移動網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)探討*

徐 峰，嚴學強

（上海貝爾股份有限公司 上海 201206）

1 引言

移動通信最初的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只為語音業(yè)務而設(shè)計，這一時期，運營商70%的創(chuàng)收都源于語音服務。隨著通信技術(shù)的不斷更新和社會的不斷進步，傳統(tǒng)簡單的語音業(yè)務已遠不能滿足人們的需求。特別是近幾年，互聯(lián)網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)迅速普及，各類新業(yè)務和新應用不斷涌現(xiàn)，從而迫使運營商由原來的只提供語音業(yè)務轉(zhuǎn)向語音與數(shù)據(jù)業(yè)務并行發(fā)展。數(shù)據(jù)業(yè)務的高速發(fā)展給移動通信行業(yè)帶來了新的產(chǎn)業(yè)模式。然而，業(yè)務流量的激增也促發(fā)了新的問題：互聯(lián)網(wǎng)P2P技術(shù)的運營模式以及物聯(lián)網(wǎng)所引發(fā)的商業(yè)鏈等因素的沖擊對網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了更高的要求。流經(jīng)移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量突飛猛漲，從而加大了設(shè)備投資與維護，利潤上升空間平緩，這將導致每比特數(shù)據(jù)流所創(chuàng)造的價值呈現(xiàn)負增長，增量不增收的局面使運營商淪為管道提供商的危機進一步加大。事實上，如何最大化地從單位比特數(shù)據(jù)流中獲取最大利潤是運營商最關(guān)心的，也是急待解決的問題。

為有效解決創(chuàng)收與成本之間的矛盾，移動運營商紛紛著手轉(zhuǎn)型，嘗試推出全業(yè)務運營，開辟有效的增收渠道。從技術(shù)層面看，移動運營商不僅要在無線接口與無線傳輸上有所突破，扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進也是克服此矛盾的有效手段之一。鑒于此，本文簡要回顧了3GPP、3GPP2和WiMAX標準組織下的移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進及其發(fā)展現(xiàn)狀，著重探討3GPP的LIPA/SIPTO架構(gòu)和阿爾卡特朗訊的基于BSR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

2 移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進現(xiàn)狀

扁平架構(gòu)的最主要目的是構(gòu)建一個低時延和低成本的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，與此同時，利用更少的設(shè)備，實現(xiàn)端到端QoS保障和穩(wěn)定的移動性支持。在扁平化架構(gòu)設(shè)計上，既要考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的投資回報又要考慮彼此間的相互兼容。

2.1 3GPP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進

3GPP標準組織致力于制定第三代移動通信及其未來移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)報告。鑒于篇幅所限，本小節(jié)主要講述增強型3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與EPS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

（1）增強型 3G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Direct Tunnel（DT）

DT是一項增強的3G網(wǎng)絡(luò)功能技術(shù)，它的目的是制定出一個適合于HSPA無線技術(shù)的低時延架構(gòu)。通過采用更加優(yōu)化的傳輸路線，DT傳輸使用戶數(shù)據(jù)流量能夠繞過SGSN節(jié)點，更甚者RNC與SGSN節(jié)點被同時繞過，使所需的數(shù)據(jù)鏈路數(shù)量進一步減少，從而提高傳輸效率，還可降低運維成本。TR 25.999[1]提出了3種可行的備選方案，具體介紹如下。

·保留RNC的DT架構(gòu)：用戶面的流量途經(jīng)SRNC節(jié)點并繞過SGSN節(jié)點直接到GGSN節(jié)點，而控制面則仍需經(jīng)由SGSN節(jié)點完成。這種模式對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的破壞性最小，與當前的技術(shù)最兼容，但它仍沒有徹底去除RNC節(jié)點。

