上一筆記的最后說明了層級組網(wǎng)架構和扁平化組網(wǎng)架構的區(qū)別，目前，無論是公司管理還是4G組網(wǎng)，都向著更加靈活的扁平化趨勢發(fā)展。LTE的組網(wǎng)架構發(fā)生了革命性的變化，但對外宣稱是“演進”。LTE“演進”的工作可以概括為：“四化一分離”。

①扁平化。取消中間級，加強基層職能。

②分組化。取消專用特權通道（CS域），加強分組共享能力。

③IP高速化。取消傳統(tǒng)信息傳送方式，修建現(xiàn)代IP信息高速公路。

④多組織融合化。不僅考慮已存在的符合3GPP標準的現(xiàn)有制式，還有考慮非3GPP標準的制式。

⑤一分離：控制面與業(yè)務面分離。

1.從四層到三層

LTE/SAE（System Architecture Evolution，系統(tǒng)架構演進）包括無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)在內的組網(wǎng)架構變遷，是LTE各項演進的基礎。LTE/SAE的組網(wǎng)架構變遷主要包括扁平化、分組域化、IP化、多制式融合、用戶面和業(yè)務面分離等工作，目的是提高峰值速率、降低系統(tǒng)時延、簡化運營維護、降低系統(tǒng)成本。

LTE/SAE的組網(wǎng)架構變遷不僅是層級關系的變化，還包括網(wǎng)元職能的轉變，也就是各網(wǎng)元之間如何分工（功能劃分）、如何配合（接口）、遵循的規(guī)矩（協(xié)議）問題。

1.1 少一層

3G UMTS協(xié)議中，組網(wǎng)架構為4層：終端（UE），基站（NodeB），無線網(wǎng)絡控制器（RNC），核心網(wǎng)（CN）。RNC位置的網(wǎng)元在2G中稱為基站控制器（BSC），RNC直接由Iur接口，不僅僅是基站控制器，還是無線接入網(wǎng)絡的控制器。UMTS 4層網(wǎng)絡架構如圖所示

LTE/SAE的無線接入網(wǎng)叫eUTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，演進的通用陸地無線接入網(wǎng)絡，3G叫UTRAN），網(wǎng)絡架構如下圖

eUTRAN和UTRAN比，去掉了RNC，減少了一層，減少了基站與核心網(wǎng)之間信息交互的多節(jié)點開銷，更加扁平化。帶來的好處是：

（1）節(jié)點數(shù)量減小，用戶面時延大大縮短

（2）簡化了控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的過程，減少了狀態(tài)遷移的時間

（3）降低系統(tǒng)復雜性，減少了接口類型，系統(tǒng)內部相應的交互操作也隨之減少。

1.2 多一口

eUTRAN由若干eNodeB組成，eNodeB之間增加了一個X2接口。X2以光纖為載體實現(xiàn)無線側IP化傳輸，使得基站網(wǎng)元之間可以協(xié)調工作，以往的基站之間是沒有接口的。

eNodeB之間的接口方便LTE的無線網(wǎng)組成網(wǎng)狀網(wǎng)（Mesh網(wǎng)）。LTE一個基站與多個基站相連，任何兩點間故障還可通過其他通路相連，不會造成某個基站成為孤點，Mesh組網(wǎng)最小化了基站稱為孤點的概率，增強了網(wǎng)絡健壯性。而UTRAN只有RNC之間有接口，NodeB間無接口，一旦NodeB和RNC之間連接中斷，該NodeB會成為孤點。

2.“胖”基站

3G的無線接入網(wǎng)UTRAN由NodeB和RNC兩種網(wǎng)元組成，NodeB完成射頻處理和基帶處理，RNC主要負責控制和協(xié)調基站間配合工作，完成系統(tǒng)接入控制、承載控制、移動性管理、無線資源管理等控制功能。eUTRAN去掉RNC網(wǎng)元后，其底層功能分給了eNodeB，高層功能分給了核心網(wǎng)的AGW（接入網(wǎng)關，包括服務網(wǎng)關SGW和分組數(shù)據(jù)PDN網(wǎng)關PGW）。eNodeB的功能主要是由3G階段的NodeB、RNC、SGSN、GGSN四個網(wǎng)元的部分功能演化而來。

eNodeB除了上述功能，還包括與LTE核心網(wǎng)（EPC）進行信息交互的功能，如為UE選擇移動性管理實體，選擇用戶面數(shù)據(jù)的服務網(wǎng)關的路由等。

