EPC分组核心网组网方案及演进探究

李盟 吴志芳

【摘要】 文章结合笔者多年的工作实践与总结，简要地阐述了EPC分组核心网的组成，从中针对EPC组网方案进行了探讨与研究，并提出了EPC分组核心网的演进建议，以供大家参考。

【关键词】 EPC分组 核心网 组网方案 演进

近年来，随着全球各运营商的3G移动分组网络的不断发展，网络的演进压力不断增大，传统的3G技术已不能满足用户快速提升的体验需求。一些运营商大量引入3GDT缓解数据业务流量增长带来的演进压力，而3GDT只能暂时缓解SGSN的用户面压力，并不能从根本上解决问题。因此，为满足业务迅速发展的需要，下一代分组核心网（EPC）在网络发展中得到了引入。

一、EPC分组核心网概述

EPC分组核心网主要由MME、S- GW、P- GW、HSS、PCRF等网元组成。MME为移动性管理设备，主要提供移动性管理、会话管理等控制功能；S-GW为服务网关，负责用户面处理、计费等功能，是用户本地移动性管理的锚点；P-GW为面向PDN终结于SGi接口的网关，负责IP地址分配、计费、QoS控制等功能；HSS为归属用户服务器，管理用户签约信息；PCRF为策略服务器，帮助EPC网络实现策略和计费控制功能。EPC分组核心网通过S1-MME和S1-U接口与LTE无线接入网相连，通过SGi接口与外部PDN网络相连。

二、EPC组网方案分析

EPC的引入共有3种组网方案，即与2G/3G分组核心网独立组网、与2G/3G分组核心网共网关组网、与2G/3G分组核心网共核心网组网等，3种方案分别满足网络发展不同场景的组网需求。

2.1 独立组网

独立组网是指EPC分组核心网与2G/3G分组核心网分别组网，两者之间无任何关联。EPC分组核心网的MME、P-GW/S-GW、HSS等设备只负责处理从LTE网络接入的用户，2G/3G分组核心网的SGSN、GGSN、HLR等设备只负责处理从2G/3G网络接入的用户。

独立组网只需新建EPC分组核心网设备，不需要对2G/3G分组核心网进行升级改造，新建EPC网络与现有2G/3G分组核心网并存。该组网不能提供互操作功能。

2.2 共网关组网

共网关组网是指EPC分组核心网与2G/3G分组核心网共用P-GW/GGSN网关设备。EPC分组核心网的MME设备只负责处理从LTE网络接入的用户，2G/3G分组核心网的SGSN只负责处理从2G/3G网络接入的用户，EPC与2G/3G分组核心网共用的PGW/GGSN设备同时处理从LTE接入和从2G/3G接入的用户。考虑到运营商现网的互操作需求，以及用户数据融合的必然性，应使用融合HSS/HLR设备。

共网关组网方案可以提供LTE与2G/3G的互操作功能。互操作功能除了需要LTE与2G/3G共P-GW/GGSN设备、HSS/HLR设备外，还需升级运营商现网SGSN设备以支持根据终端能力进行网关选择。其中根据终端能力进行网关选择是为了保证LTE与2G/3G切换时业务的连续性。

2.3 共核心网组网

共核心网组网是指LTE与2G/3G无线接入相同的核心网，即EPC分组核心网与2G/3G分组核心网完全融合，共MME/SGSN设备和P-GW/GGSN设备。共用的MME/SGSN设备、P-GW/GGSN设备同时处理从LTE网络接入和从2G/3G网络接入的用户。考虑到运营商现网的互操作需求，以及用户数据融合的必然性，应使用融合HSS/HLR设备。

共核心网组网方案可以提供LTE与2G/3G的互操作功能，但除了LTE与2G/3G共用MME/SGSN设备、PGW/GGSN设备、HSS/HLR设备外，还需MME/SGSN设备可以实现根据终端能力进行网关选择功能，同时需要对运营商现网SGSN升级，以便实现根据终端能力进行网关选择、EPC格式的域名解析系统等功能。

2.4 EPC组网方案选择

应综合考虑引入时机、对网络的影响、设备成熟度、成本等多方面因素，选择组网方案。鉴于独立组网方案不能提供互操作功能，而目前各厂家设备已支持LTE与2G/3G网络的互操作功能，因此建议选择共网关组网或共核心网组网方案。

与共网关组网相比，共核心网组网具有共享MME/SGSN资源，减少SGSN与MME间信令负荷的优势，可以更平滑地实现运营商现网络演进。因此在运营商EPC部署初期，在MME/SGSN融合设备成熟的情况下，应选择共核心网组网，否则可采用共网关组网，后期逐步实现共核心网组网。

三、EPC分组核心网的演进

从网络长期演进的趋势分析，移动分组核心网的目标网络应该支持2G/3G/LTE等共核心网，用户面、控制面、用户数据和策略控制等方面完全统一，即2G/3G/LTE等多种接入技术同时接入分组核心网，用户面实现GGSN、P-GW等融合；控制面实现SGSN、MME融合；用户数据实现HLR、HSS等融合；策略控制实现2G/3G、LTE的PCRF融合。在向目标演进的过程中要解决现有网络如何平滑升级的问题。

3.1 EPC引入建议

3.1.1 引入EPC初期

（1）LTE小规模覆盖，可对重点用户开展数据业务，保障数据业务连续性，并考虑适时引入语音业务。

（2）融合产品成熟的情况下，优选共核心网组网。MME和P-GW/S-GW集中设置在省会和区域中心城市，与SGSN和GGSN保持一致，根据HSS容量考虑HSS的设置，PCRF设置在省会或区域中心城市，尽量与P-GW/GGSN保持一致。根据网络实际情况选择新建EPC分组核心网设备还是升级现网2G/3G分组核心网设备。

（3）根据运营商发展情况选择是否与2G/3G分组域进行互通，以实现数据业务互操作功能；与2G/3G电路域进行互通，以通过CSFB方案提供语音业务。

3.1.2 引入EPC中后期

（1）不断扩大LTE覆盖，继续新建融合节点设备或升级运营商现网融合节点设备。将不支持升级的SGSN、GGSN、HLR设备逐步退网，根据网络发展情况决定是否将现网可升级支持融合MME/SGSN、P-GW/GGSN、HSS/HLR节点的SGSN、GGSN、HLR设备进行升级或逐步退网，逐步引入MME/S4SGSN融合设备，最终实现全网共核心网。充分利用Pool的特性实现2G/3G网络向EPC的平滑演进。

（2）根据业务发展情况（尤其是实时业务）将S-GW和P-GW分散到各地（市）本地网，以节省S1接口传输资源，满足实时业务的QoS需求，而普通数据业务仍通过省会和区域中心城市的P-GW接入。

（3）根据LTE网络部署IMS的情况，实现与IMS的互通，以提供VoIP业务，同时对2G/3G电路域进行升级改造，以支持LTE与2G/3G间语音业务的连续性。

四、结语

EPC作为分组核心网的长期演进目标，具有很多优点，将使移动运营商在全业务运营时代更加具有竞争力。本文分析了EPC分组核心网的引入需求，重点研究了EPC分组核心网的各种组网方案并对各方案进行了对比分析，从中针对EPC引入时的组网方案、及演进思路进行了分析与研究，以供专业人土参考借鉴。

参 考 文 献

[1] 吕红卫. 核心网分组域引入EPC架构分析[J]. 电信科学，2010（6）

[2] 刘微. 移动核心网分组域SAE演进方案研究[J]. 移动通信，2010（20）