·保留RNC控制面的DT架構(gòu)：RNC的控制面功能繼續(xù)保留下來，可以獨立于用戶面單獨進行升級。用戶面可繞過RNC節(jié)點，有兩種實現(xiàn)途徑：一種是基站節(jié)點通過SGSN和GGSN建立IP通路；另一種是基站節(jié)點直接與GGSN建立IP通路，這種方式效率較高。

·取消RNC節(jié)點的DT架構(gòu)：RNC功能完全集成到基

站節(jié)點，基站節(jié)點與核心網(wǎng)中的GGSN有直接的用戶面連接，SGSN節(jié)點用于控制面繼續(xù)保留。基站節(jié)點之間可實現(xiàn)互通。事實上，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計比前面兩種模式更接近3GPPR8版本中的EPS架構(gòu)。

（2）EPS 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

迫于WiMAX等移動通信技術(shù)的競爭壓力，并繼續(xù)保證3GPP系統(tǒng)在移動通信領(lǐng)域的技術(shù)和標準的競爭優(yōu)勢，3GPP標準組織于2004年啟動了長期演進（LTE）和系統(tǒng)架構(gòu)演進（SAE）兩大計劃的標準工作。

LTE（即 EUTRAN）與 SAE（即 EPC）組成演進的分組網(wǎng)絡(luò)，整個系統(tǒng)命名為EPS。EPS實現(xiàn)了移動通信領(lǐng)域在3G之后的一次階段性革命，通過引入一些全新的技術(shù)思路和設(shè)計理念，大大提升了移動通信系統(tǒng)的通信能力。相比2G/3G網(wǎng)絡(luò)，EPS是進一步扁平化的架構(gòu)，它將Node B節(jié)點與RNC節(jié)點融合為單一的eNode B節(jié)點，完全取消了CS域，同時進一步增強了IMS域?qū)φ麄€網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務控制能力，提供一個全IP化的分組核心網(wǎng)，可支持3GPP的UTRAN、GERAN的接入和非 3GPP的 WLAN、WiMAX、cdma2000的接入[2,3]。

2.2 3GPP2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進

3GPP2組織成立于1999年1月，也是一個致力于第三代及其未來通信系統(tǒng)規(guī)范制定的協(xié)作組織。目前,3GPP2主要負責cdma2000標準化工作及演進架構(gòu)的標準制定。

對比3GPP2的2/3G架構(gòu)，UMB網(wǎng)絡(luò)不再需要BSC集中控制實體。eBS將傳統(tǒng)BS和BSC的功能以及PDSN的某些功能融于一身，使網(wǎng)絡(luò)部署更為簡單，AGW為用戶提供了與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的IP連接點。UMB系統(tǒng)利用高度創(chuàng)新的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，簡化了網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計，從而易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴展。

由于種種原因，3GPP2沒有按照預訂的UMB方案演進，而UMB也已成為歷史，但是它的設(shè)計理念卻是反映未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢的典型代表之一。目前，全球主流CDMA電信運營商都確定未來向LTE網(wǎng)絡(luò)演進的方向邁進。當無線側(cè)部署LTE之后，核心網(wǎng)必然會部署EPC，現(xiàn)有CDMA接入網(wǎng)也會逐步演進并接入到EPC核心網(wǎng)當中。現(xiàn)階段，3GPP2網(wǎng)絡(luò)與EPS網(wǎng)絡(luò)之間的良好互通是實現(xiàn)CDMA網(wǎng)絡(luò)成功演進到EPS網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。

2.3 WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

WiMAX技術(shù)是以IEEE 802.16-2004和IEEE 802.16e-2005系列標準為基礎(chǔ)的寬帶無線接入技術(shù)，具有性能強、效率高和成本低等特點。WiMAX作為一種面向最后一公里接入的標準，具有重要的現(xiàn)實意義與戰(zhàn)略價值。WiMAX標準雖然制定時間不長，但是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展非常迅速。2007年10月19日，國際電信聯(lián)盟（ITU）正式批準了無線寬帶技術(shù)WiMAX成為3G標準，標志著WiMAX也正式成為IMT-2000家族的一名成員，與 WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA并列，成為ITU的全球3G標準。與3GPP和3GPP2組織的3G系統(tǒng)相比，WiMAX架構(gòu)的簡潔性部分因素是由于WiMAX是更新的技術(shù)，在開發(fā)過程中吸取了3G的很多經(jīng)驗教訓，不存在任何反向兼容問題或者遺留包袱。WiMAX網(wǎng)絡(luò)的快速部署和良好的特性對3GPP來說是極大的挑戰(zhàn)。從某種意義上說，WiMAX在移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化過程中擔當助推力的角色。