3.LTE核心網(wǎng)EPC（Evolved Packet Core）

3.1 EPC演進

EPC主要由MME（移動性管理實體），SGW（服務網(wǎng)關）和PGW組成。多個EPC的集合稱為EPS

EPC的演進表現(xiàn)在：

取消了CS域，CS域業(yè)務承載在PS域，實現(xiàn)了核心網(wǎng)的IP化。語音業(yè)務（Voice）在以往無線制式中有CS承載，在LTE中則完全由PS域承載，即所謂的VoIP（Voice over IP）。

全網(wǎng)IP化，各網(wǎng)元節(jié)點之間的接口也都使用IP傳輸。LTE全網(wǎng)IP化的關鍵支撐就是端到端的QoS保障機制。

LTE/SAE在核心網(wǎng)演進中實現(xiàn)了用戶面和控制面的分離，即用戶面和控制面功能分別由不同的網(wǎng)元實體完成?？山档拖到y(tǒng)時延，提升核心網(wǎng)處理效率。

MME屬于控制面設備，負責信令傳輸；

SGW和PGW屬于用戶面設備，負責用戶數(shù)據(jù)包的過濾、路由、轉發(fā)。

EPC和eUTRAN間的接口是S1，由于用戶面和控制面的分離，S1接口也可分為用戶面接口S1-U和控制面接口S1-MME。

LTE核心網(wǎng)還支持多網(wǎng)融合，支持包括LTE在內的多種無線接入技術，不僅要支持UMTS網(wǎng)絡接入，還支持非3GPP制式的網(wǎng)絡接入，如GSM、CDMA、WLAN、WiMAX等網(wǎng)絡，實現(xiàn)了不同無線制式在EPC平臺上的大融合。

EPC和各種無線制式中都設計有標準接口，方便業(yè)務使用時在不同制式的無線系統(tǒng)中無縫切換，如圖所示。

說明：LTE制式對應的無線接入網(wǎng)稱為eUTRAN，UMTS（WCDMA/TD-SCDMA）對應的無線接入網(wǎng)稱為UTRAN，GSM和EDGE對應的無線接入網(wǎng)稱為GERAN（GSM EDE Radio Access Network）；CDMA對應的無線接入網(wǎng)稱為1xRTT（CDMA 1x Radio Transmission Technology）；CDMA2000對應的無線接入網(wǎng)稱為HRPD（CDMA

2000 High Rate Packet Data)

3.2 EPC和eNodeB功能劃分

MME主要功能有尋呼、切換、漫游、鑒權，對NAS（非接入層）信令的加密和完整性保護，對AS（接入層）安全性控制、空閑狀態(tài)移動性控制等。其中NAS信令是指UE和核心網(wǎng)EPC直接聯(lián)系使用的，他是接入網(wǎng)eUTRAN（即接入層）不作分析，也不直接使用的信令（所以叫非接入層信令）；AS信令是接入網(wǎng)eUTRAN分析并使用的信令。

SGW（服務網(wǎng)關）是EPC和eUTRAN的一個邊界網(wǎng)關，不和其他系統(tǒng)網(wǎng)關如GGSN、PDG直接相連，主要功能是LTE系統(tǒng)內的分組數(shù)據(jù)路由及轉發(fā)、合法監(jiān)聽、計費。

PGW（PDN網(wǎng)關）是和運營商外部或內部的分組網(wǎng)絡連接的網(wǎng)關，功能類似UMTS或EDGE中的GGSN，是所有3GPP系統(tǒng)或者非3GPP系統(tǒng)非組網(wǎng)絡的統(tǒng)一出口。主要功能包括分組包深度檢查、分組數(shù)據(jù)過濾及篩選、轉發(fā)、路由選擇等。還負責UE的IP地址分配，速率限制、上下行業(yè)務級計費等功能。設計PDN網(wǎng)關的目的是為了方便引入LTE系統(tǒng)以外的分組網(wǎng)絡，使得多系統(tǒng)引入LTE的接口數(shù)目最小化，EPS和外界的接口功能簡單化、清晰化，從而使LTE/SAE的核心網(wǎng)真正成為一個多制式融合的平臺。

打個比方：MME是負責流動人口管理的公安部門，SGW是一個負責人員和物資中轉地快遞公司，PGW則是對人員和物資進行出入境檢查的口岸。

EPC的三個網(wǎng)元是邏輯上的概念，和物理形態(tài)不一定一一對應。MME和SGW可以是一個物理節(jié)點，也可以是分離的兩個物理節(jié)點；SGW和PGW可以是一個物理節(jié)點或分離的兩個物理節(jié)點。但一般MME和PGW不在一個物理實體中，更沒有MME、SGW、PGW三位一體的。