ลงมือผ่าคอ

"ผู้เขียนไม่ใช่กูรู ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญ แต่มีประสบการณ์ทำงานอยู่ในแวดวงสื่อสารโทรคมนาคมมากว่า 20 ปี บทความนี้เขียนถ่ายทอดจากประสบการณ์ของผู้เขียนเพื่อเผยแพร่ความรู้แก่ผู้อ่าน นักเรียน นิสิต นักศึกษา ช่างเทคนิค วิศวกรหรือผู้ที่สนใจศึกษาเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ 4G LTE ตั้งแต่ระดับพื้นฐานที่จำเป็นไปจนถึงการลงมือปฏิบัติแบบวิเคราะห์เจาะลึก รวมไปถึงการประยุกต์สร้างโครงข่ายโทรศัพท์มือถือส่วนตัวใช้งานในบ้าน สำนักงาน สถานศึกษาหรือสร้างเป็นโครงข่าย IoT เฉพาะกิจส่วนตัวโดยใช้ย่านความถี่ Unlicensed Bands”

        คอในที่นี้หมายถึง Core Network ซึ่งใน LTE คืออุปกรณ์ที่อยู่ในส่วนของ EPC โดยจะเจาะลงไปในรายละเอียดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ใช้ interface และโปรโตคอลสื่อสารกันอย่างไร

LTE Network Interfaces

S1-MME Interface เป็น control interface ที่เชื่อมระหว่าง eNodeB กับ MME ใช้ Stream Control Transmission Protocol (SCTP) สำหรับเชื่อมต่อเป็น transmission และใช้โปรโตคอล S1 Application Protocol (S1-AP) ในการสื่อสารกันสำหรับกระบวนการจัดการการเข้าใช้งาน การสร้างท่อขนส่ง การติดตามและจัดการการเคลื่อนที่ของโทรศัพท์มือถือ

S1-U Interface เป็น interface ระหว่าง eNodeB กับ S-GW ส่วนนี้เป็น user plane เมื่อโทรศัพท์มือถือ attach ไปที่ MME ผ่านกระบวนการทำ authentication เสร็จเรียบร้อยแล้วระบบจะทำการสร้างท่อขนถ่ายข้อมูลสำหรับให้มือถือเลขหมายนั้นใช้เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ท่อหรือ tunnel ในส่วนนี้จะใช้ GTPv1 (GPRS Tunnel Protocol version 1)

S6a Interface เป็น interface ที่เชื่อมระหว่าง MME และ HSS เพื่อให้ MME ตรวจสอบข้อมูลบริการหรือโปรไฟล์ของโทรศัพท์มือถือที่ลงทะเบียนไว้ใน HSS ในกระบวนการทำ authentication, update location ทั้งการใช้งานใน home และ roaming โดยใช้โปรโตคอล diameter ในการสื่อสารกัน และใช้ SCTP สำหรับเชื่อมต่อเป็น transmission

S10 Interface เป็น interface ระหว่าง MME กับ MME ใช้ส่งสัญญาณควบคุมในกรณีโทรศัพท์มือถือเคลื่อนที่ข้ามโซนพื้นที่บริการโดย MME จะทำการ handover สัญญาณควบคุมและ forward context information ไปยัง MME ในโซนพื้นที่บริการที่โทรศัพท์มือถือเคลื่อนที่เข้าไปใช้งาน โดยใช้โปรโตคอล GTP-C (GPRS Tunneling Protocol for the control plane) เป็นท่อรับส่ง signaling message สื่อสารกันระหว่าง MME รายละเอียดของโปรโตคอล GTP-C ซึ่งก็คือ GTPv2 ใช้ UDP (User Datagram Protocol) ในการส่งข้อมูลจะกล่าวโดยละเอียดต่อไปในหัวข้อ GTP

S11 Interface เป็น interface ระหว่าง MME กับ S-GW ใช้ส่งสัญญาณควบคุมสำหรับการจัดการเกี่ยวกับท่อขนส่งข้อมูลของผู้ใช้บริการ (bearer establishment, update, delete) โดยใช้ GTP-C เป็นท่อรับส่ง signaling message สื่อสารระหว่างกัน

S5/S8 Interface เป็น interface ระหว่าง S-GW กับ P-GW ในส่วน control plane ใช้ส่งสัญญาณควบคุมสำหรับ bearer establishment, update, delete และข้อมูลสร้าง bearer context โดยใช้โปรโตคอล GTPv2 ในการขนส่ง signaling message และในส่วนของ user plane ใช้ขนถ่ายข้อมูลการใช้งานของผู้ใช้บริการ (uplink และ downlink) ระหว่าง S-GW กับ P-GW จะใช้โปรโตคอล GTPv1 ในการขนถ่ายข้อมูล
        ความแตกต่างระหว่าง S5 กับ S8 คือถ้าเป็น interface ระหว่าง S-GW กับ P-GW ในโครงข่าย PLMN เดียวกันหรือใน home เรียกว่า S5 และถ้า interface ระหว่าง S-GW กับ P-GW ต่างโครงข่าย PLMN หรือกรณี roaming เรียกว่า S8

SGi Interface เป็น interface ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย IP ทั่วไปหรือเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตจะเหมือนกับ Gi ในระบบ 3G UMTS/HSPA แต่เรียกชื่อต่างกัน สำหรับบริการด้านเสียงจะเชื่อม SGi ไปยัง IMS (IP Multimedia Subsystem) ซึ่งเป็นระบบรองรับบริการ VoLTE (Voice over LTE) และสำหรับบริการด้านข้อมูล SGi จะเชื่อมกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตโดยอาจจะต่อผ่านอุปกรณ์ Firewall หรือ CGNAT (Carrier Grade NAT) เพื่อแปลง Private IP ที่ระบบจ่ายให้โทรศัพท์มือถือไปเป็น Public IP ใช้เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต หรืออาจเชื่อมผ่านอุปกรณ์ PCEF ทำการตรวจสอบแพ็กเก็ตเพื่อกำหนด Bandwidth, FUP หรือตรวจสอบเพื่อใช้เป็นเงื่อนไขการสร้าง Packages กำหนดอัตราค่าบริการตามโปรโตคอล/แอปพลิเคชัน เป็นต้น

หมายเหตุ: บทความนี้เขียนจากประสบการณ์และความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนเพื่อเผยแพร่ความรู้แก่ผู้อ่านเท่านั้น ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องใดๆ ทั้งสิ้นกับหน่วยงานที่ผู้เขียนปฏิบัติงานอยู่ สำหรับภาพ ตราสินค้า Software และ/หรือข้อมูลอื่นๆ ที่นำมาจากแหล่งอื่นนั้น มีจุดประสงค์เพื่อเผยแพร่ความรู้โดยหวังว่าจะเป็นประโยชน์แก่ผู้อ่านที่ต้องการติดตามเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ 4G เท่านั้นไม่มีจุดประสงค์จะละเมิดลิขสิทธิ์แต่ประการใดทั้งสิ้น โดยผู้เขียนจะระบุที่มาของข้อมูลเท่าที่จะสามารถทำได้