WiMAX承載鏈路中主要包含基站和ASN-GW，兩者一起構(gòu)成ASN架構(gòu)。基站通常屬于物理設(shè)備，完成物理層與MAC功能。ASN-GW往往是一個獨立的設(shè)備，作為執(zhí)行點和決策點，它既可支持承載面又可支持控制面功能，負責提供與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的IP連接。控制功能主要包含移動性管理、計費和認證，可能還包括RRM；承載功能主要包含用戶面轉(zhuǎn)發(fā)、策略執(zhí)行和信息包檢測等方面。

WiMAX論壇網(wǎng)絡(luò)工作組提供了3種ASN模式，如圖 1所示[4]，參照RRM的處理方式來定義。

·模式A：RRM由基站和ASN-GW分攤；

·模式B：ASN集成到基站中；

·模式C：RRM集成到基站中，ASN-GW單獨設(shè)置。

模式C是一種包含獨立基站和ASN-GW節(jié)點的分布式架構(gòu)，是目前最受歡迎的一種備選方案。在這種模式中，由于RRM功能融入基站節(jié)點，ASN-GW產(chǎn)品的市場對非無線設(shè)備供應商敞開了，尤其是IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應商。這種開放性可以促進供應商之間的創(chuàng)新和良性競爭，與當前的3G網(wǎng)絡(luò)形成鮮明對比。目前,3G網(wǎng)絡(luò)中由于基站和無線控制器密切集成，彼此關(guān)聯(lián)度很高，因此運營商不得不從一家供應商那里購買RAN設(shè)備。

雖然WiMAX論壇認為不值得為了細化RRM而增加復雜性，但仍有多家大型供應商基于性能優(yōu)勢而支持模式A——這種結(jié)構(gòu)最接近3G中采用的傳統(tǒng)RNC理念。

模式B是一種高度集成的結(jié)構(gòu)，它將基站和ASN-GW融為一體，是一種更分布式的架構(gòu)。針對模式B業(yè)界還處于探討過程當中，已有研究人員建議未來WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應朝向這一模式發(fā)展。

3種ASN模式的比較見表1。

2.4 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的總體特征

縱觀上述三大標準組織下的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進路線，我們可以發(fā)現(xiàn)從EPS到UMB和WiMAX，所有提議的無線系統(tǒng)都是基于扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的，如圖2所示。盡管各個標準組織存在根深蒂固的利益問題，而對于網(wǎng)絡(luò)究竟應該是什么樣的，看法還是比較一致。從本質(zhì)上說，在用戶面，移動網(wǎng)絡(luò)正朝著一個基本上是雙節(jié)點的架構(gòu)轉(zhuǎn)變——基站和接入網(wǎng)關(guān)。當前提出的扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在具體的實施方法中尚存在一些差異，但大部分都很類似。

宏觀角度來看，這種相互類似的通用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（如圖3所示）主要包含基站節(jié)點、移動性管理節(jié)點、接入網(wǎng)關(guān)節(jié)點（AGW），功能描述如下。

·基站節(jié)點：作為接入網(wǎng)核心設(shè)備，主要負責無線資源管理、加密、頭壓縮和物理層與數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)功能；

·移動管理節(jié)點：主要負責包含會話管理和移動性管理在內(nèi)的所有用戶面與控制面信令管理；

·AGW：作為核心網(wǎng)的主要和移動安靠節(jié)點，負責數(shù)據(jù)的匯聚、授權(quán)及策略控制等功能，并為基站節(jié)點與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立IP連接。

長期以來，核心網(wǎng)技術(shù)和無線接入技術(shù)都捆綁在一起，即每一種無線接入技術(shù)都有各自的核心網(wǎng)技術(shù)，這種閉塞的方式不利于網(wǎng)絡(luò)的長期發(fā)展。通用的架構(gòu)思想可使無線接口演進（基站）和核心網(wǎng)演進相分離，采取一種可以把多種無線接入融入到統(tǒng)一核心網(wǎng)中的方法，最大化地發(fā)揮各自優(yōu)勢，甚至像即插即用那么簡單。

表1 3種ASN模式比較

3 LIPA/SIPTO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

面對迅猛增長的業(yè)務和數(shù)據(jù)流量，移動運營商面臨的壓力也越來越大。按照現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計思路，用戶訪問Internet的數(shù)據(jù)包需經(jīng)過移動網(wǎng)絡(luò)的各個核心網(wǎng)網(wǎng)元，甚至兩個相距較近的終端之間的通信都需要將信息輸送到核心網(wǎng)內(nèi)部再返回到通信另一方。這種做法的好處是不必變動太多已有網(wǎng)元和接口協(xié)議，但將耗費大量不必要的傳輸費用，也同樣增加了網(wǎng)絡(luò)的負擔。實際上，從運營商角度來說，這部分流經(jīng)核心網(wǎng)和回程網(wǎng)上的信息是額外負擔。為緩解當前不堪重負的網(wǎng)絡(luò)，并有效地降低傳輸成本，3GPP標準組織在Release 10中提出了本地IP訪問（LIPA）和選擇性IP流量卸載（SIPTO），根據(jù)應用場景大致分為 3種[5]：

·LIPA：面向家庭基站子系統(tǒng)的家庭/企業(yè)本地IP網(wǎng)絡(luò)訪問；

·SIPTO：面向家庭基站子系統(tǒng)的流量卸載（如互聯(lián)網(wǎng)流量）；

·SIPTO：面向宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)（針對3G與LTE網(wǎng)絡(luò)）的流量卸載（如互聯(lián)網(wǎng)）。

LIPA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4所示，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計思路中，終端用戶如果要訪問家庭/企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的電話、打印機、電腦等IP設(shè)備，數(shù)據(jù)需要傳送到核心網(wǎng)處再返回到本地網(wǎng)絡(luò)（圖4中實線所示）。數(shù)據(jù)需要兩次流經(jīng)回程網(wǎng)，從而占用大量網(wǎng)絡(luò)資源。而LIPA的提出是使傳輸數(shù)據(jù)不必迂回至核心網(wǎng)，而通過本地基站和網(wǎng)關(guān)直接到達目的地（虛線所示），從而實現(xiàn)傳輸路徑的優(yōu)化設(shè)計。

SIPTO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖5所示，IP數(shù)據(jù)的路徑從家庭基站/宏基站和本地網(wǎng)關(guān)（L-GW）直達外部Internet，無需經(jīng)過核心網(wǎng)設(shè)備（虛線所示所示）。

LIPA/SIPTO的引入不僅是業(yè)務的驅(qū)使，也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢的體現(xiàn)。從用戶角度考慮，LIPA/SIPTO是一種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計方案，使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向扁平化方向又邁出了重要一步。由于傳輸路徑的優(yōu)化，LIPA/SIPTO可以減輕核心網(wǎng)負擔，降低傳輸費用，克服增量不增收的矛盾。同時，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路徑的大大縮短也能降低傳輸時延，進一步提高了用戶業(yè)務體驗。然而，LIPA/SIPTO還處于研究階段，在以后大規(guī)模實現(xiàn)過程中，將面臨許多問題，下面列出幾方面問題進行簡要探討。

