四网协同组网中核心网演进分析

2013-06-01 11:00张虹周俊茂
电信工程技术与标准化 2013年8期
关键词:核心网架构协同

张虹, 周俊茂

(1 中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司,上海 200060;2 中国移动通信集团上海有限公司,上海 200060)

四网协同组网中核心网演进分析

张虹1, 周俊茂2

(1 中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司,上海 200060;2 中国移动通信集团上海有限公司,上海 200060)

本文主要探讨了无线接入多样化情况下,核心网在四网协同组网演进中的阶段性分析,可分为三大阶段:GSM/TD-SCDMA核心网融合组网,完成GSM/TD-SCDMA的共接入;PS域完成GSM/TD-SCDMA/ WLAN的融合组网,并积极向SAE演进,实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE的共接入;IMS网络真正成为接入无关的融合核心网控制网络。

四网协同;核心网;组网演进;IMS

在相当长的一段时期内,GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE网络将长期共存,协同发展。随着移动无线接入网不断向IP化、扁平化方向演进,在GSM网络积极应用3G、4G技术,在TD-SCDMA网络应用提升网络能力的新功能,在WLAN上应用最新802.11n设备,推进GSM网络、TD-SCDMA网络向LTE FDD、TD-LTE平滑演进,是国际上共同的趋势。因此在这背景下,本论文主要探讨了核心网在多网络下共平台的建设演讲趋势,如何应对全业务竞争加剧,互联网业务的迅猛发展,提供综合接入能力来满足客户多样化需求的全业务网络。

1 核心网现状及存在问题

经过多年的发展,移动交换核心网目前由CS域、PS域和IMS域组成,现阶段各自独立组网。其中CS域内部基本完成IP化改造,实现控制、承载分离的扁平化架构;PS域实现IP承载;IMS域由试验转为商用,弥补了运营商原固定接入核心控制能力的空白。如图1所示。

虽然核心网有了一定的发展,但是还存在着一定的问题。在CS域中,TDM及未IP化设备仍在网运行,控制、承载尚未完全分离,网络架构不清晰;在PS域中,日益增长的数据流量对网络压力增大,单靠扩容PS域设备容量难以取得成效;另外对于日益增长的GPRS流量,无相应的资源管控手段;在新建的IMS域中,因为CS长期存在,IMS域初建,与CS域、PS域协同、融合发展不够。

针对这些问题,核心网需要调结构、促融合及支持全业务。IMS是未来核心网络的控制单元,与CS域长期并存,而PS域成为IMS域的接入并向SAE架构演进。在这一长期过程中,本文分析了演进的3阶段及核心网技术、架构、组网等方面的变化。

2 核心网演进阶段分析

CM-IMS是提升网络业务能力、应对全业务运营和互联网竞争的重要手段,是核心网演进的目标架构——统一融合的核心网。从长远讲,以构筑宽带、融合、开放、可运营可管理的核心控制网络是我们的目标,提升核心网在全IP环境下多业务支持能力和运营能力,以满足未来业务发展需要。

在CM-IMS成为统一融合的核心网终极目标前,还要经历引入阶段和与CS网络长期共存阶段。引入阶段CM-IMS主要实现固定接入控制,与CS域的关系是独立组网、业务互通,与PS域的关系是PS域为IMS域提供接入,会话类数据业务通过CM-IMS提供;之后会进入CM-IMS和CS网络长期共存阶段,与CS域长期共存,部分R4软交换着手升级支持ICS(IMS Centralized Services)的演进策略及网络方案,PS域仍为CM-IMS域提供IP承载,业务分担同时PS域核心网向SAE架构演进。最终CS和PS成为CM-IMS的接入网,CM-IMS成为统一融合的核心网。

跟随CM-IMS这一技术演进阶段和四网协同策略,本文确定核心网四网协同也分3阶段来探讨和分析。

2.1 阶段1:GSM/TD-SCDMA融合组网

在此阶段中,优化现有网络,全网IP化改造,GSM/TDSCDMA核心网率先融合,共组融合核心网,完成GSM、TDSCDMA的共接入。如图2所示。

GSM/TD-SCDMA融合组网是基于GSM/TD-SCDMA共核心网的一整套网络融合方案,利用GSM网络优势,实现TDSCDMA网络低成本快速建设,提高TD-SCDMA网络的服务质量及用户感受,为核心网走向统一和融合打下基础。

图1 核心网现状图

GSM/TD-SCDMA融合组网主要包含:

