Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Integrating Off-the-shelf 3GPP Access Networks in the OpenEPC Software Toolkit - Realizing cost-efficient and complete small-scale-operator testbeds - Marius Corici, Mihai Constatin, Dwianto Dana Satriya, Dragos Vingarzan, Valentin Vlad, Lukas Wöllner Fraunhofer Institute FOKUS, Germany [email protected] www.FOKUS.fraunhofer.de/go/ngni www.FUSECO-Playground.org www.OpenEPC.net 1 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Overview Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: The Problem – Providing research infrastructure for both the academia and the industry – Cost-effective solutions for NGN test-beds in the mobile domain – Realizing realistic testing environments The OpenEPC Project – Short overview Integrating off-the-shelf 2G/GPRS femto-cells in OpenEPC – Interfaces and protocol stacks – Procedures and implemented functionalities – Lessons learned – Validation Outlook – 3G/UMTS progress status – 4G/LTE short overview Q&A 3 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: The Problem: Access to Mobile Technology Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Wireless testbeds – Most deal with WiFi (e.g. open source WiFi drivers like MADWIFI have spurred the creation of numerous test-beds and incredible innovation) – Also numerous related to ZigBee or Bluetooth – Yet for the most used today – GPRS, UMTS, LTE – very few Blocking issues – Very complex interfaces and protocol stacks – Education: how many here have learned about the GPRS protocols during university courses? – Equipment costs – Proprietary/Specialized hardware – Interoperability and vendor-locking – “Secret” algorithms – Spectrum license required Today mobile drives innovation in the telecommunication domain – Such test-beds are “must-have” for all universities and R&D organizations 4 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: What is the 3GPP Evolved Packet Core Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: An overlay over the operator core network providing all-IP connectivity – Over heterogeneous accesses (LTE, 3G, 2G, non-3GPP, femto, …) – Using the operator transport network – Towards all IP based applications IP connectivity services include features for: – Seamless mobility management – Mobile device reachability – QoS and charging control – Secure access and authorization – Based on the subscription profile – Based on the application requirements – With reduced OPEX for the operator – Forwarding of IP data packets 5 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Background: The OpenEPC Project Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das www.openepc.net jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: OpenEPC includes the main functions of 3GPP Evolved Packet Core (Rel. 8, 9, 10, 11, …) The principles of standard alignment, configurability and extensibility have been respected in the overall architecture and in the specific components implemented OpenEPC Rel. 4 enables the establishment of small operator network testbeds including: Core network mobility support (GTP, PMIP) Integration with real LTE, 3G, 2G and WiFi AAA for 3GPP and non-3GPP accesses Policy and Charging Control Access network selection Common mobile equipment support PLEASE NOTE: OpenEPC does not claim 100% standard compliance, but allows for early prototyping 7 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: OpenEPC Rel. 4 – Functions and Interfaces Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: 9 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Open Source IMS Core and OpenEPC test-beds Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das around the world jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Americas 10 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: 3GPP EPC – 2G/GPRS Architecture with EPC Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: GPRS/EDGE RAN (GERAN) is connected to the core network through two interfaces: – A interface for CS attachment, IDLE mode management, CS service establishment, … – Gb interface for PS attachment, IDLE mode management, PS bearer establishment, … In 2G MSC attachment is mandatory for PS services! 11 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: 3GPP EPC – Gb – Signaling Plane Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: 12 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: 3GPP EPC – Gb – User-data Plane Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: 13 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: 3GPP EPC - Gb – BSS <-> SGSN Communication Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Network Service (NS) BSS GPRS Protocol (BSSGP) 14 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Network Service Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den NS provides the services: – Network congestion indication Web/RGB farbwert manuell eingeben: – Service Data Unit (SDU) transfer – – Status indication exchange of upper layer protocol data units 15 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: BSS GPRS Protocol (BSSGP) Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Provisioning of parameters between: Web/RGB farbwert manuell eingeben: – BSS - derived from RLC/MAC – SGSN - received from higher layers Provisioning of functionality to enable two physically distinct nodes to operate management control functions. 17 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Logical Link Control (LLC) Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Provides a reliable link between the MS and SGSN Web/RGB farbwert manuell eingeben: 19 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Logical Link Control (LLC) Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Provides a reliable link between MS and SGSN Separate channels for GMM, SMS, IP, etc LLC transmission modes: – Unacknowledged mode – Acknowledged mode Modes of operations: – Async. Disconnected Mode (ADM) – Async. Balanced Mode (ABM) Functions: – Error detection, recovery, reorder – Congestion control, window management – XID negotiation – parameter exchange – Data cyphering 20 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: 3GPP EPC – 2G Integration Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das Signaling Plane – GSM Layer 3 jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: GPRS Mobility Management (GMM) Session Management (SM) 21 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: GPRS Mobility Management and Session Management Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: GPRS Mobility Management – Enables the service continuity while the MS is mobile – Procedures: Attachment/Detachment Authentication Paging (PS and CS) Location procedures – Routing area updates Session Management – Establishes PDP Contexts, which provide the IP data paths – Management of QoS parameters Short Message Service – Delivery (SMS-MT) and reception (SMS-MO) of short messages to/from MS For future development – Call Control – enabling CS call management 22 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: UE-SGSN Interface – User-Plane Data Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: Link Layer Connection (LLC) Protocol Subnetwork Dependent Convergence Protocol (SNDCP) 23 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: Packet Transmission Protocol Stack Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: The IP data packets are processed and encapsulated by the SNDCP and LLC SNDCP: – Maps IP packets to network characteristics – Packets are conveyed to Network PDUs (N-PDUs) – An SNDCP header is added LLC: – Provides a reliable MS-SGSN link – Adds an LL header RLC or BSSGP: – Receive the LL PDUs – Encapsulate them in RLC or BSSGP PDUs 24 Competence Center NGNI Fraunhofer FOKUS COLORPICKER: The ip.access nanoGSM/nanoBTS Picocell Zum Auswählen der korrekten Farbe mit dem Tool »Farbe auswählen« auf das (model 165G) jeweilige Feld unten klicken oder den Web/RGB farbwert manuell eingeben: