Evolutions du Réseau Cœur Mobile pour M2M/IoT : LTE-M et NB-IoT

2 jours

Objectifs : Comprendre les Evolutions 3GPP R13 et R14 pour un coeur de réseau mobile adapté aux communications M2M/IoT, notamment LTE-M et NB-IoT

Public : Ingénieurs télécom, Architectes télécom, Consultants télécom, ingénieur cœur de réseau

Pré-requis : Connaissance du réseau cœur mobile

Le réseau cœur mobile évolue dans les Releases 3GPP R13 et R14 pour prendre en charge de manière efficace des devices MTC (Machine Type Communication). Le résultat est appelé cIoT (Cellular Internet of Things) avec deux variantes, LTE-M (LTE for MTC) et NB-IoT (Narrowband IoT) qui concernent l’évolution du réseau LTE. Parmi ces évolutions figurent :
• AESE (Architecture Enhancements for Services) pour exposer des APIs associées à des capacités de service afin de fournir des services à valeur ajoutée à des applications d’entreprises externes.
• DECOR (Dedicated Core Network) qui concerne l’usage d’un réseau cœur dédié afin de fournir des caractéristiques et fonctions spécifiques ou afin d’isoler des usagers spécifiques tels que les usagers MTC.
• Extended DRX (Extended Discontinuous Reception) pour optimiser la consommation d’énergie par le device MTC.
• Les améliorations HLCom (High Latency Communication) considèrent le scénario où les applications communiquent avec des devices momentanément injoignables (potentiellement pour une longue période) sur l'accès 3GPP IP et la possibilité de supporter un grand nombre d'entre eux dans le réseau mobile sans affecter les performances de manière négative: Le scénario spécifique concerne le sens descendant pour les devices qui ne sont pas accessibles pour une longue période en raison du mode économie d'énergie (PSM) et les problèmes liés à de tels devices tel que le rejet de paquet lorsque l'UE dort, les retransmissions fréquentes, la charge dans le réseau coeur et le gaspillage de ressources radio.
• MONTE (Monitoring Enhancements) afin de superviser différents événements relatifs aux devices MTC.
• GROUPE (Group Based Enancements) qui inclut des fonctionnalités afin de gérer des groupes de device MTC dans le réseau mobile : livraison de message à un groupe de devices, contrôle de congestion d’un groupe de device, adressage d’un groupe de devices, policy control relatif à un groupe de devices.
• NIDD (Non-IP Data Delivery) afin de remplacer l’établissement de bearers de données IP consommateur en énergie par une extension du protocole NAS (Non-Access Stratum) pour permettre de transférer sur le plan de contrôle de petits volumes de données (La pile de protocole IP n’est plus nécessaire).
Le but de cette formation est de présenter l’ensemble de ces extensions avec les architectures/interfaces associées, les fonctionnalités sous-jacentes et les call flows pour mieux appréhender ces fonctionnalités.

1. Evolution de l’architecture de réseau mobile pour les communications MTC avec des fonctions d’exposition de capacité de service (AESE)
1.1. Architecture sans roaming
1.2. Architecture avec roaming (home routed et local breakout)
1.3. Entités de l’architecture
1.3.1. SCEF/MTC-IWF
1.3.2. MTC-AAA
1.3.3. IWK-SCEF
1.3.4. SCS/AS
1.3.5. HSS
1.3.6. SGSN/MME/MSC Server
1.3.7. SMSC
1.3.8. PCRF
1.3.9. RCAF
1.4. Interfaces de l’architecture

2. Cœur réseau dédié pour les devices M2M/IoT (DECOR, Dedicated core)
2.1. Principes
2.2. Architecture cœur paquet dédié
2.3. Assignation de MME/SGSN dédié
2.3.1. Assignation pendant l’Attach
2.3.2. Assignation pendant le handover
2.3.3. Maintien des nœuds dédiéés lors de TAU/RAU
2.4. Fonction de sélection de SGW/PGW dédiés
2.5. Resélection de nœud dédiés du réseau cœur par le HSS lors d’un changement de profil par souscription
2.6. Architecture cœur circuit dédié et fonctions associées

