway bersama dan titik awal dari semua teknologi
•  Arsitekture optimum untuk user plane dengan hanya dua tipe node 
•  Semua IP base system dengan protocol IP yang di gunakan pada semua interface
•  Memisahkan control / user plane diantara MME (Mobility Management Entity) dengan gateway
•  Memisahkan fungsi  radio access network / core network sama seperti WCDMA /HSPA
•  Integrasi dari non-3GPP access technologies (CDMA 2000, WiMAX, dll) menggunkan client yang bersifat IP base 

Element utama dari jaringan LTE SAE apa yang di istilahkan dengan Evolved Packet Core (EPC), yang terhubung denga eNB's seperti yang di tunjukan pada gambar di bawah ini

LTE SAE Evolved Packet Core

seperti yang terlihat pada gambar , LTE SAE-EPC , di dalam EPC terdapat beberapa element utama sebagai berikut ;

• MME (Mobility Management Entity); MME adalah element yang mengontrol node untuk akses jaringan LTE-SAE, yang menangani beberapa kemampuan  antara lain ;
• Idle mode UE tracking
• Barrier Activation / de-Activation
• Chose a SGW for a UE
• Intra LTE handover involving core network node location 
• interact with HSS to authentication user for attachment and implement roaming restriction
• it acts a as termination for non-Acces stratun (NAS)
• provide temporaray identities  for UE
• paging procedure
• the S3 interface terminates in MME thereby providing the control plane function for mobility between LTE and 2G/3G access networks.
•  The SAE MME also terminates the S6a interface for the home HSS for roaming UEs
• The SAE MME acts the termination point for ciphering protection for NAS signaling. As part of this it also handles the security key management. Accordingly the MME is the point at which lawful interception of signalling may be made.

• SGW (Serving Gateway) : SGW adalah element data plane dalam LTE SAE, tujuan utamanya adalah untuk mengatur user plane mobility dan ini juaga berperan sebagai garis utama antara RAN (Radio Access Network ) dengan core Network , 

fungsi lainnya menjadi jalur data antara eNB dana PDN gateway, pada hal ini SGW adalah bentuk sebuah interface untuk paket data network  di dalam E-UTRAN, dan juga ketika UE's berpindah melwati area yang di service oleh eNB yang lain, SGW melayani sebagai  sebuah titik pangkal yg menjamin path data  masih terjaga.

• • The local Mobility Anchor point for inter-eNB handover;
  • Mobility anchoring for inter-3GPP mobility;
  • E-UTRAN idle mode downlink packet buffering and initiation of network triggered service request procedure;
  • Lawful Interception;
  • Packet routing and forwarding;
  • Transport level packet marking in the uplink and the downlink;
  • Accounting on user and QCI granularity for inter-operator charging;
  • UL and DL charging per UE, PDN, and QCI.

• PGW (PDN Gateway) : LTE SAE PDN Gateway menyediakan koneksi untuk UE ke Eternal Packet data network mengisi  fungsi dari titik masukan dan keluar untuk UE data , UE mungkin memeiliki koneksi dengan lebih dari satu PGW untuk mengakases multiple PDNs 
• The PDN Gateway (P-GW) hosts the following functions (see 3GPP TS 23.401 [17]):
  
  • Per-user based packet filtering (by e.g. deep packet inspection);
  • Lawful Interception;
  • UE IP address allocation;
  • Transport level packet marking in the downlink;
  • UL and DL service level charging, gating and rate enforcement;
  • DL rate enforcement based on APN-AMBR;

• PCRF (Policy and Charging Rule Fungtion):  ini adalah nama umum untuk entity dalam LTE SAE EPC yang mana mendeteksi aliran service, menjalankan kebijakan tarif (charging). untuk aplikasi yang membutuhkan dynamic policy atau charging control, sebuah elemen network yang disebut dengan AP (Appication Function).

LTE SAE PCRF Interfaces