Odpowiadając na Wasze komentarze, pod tekstem dotyczącym łączenia rozmów dotarło do mnie, że nic nie wspomniałem o technologii 4G LTE. I chociaż zdawałem sobie sprawę z tego, że nie ma ona powiązania z przesyłaniem głosu, to na dołączonych grafikach było mi jej tak jakoś brak.
Dlatego powstał odcinek z numerem 1,5. Nie będzie on jednak wcale dramatycznie krótszy niż poprzedni, gdyż temat jest ciekawy, a więc zasługujący na kilka słów. Będzie też cała masa skrótów, powiązań i współzależności, więc tradycyjnie dołączam mały schemat.
4G LTE - jak to działa?
Jej kluczowym elementem jest Evolved Packet Core, czyli EPC, ale zanim przejdę do opisywania go, zajmę się eNodeB – czyli stacjami bazowymi obsługującymi technologię 4G LTE. Przed eNodeB stoi sporo wyzwań. Muszę na bieżąco analizować stan obciążenia sieci, kontrolować mobilność użytkownika oraz dostępne zasoby radiowe. Oczywiście nie działają one w oderwaniu od reszty sieci, z którą się komunikują dzięki interfejsowi S1. Wymieniają się także informacjami między sobą. Każde z tych urządzeń zajmuje się także obsługą transferu danych z naszym telefonem – czyli to od niego poprzez antenę nadawczą odbieramy nasze dane.
A teraz przejdziemy do EPC. Składa się na niego kilka elementów: MME, SGW (Serwing Gateway), PGW (Packet Data NetworkGateway). W skrócie MME to odpowiednik MSS w sieci głównej, a PGW to odpowiednik MGW. A rozszerzając temat? Mobility Management Entity (MME) to główny punkt zarządzający w sieci 4G LTE. Analizuje stan naszego telefonu, obsługuje procedury przywoławcze i współpracuje z HSS (Home Subscriber Server) w celu uwierzytelnienia użytkownika.
Packet Data Network Gateway (PDN Gateway), to urządzenie, które pozwala realizować połączenia z innymi sieciami. Pełni także funkcję wyjścia danych na zewnątrz sieci 4G LTE. Serving Gateway (SGW) obsługuje dane wysyłane przez użytkownika końcowego (user plane). Jest także przekaźnikiem danych użytkownika pomiędzy eNodeB a elementami PGW (PDN Gateway) znajdującymi się w naszej sieci bądź w innych sieciach, czyli w ramach roamingu. SGW jest także odpowiedzialny jest za buforowanie danych mających trafić do użytkownika w momencie wykonywania przejścia między stacjami eNodeB. Element SGW współpracuje bezpośrednio z elementem MME i synchronizuje wszystkie procedury obsługi użytkownika końcowego. Na mój gust to chyba najbardziej „zarobiony” element sieci ;-)
Całość wygląda tak:
Dzwonienie przez 4G LTE
Dobrze, ale w co w takim razie dzieje się, gdy nasz telefon jest połączony z siecią 4G LTE, a chcielibyśmy do kogoś zadzwonić. Bo jak już wiemy poprzez sieć 4G LTE nie następuje przekazywanie połączeń głosowych. Opcje są dwie. Pierwsza to mechanizm Circuit Switch FallBack (CSFB), czyli przejście telefonu w czasie rozmowy do sieci 3G/2G, która obsługuje rozmowę. Jest do możliwe dzięki wymianie informacji pomiędzy MSS i MME. Drugi z mechanizmów to VoLTE. W skrócie polega on na tym, że telefon wspierający ten mechanizm podczas połączenia zamiast być obsługiwanym przez MSS w mobilnej sieci głosowej jest obsługiwany przez dwa inne urządzenia – IMS oraz TAS.
Ok, mam nadzieję, że temat „jak nasz telefon łączy się z siecią” został już mniej więcej omówiony.
Bardzo Wam dziękuję za komentarze, to super mieć poczucie, że komuś podoba się to co piszemy! Szczególnie dziękuję Kamilowi za konstruktywną krytykę :-) Kolejny tekst w przyszłym tygodniu.
P.S. Czy widzieliście już program TVP o LTE i światłowodach?
P.S. 2. Jeżeli nie mieliście jeszcze okazji, zajrzyjcie do innych tekstów, które powstały w ramach cyklu:
- Sieć szkieletowa cz. 1, czyli jak łączymy rozmowy
- Dlaczego mój Wi-Fi działa tak wolno? Podpowiadamy
- Dlaczego Internet działa tak szybko dzięki światłowodom?
P.S. 3. Od czasu, gdy powstał ten artykuł nieco się zmieniło i wprowadzona została technologia pozwalająca na łączenie rozmów po 4G LTE - VoLTE.
Piotr Domański 
Wojtek Jabczyński 
