GPRS核心網(wǎng)設(shè)備的2G/3G融合改造探討

賴曉龍 林 濤 曾 鍇 劉立宇

【摘要】文章介紹了陜西移動GPRS核心網(wǎng)2G/3G融合改造的方案,主要從以下幾個方面來闡述:GPRS核心網(wǎng)2G/3G融合發(fā)展的驅(qū)動力、融合改造涉及的問題、改造的步驟以及對改造所做的試驗(yàn)。試驗(yàn)表明該方案在技術(shù)上是可行的。

【關(guān)鍵詞】GPRS 核心網(wǎng) PS域 2G/3G融合 TD

1 引言

移動通信系統(tǒng)主要由核心網(wǎng)(CN)、無線接入網(wǎng)(RAN)及移動臺(UE)三部分組成。核心網(wǎng)的功能是負(fù)責(zé)信息在系統(tǒng)內(nèi)部的交換、路由、用戶數(shù)據(jù)管理、安全,以及與其他通信系統(tǒng)的信息交換傳輸?shù)取ｋS著移動通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展,移動核心網(wǎng)也一直在向前演進(jìn)。

中國移動分組核心網(wǎng)使用GPRS技術(shù),經(jīng)過版本升級和設(shè)備替換等一系列技術(shù)改造,當(dāng)前的2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)容量能夠滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要,并且各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定,客戶感知和評價良好,是很好的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)。但隨著2009年3G業(yè)務(wù)在國內(nèi)的全面開展,用戶對寬帶移動Internet接入等3G業(yè)務(wù)需求量大增。

為了維持當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營,實(shí)現(xiàn)客戶群體的保全和轉(zhuǎn)移,逐步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的升級和業(yè)務(wù)的融合,適應(yīng)全方位競爭的需要,同時兼顧網(wǎng)絡(luò)投資,發(fā)揮2G/3G“兩個系統(tǒng)一張網(wǎng)絡(luò)”的協(xié)同效益,實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)PS域的一體化建設(shè)就成了最佳的選擇。對于核心網(wǎng)PS域設(shè)備進(jìn)行改造使之同時支持2G、3G業(yè)務(wù)自然而然也就成了需要解決的問題。

在2G/3G核心網(wǎng)設(shè)備融合理念的指引下,中國移動陜西公司成功實(shí)施了GPRS核心網(wǎng)2G/3G融合的試驗(yàn),本文將對此進(jìn)行分析和探討。

2 陜西移動GPRS核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)

目前,陜西移動GPRS核心網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

GPRS核心網(wǎng)在Gn接口是全I(xiàn)P化的,而在Gb接口則是基于FR/TDM的。隨著3G業(yè)務(wù)的推廣,核心網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必然會向著如下的趨勢演進(jìn):

◆ 端到端的IP化;

◆ 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化;

◆ 更高的帶寬;

◆ 更高的吞吐量;

◆ 更低的時延;

◆ 更好的QoS支持;

◆ 支持更多的接入技術(shù)。

中國移動在整個移動網(wǎng)絡(luò)IP化的進(jìn)程中,都是采用Gb over IP和Iu-PS over IP技術(shù)來推進(jìn)3G的PS域演進(jìn)。這種技術(shù)不會改變GPRS核心網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由方式,而僅僅是采用IP承載替代原來2G GPRS網(wǎng)絡(luò)中的FR承載以及3G GPRS中的ATM承載,使得整個移動網(wǎng)絡(luò)端到端IP化的進(jìn)程向前邁出了一大步。

3 陜西移動GPRS核心網(wǎng)設(shè)備支持3G的改造

方案

3.1 改造方案

目前陜西移動GPRS核心網(wǎng)設(shè)備尚不能同時支持2G、3G的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),為此就需要進(jìn)行設(shè)備改造。改造主要涉及到以下幾個方面:

(1)GPRS核心網(wǎng)與無線側(cè)的Gb接口在升級到3G之后,變成Iu-PS接口,無線承載轉(zhuǎn)為ATM/IP。

(2)在3G系統(tǒng)中,對于Iu-PS接口,引入PS站點(diǎn)接入方案以代替現(xiàn)有的2G Gb接口組網(wǎng)方案。

(3)由于3G的控制面和承載面端口分離,引入新的控制模塊實(shí)現(xiàn)控制和承載分離。

據(jù)此,對于SGSN來說,接口卡需要更換為可以支持ATM信元和IP承載的接口卡;GPRS核心網(wǎng)組網(wǎng)需要進(jìn)行擴(kuò)展,引入CE設(shè)備(Iu接口路由器),在RNC和SGSN之間實(shí)現(xiàn)IP路由;在SGSN設(shè)備增加控制單元支持控制面和承載面端口的分離。

圖2是GPRS核心網(wǎng)支持3G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖:

3.2 改造步驟

陜西移動GPRS核心網(wǎng)設(shè)備支持3G的改造步驟如下:

(1)硬件改造

◆ 對SGSN設(shè)備進(jìn)行硬件改造,新增擴(kuò)展架,裝配GPU框(PPU卡)、Iu Front End模塊、架間走線;

◆ 在現(xiàn)有SGSN 2A機(jī)架上,用2塊FEP NB&BB板替換原有2塊FEP NB板,來支持寬帶信令,通過補(bǔ)丁加載支持Iu接口和3G業(yè)務(wù)功能。

硬件改造過程如圖3所示。

經(jīng)過改造的設(shè)備,從硬件功能上來說已經(jīng)完全可以支持HSPA/HSPA+/DT、IMS以及SAE等功能和業(yè)務(wù)。

(2)軟件升級

經(jīng)過硬件改造后,SGSN通過軟件升級來支持Gb over IP和Iu-PS。對于GGSN來說,由于內(nèi)部硬件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IP化,僅進(jìn)行軟件升級即可支持2G/3G的業(yè)務(wù)融合。

3.3 改造試驗(yàn)

根據(jù)上述方案,陜西移動對GPRS核心網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn),操作如下:

(1)選擇一套SGSN設(shè)備進(jìn)行硬件擴(kuò)容,更換SGSN的信令板卡,增加SGSN擴(kuò)展機(jī)架以及CE路由器。

(2)對SGSN、GGSN的軟件版本升級以支持新的業(yè)務(wù)、功能。

試驗(yàn)結(jié)果表明方案是可行的,為后續(xù)大規(guī)模改造的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

TD/2G共用核心網(wǎng),支持TD/2G業(yè)務(wù)能力,降低網(wǎng)絡(luò)綜合運(yùn)營成本,為用戶提供高質(zhì)量的TD/2G通信服務(wù):這是中國移動開展3G業(yè)務(wù)運(yùn)營的選擇,改造核心網(wǎng)PS域設(shè)備使之同時支持2G/3G的業(yè)務(wù)是其中的組成部分。本文對陜西移動的試點(diǎn)方案進(jìn)行了分析和討論,結(jié)果表明融合組網(wǎng)方案在技術(shù)上可行。