3. Procédure de réveil de device MTC
3.1. Réveil d’un device via T4
3.2. Réveil d’un device via SMS
3.3. Call flows associés aux différents scénarii

4. Procédure de Supervision d’événements relatifs à des devices MTC (MONTE, Monitoring Enhancements)
4.1. Types d’événement
4.1.1. Perte de connectivité
4.1.2. Joignabilité de l’UE
4.1.3. Rapport de localisation
4.1.4. Changement d’associationn IMSI-IMEI
4.1.5. Etat de roaming
4.1.6. Echec de communication
4.1.7. Disponibilité après l’échec de la procédure DDN (Downlink Data Notification)
4.1.8. Nombre d’UEs présents dans une aire géographique
4.1.9. Etat du réseau dans une aire géographique
4.2. Types de supervision
4.2.1. Supervision d’événement via HSS
4.2.2. Supervision d’événement via MME
4.2.3. Supervision d’événement via SGSN
4.2.4. Supervision d’événement via PCRF
4.2.5. Supervision d’événement via GMLC
4.2.6. Supervision d’événement via RCAF
4.2.7. Supervision d’événement via IWK-SCEF en situation de roaming
4.3. Call flows pour la supervision/notification des événements via les différentes entités

5. Procédure de gestion de groupe de device MTC (GROUPE, Group Enhancements)
5.1. Optimisations du réseau mobile pour les groupes de device MTC
5.2. Group-based messaging
5.3. Policy control pour des groupes de devices MTC
5.4. Groupes et identificateurs de groupe

6. Extended DRX, PSM et HLCom
6.1. Extended idle mode DRX (eDRX) pour la réduction de la consommation d’énergie de l’UE
6.1.1. Principes de l’Extended idle mode DRX
6.1.2. Paging pour extended idle mode DRX avec UTRAN
6.1.3. Paging pour extended idle mode DRX avec E-UTRAN
6.2. Power save mode (PSM) pour la réduction de la consommation d’énergie de l’UE
6.3. High latency communication (HLCom) et Extended DRX
6.3.1. Approche basée sur une mise en tampon étendue du trafic de données entrant dans le Serving GW
6.3.2. Approche basée sur la procédure de supervision d’événement où les événements sont soit UE Reachability soit Availability after DDN failure.

7. Options pour la connectivité de données
7.1. IP sur plan usager avec ou sans optimisation sur le plan usager
7.2. IP sur plan contrôle avec optimisation sur plan de contrôle
7.3. Non-IP sur plan contrôle avec optimisation sur plan de contrôle

8. Livraison de non-IP Data
8.1. Approche NIDD (NIDD, Non-IP Data Delivery)
8.1.1. Etablissement de connexion T6a/T6b entre MME/SGSN et SCEF
8.1.2. Configuration NIDD
8.1.3. Procédure NIDD pour le trafic entrant
8.1.4. Procédure NIDD pour le trafic sortant
8.1.5. Libération de la connexion T6a/T6b entre MME/SGSN et SCEF
8.1.6. Modification de la connexion T6a/T6b lors d’un changement de MME/SGSN
8.1.7. Etablissement/Modification/libération de la connexion T6a/T6b en roaming via l’entité IWK-SCEF
8.1.8. Taxation NIDD
8.2. Small data : Transfert des données via NAS et non pas eRAB et réutilisation du tunnel GTP-U réseau entre SGW et PGW
8.2.1. Trafic small data sortant
8.2.2. Trafic small data entrant

9. eCall et LTE
9.1. eCall avec la solution CS-Fallback
9.2. eCall avec la solution VoLTE/IMS
9.2.1. Principes d’architecture
9.2.2. Attachement à LTE et demande de session eCall
9.2.3. Transfert de MSD
9.2.4. Identité de l’appelant
9.2.5. Callback pour eCall

10. Conclusion