(1) 核心网网络组织的融合。软交换要进行IP化改造,“GSM话音IP承载”,为GSM/TD-SCDMA提供统一的网络组织,并为无缝融入后续演进的网络做准备。

(2) 核心网设备的融合。软交换要支持TDSCDMA的接入,为GSM/TD-SCDMA提供统一的移动性管理和业务处理能力。

(3) 核心网向业务支撑系统提供区分GSM/TDSCDMA的计费信息。

(4) 核心网向网管系统提供区分GSM/TD-SCDMA的接入信息。

图2 核心网阶段1融合组网图

图3 核心网阶段2融合组网图

为了快速规模实施GSM/TD-SCDMA融合组网,并关注网络安全性,可引入MSC/SGSN Pool组网,将物理多局环境变为逻辑单局环境。

2.2 阶段2:四网协同组网

以软交换为主已建的CS域核心网致力于话音解决方案,是中国移动赖以生存的盈利基础,将长期运营;解决固网接入的CM-IMS网络与CS业务互通、与PS业务分担,积极为统一控制的终极核心网架构做准备。此阶段中,可以重点关注PS域的变化。

对于日益增长的数据流量,首先针对现网无相应的资源管控手段PS域要引入PCC。PCC架构可以解决现网无线资源瓶颈突出,网络资源管控的需求;另外还可以满足市场策略/业务发展需求,及早有效解决网络资源和用户业务质量保障的平衡问题,还能支持区分品牌用户的市场策略,提供分级客户服务体验,进一步推出灵活差异化资费套餐;不论是T+W,还是IMS支持的全业务,都需要及早从网络架构整体保障业务QoS的策略控制,PCC可以满足公司全业务运营战略和网络演进技术发展需求。

同时,WLAN是中国移动蜂窝网的重要补充,是进入宽带市场的有效手段,GSM/TDSCDMA+WLAN深度融合,可以实现用户通过WLAN接入使用GSM/TD-SCDMA的PS域业务,有效分流GSM/ TD-SCDMA数据流量。

另外,LTE是中国移动的未来,随着LTE网络的建设,核心网PS域需要向SAE演进,满足日益增长的IP数据流量需求。

图4 核心网阶段三网融合组网图

因此阶段2核心网PS域积极演进发展,实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE共接入,如图3所示。

2.3 阶段3: IMS网络真正成为接入无关的融合核心网

在此阶段,IMS不断演进接近终级目标网,最终IMS网络完成了业务控制和承载控制/承载的分离,提供了接入无关的核心控制。CS演进为mAGCF,CS域逐步退化为CM-IMS的一个接入网络;另外PS演进为MME/SGSN Serving-GW,随着HSPA和LTE技术的成熟,CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务。同时,IMS的核心控制可以被各种业务共享,开放的业务架构为业务的快速部署提供了条件。

此时的IMS支持固定,移动,宽带,FMC融合以及后续的演进,支持全业务运营,企业,家庭,个人业务的融合和灵活应用,如图4所示。

3 小结

核心网四网协同的阶段性,分为3大阶段:

阶段1:核心网存在CS域,PS域及新引入的CM-IMS域,GSM/TD-SCDMA核心网率先融合,共组融合核心网,完成GSM、TD-SCDMA的共接入。

阶段2:核心网CS域、PS域与IMS域长期共存,3个域积极融合、业务互通。PS域完成GSM/TDSCDMA/WLAN的融合组网,并积极向SAE演进,实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE的共接入。

阶段3:IMS网络真正成为接入无关的融合核心网控制网络。

[1](法)皮埃尔(Lescuyer,P),(法)蒂埃里(Lucidarme,T)著.演进分组系统(EPS):3G UMTS的长期演进和系统结构演进[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 沈嘉,索士强,全海洋著. 3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计[M]. 北京:人民邮电出版社,2008年11月.

[3] 黄韬,刘韵洁,张智江,刘申建著. LTE/SAE移动通信网络技术[M]. 北京:人民邮电出版社,2009年7月.

[4] 3GPP TS 23.401: GPRS Enhancement for LTE Access[S].

[5] 3GPP TS 23.402: Architecture Enhancements For Non-3GPP access[Z].

Evolution analysis of the core network with the four-network coordination

ZHANG Hong1, ZHOU Jun-mao2

(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shanghai Branch, Shanghai 200060, China; 2 China Mobile Group Shanghai Co., Ltd., Shanghai 200060, China)

This article mainly discusses the periodic development of the core network with the wireless access of diversif i ed cases (GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE).The core network of four networks fusion of wireless access, can be divided into three stages: GSM/TD-SCDMA core network fusion network, completes the GSM/TD-SCDMA common access. PS domain fi nishes GSM/TD-SCDMA/WLAN network of fusion, and actively to SAE enhancement, realize GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE common access. IMS network becomes a real access control network of the independent of the converged network.

four-network coordination; IMS; the fusion core network

TN929.5

A

1008-5599(2013)08-0008-04

2013-05-29

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