2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
2.2.3 Đƣờng giao tiếp giữa mạng lõi với mạng truy cập vô tuyến
Nhƣ trong hình 2.9, nút Gateway giữa mạng truy nhâp vô tuyến và mạng lõi đƣợc phân ra thành hai thực thể luận lí: Serving Gateway (Serving-GW) và Mobility Manager Entity (MME). Kết hợp với nhau, chúng thực hiện những công việc tƣơng tự nhƣ SGSN (Serving GPRS Support Node) trong các mạng UMTS. Trong thực tế, cả hai thành phần luận lí này có thể đƣợc thực hiện trên cùng một thiết bị phần cứng hoặc có thể đƣợc tách ra để có thể tăng giảm kích cỡ độc lập với nhau.
Bởi vì đƣờng giao tiếp S1 đƣợc dùng cho cả dữ liệu ngƣời dùng (nối với Serving_GW) lẫn dữ liệu báo hiệu (nối với MME), nên kiến trúc của các giao thức
tầng cao hơn đƣợc phân ra thành hai bộ giao thức khác biệt: S1-C và S1-U. Giao thức S1-C (điều khiển) đƣợc dùng để trao đổi các thông điệp điều khiển giữa một UE và MME. Nhƣ đƣợc trình bày bên dƣới, các thông điệp này đƣợc trao đổi qua các kênh “non-IP” đặc biệt trên giao tiếp vô tuyến rồi sau đó đƣợc eNodeB đặt vào trong các gói IP trƣớc khi chúng đƣợc gửi chuyển tiếp đến MME. Tuy nhiên, dữ liệu ngƣời dùng đã đƣợc truyền với tính cách các gói IP qua giao tiếp vô tuyến, và chúng đƣợc gửi chuyển tiếp qua giao thức S1-U (ngƣời dùng) đến Serving-GW. Nếu MME và Serving-GW đƣợc thực hiện riêng biệt, đƣờng giao tiếp S11 sẽ đƣợc dùng để liên lạc giữa hai thực thể đó. Cần có sự liên lạc giữa hai thực thể đó, ví dụ nhƣ để tạo ra các kênh truyền khi ngƣời dùng nối vào mạng, hoặc để sửa đổi một đƣờng hầm khi một ngƣời dùng nào đó di chuyển từ cell này sang cell khác.
Không giống nhƣ các mạng vô tuyến không dây trƣớc đó, khi một Gateway của mạng truy nhập (SGSN) chịu trách nhiệm đối với một số RNC nhất định và mỗi RNC đến lƣợt nó lại chịu trách nhiệm đối với một số trạm cơ sở nhất định, đƣờng giao tiếp S1 hậu thuẫn một kiến trúc nối kết mắc lƣới (mesh). Thế có nghĩa là không phải chỉ một mà là vài MME và Serving-GW có thể liên lạc với từng eNodeB, và số lƣợng MME và Serving-GW có thể khác biệt. Điều này làm giảm số lƣợng các cuộc chuyển giao liên-MME khi ngƣời dùng di chuyển, và cho phép số lƣợng MME phát triển độc lập với số lƣợng Serving-GW, bởi vì dung lƣợng của MME lệ thuộc vào tải trọng báo hiệu, còn dung lƣợng của Serving-GW lệ thuộc vào tải trọng dữ liệu truyền của ngƣời dùng. Những dung lƣợng này có thể phát triển khác nhau qua thời gian. Một kiến trúc mắt lƣới của giao tiếp S1 cũng bổ sung tính dự phòng cho mạng. Nếu một MME hỏng, thì một MME thứ hai có thể tự động tiếp quản nếu nó đƣợc cấu hình để phục vụ những cell giống nhƣ MME kia. Tác hại duy nhất của một cơ chế khôi phục tự động khi gặp hỏng hóc nhƣ vậy là, những ngƣời dùng đƣợc phục vụ bởi MME hỏng phải đăng kí lại với mạng. Những khả năng mắt lƣới của giao tiếp S1 đƣợc dùng trong thực tế nhƣ thế nào là tùy thuộc vào chính sách của các nhà cung cấp dịch vụ mạng và vào kiến trúc của mạng vận chuyển bên dƣới.