系統架構演進

系統架構演進（英語：System Architecture Evolution，縮寫：SAE）是3GPP所制定的LTE無線通信的核心網絡標準。

SAE是基於GPRS核心網的演進。其主要差別為：

• 簡化架構
• 全IP網絡（AIPN）
• 支持提供更高吞吐量和更低延遲的接入網
• 多個異構接入網絡的互通，包括E-UTRA（LTE和LTE升級版的接入網），3GPP現有系統（例如GPRS和UMTS的接入網GERAN和UTRAN），也支持與非3GPP系統之間的互通（例如WiMAX或CDMA2000或WIFI）

SAE結構體系

SAE是的傳輸使用全IP網絡，從而支持系統的控制平面和用戶平面的分離。

SAE體系結構的主要組成部分是演進版分封核心（EPC，Evolved Packet Core )，也被稱為SAE核心。 EPC作用與GPRS網絡相似，包含移動性管理組件（MME），服務網關（S-GW）和PDN網關（PDN Gateway）等網元。

演進版分封核心架構

EPC的網元包括：

MME

移動性管理實體（MME，Mobility Management Entity）：MME是LTE接入網絡的關鍵控制節點。它負責空閒模式UE（用戶設備）跟蹤和尋呼控制。這些內容也包括UE的註冊與註銷過程，同時幫助UE選擇S-GW，以完成LTE系統核心網絡（CN）節點切換。

通過與用戶歸屬伺服器（HSS）的信息交流，MME完成用戶驗證功能。MME是非接入層（NAS）信令的終結點，它負責生成和分配UE的臨時ID。它通過鑒權，決定UE是否能享受本服務提供商的服務，並對UE做漫遊限制。MME是為NAS信令提供加密/完整性保護的網絡節點，並且負責安全密鑰管理。MME也支持對信令的合法監聽。 MME也通過S3端口的信令提供LTE與2G/3G接入網絡之間切換的移動性管理。 對漫遊的UE，MME通過S6a接口完成與HSS的通信。

SGW

服務網關（SGW，Serving Gateway）：S-GW負責用戶數據包的路由和轉發。當UE在eNodeB之間中繼（handover）或在LTE與其他3GPP無線技術（RAT，Radio Access Technology）之間移動時，SGW是其用戶面數據的錨點，它通過S4接口與2G/3G系統的SGSN通信。對於空閒狀態的UE，SGW是下行數據路徑的終點，在下行數據到達時觸發對UE的尋呼。SGW管理和存儲UE的上下文（context），其內容包括為UE提供的IP承載（bearer）的參數、網絡內部的路由信息等。如果使用合法監聽功能，它還對用戶所傳輸的數據進行複製。

PGW

PDN網關（PGW，PDN Gateway）：PDN網關作為連接點，為UE提供與公共數據網（PDN，Packet Data Network）之間的傳輸。一個UE可以同時通過多個PGW訪問多個PDN。PGW實現控制策略的實施、針對用戶的數據包過濾、計費、合法監聽與數據包篩選。 PGW的另一個關鍵作用的是作為3GPP和非3GPP網絡（例如WiMAX和3GPP2的CDMA 1X和EvDO）之間的移動性管理錨點。

HSS

歸屬用戶伺服器（HSS，Home Subscriber Server）：HSS是一個中央數據庫，包含與用戶信息和所訂閱的服務的信息。HSS的功能包括:移動性管理，呼叫和會話建立的支持，用戶認證（authentication）和訪問授權（authorization）。 HSS的功能是2G、3G核心網的歸屬位置寄存器（HLR）和認證中心（AuC）的擴展。

ANDSF

接入網絡發現和選擇功能（ANDSF，Access Network Discovery and Selection Function）：ANDSF的功能是用戶設備（UE）提供為3GPP和非3GPP（如Wi-Fi）接入網的信息。ANDSF的目的是協助UE發現在其附近的接入網絡，並提供接入的優先次序和管理這些網絡的連接規則（策略）。

ePDG

演進的分組數據網關（ePDG，Evolved Packet Data Gateway）：ePDG的主要功能是確保數據傳輸的UE能夠通過不可信的非3GPP接入網連接到EPC。ePDG與UE之間會建立IPsec隧道以傳輸用戶數據。

相關資料

• 3GPP page on SAE
• 3GPP TS 23.401: General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• 3GPP TS 23.402: 3GPP System Architecture Evolution （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• 3GPP LTE-SAE Overview, by Ulrich Barth (SAE in 2006)

參考文獻

• SAE and the Evolved Packet Core - driving the mobile broadband revolution: SAE and the Evolved Packet Core - driving the mobile broadband revolution. Elsevier. （原始內容存檔於2012-05-26）. 

• LTE White Paper: Long Term Evolution (LTE):A Technical Overview (PDF). Motorola. （原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26）. 

• Strategic White Paper: Introduction to Evolved Packet Core (PDF). Alcatel-Lucent. （原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26）. 

• Technical White Paper: Evolved Packet Core solution: Innovation in LTE core (PDF). Alcatel-Lucent. （原始內容 (PDF)存檔於2012-05-26）. 

• SAE test bed: Nomor provides SAE (System Architecture Evolution) test bed within the SEA project. Nomor Research. （原始內容存檔於2011年10月5日）.