（1）計費

移動業(yè)務IP化的趨勢下，計費問題和網(wǎng)絡(luò)的服務質(zhì)量一直是運營商關(guān)注的焦點。好的計費策略可以為運營商帶來更多的利潤，并能夠更好地為用戶提供網(wǎng)絡(luò)差異化服務。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化需要在計費策略的實現(xiàn)上引入新的特征。LIPA/SIPTO如果仍堅持采用動態(tài)策略機制，則核心網(wǎng)PCC決策節(jié)點（如PCRF節(jié)點）需要與每個本地網(wǎng)關(guān)對接并進行策略控制，并且與它們也相距甚遠，因而，家庭/企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的巨大數(shù)量將導致這部分開銷極大。目前，普遍認可的觀點是對LIPA與SIPTO數(shù)據(jù)流量進行靜態(tài)策略控制。在LIPA架構(gòu)中，由于用戶面數(shù)據(jù)流量傳輸僅僅發(fā)生在本地內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，并沒有占用核心網(wǎng)和回程網(wǎng)資源，傳統(tǒng)的按流量/時間計費方式很可能并不合適，而采用包月手段或許更能為廣大用戶所接受。SIPTO數(shù)據(jù)流量盡管無需迂回到核心網(wǎng)，但仍將占用回程網(wǎng)資源。網(wǎng)絡(luò)部署初期不必對流量進行精細化控制，按流量/時間等粗放型控制更利于SIPTO快速應用。當將來網(wǎng)絡(luò)真正發(fā)展成熟并且資源非常豐富之時，可以逐步將粗放型的靜態(tài)策略轉(zhuǎn)移到精細化的動態(tài)控制機制中。

（2）本地網(wǎng)關(guān)安置

目前主流觀點有兩種：L-GW與基站節(jié)點合設(shè)，L-GW與基站節(jié)點單獨設(shè)置。家庭網(wǎng)絡(luò)中，可以考慮將兩部分合并為一個物理實體，當然這將增加家庭基站的成本。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可考慮將兩部分單獨設(shè)置從而有效保障業(yè)務連續(xù)性，一個L-GW同時支持多個基站節(jié)點也利于成本控制。而對于宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在UMTS系統(tǒng)中，一個RNC節(jié)點分管多個基站節(jié)點，可以考慮本地網(wǎng)關(guān)與RNC節(jié)點合設(shè)；而在EPS網(wǎng)絡(luò)中，由于RNC節(jié)點取消，eNodeB的覆蓋范圍也相對縮小，如果將本地網(wǎng)關(guān)內(nèi)置在eNodeB中，這將導致頻繁的切換，這樣反而有悖于SIPTO理念。因此，實際部署時可考慮在eNodeB節(jié)點之上的鄰近位置單獨設(shè)置一個本地網(wǎng)關(guān)，來管理多個基站節(jié)點。

（3）空閑模式數(shù)據(jù)緩存與尋呼

在EPS網(wǎng)絡(luò)中，用戶處于空閑模式時，PDN網(wǎng)絡(luò)的下行IP數(shù)據(jù)終止于S-GW節(jié)點，從而觸發(fā)對終端用戶的尋呼。在LIPA/SIPTO模式中，下行數(shù)據(jù)是否需要緩存至本地網(wǎng)關(guān)中要分以下兩種情況：如果本地網(wǎng)關(guān)支持S-GW功能，可效仿傳統(tǒng)EPS網(wǎng)絡(luò)模式執(zhí)行尋呼功能；如果本地網(wǎng)關(guān)不支持S-GW功能，這部分數(shù)據(jù)流量需要回轉(zhuǎn)至核心網(wǎng)S-GW節(jié)點，由其觸發(fā)尋呼功能并將數(shù)據(jù)再經(jīng)由回程網(wǎng)送至終端用戶。另外，對于LIPA模式，只有當用戶身處家庭/企業(yè)本地網(wǎng)絡(luò)時才可為LIPA數(shù)據(jù)觸發(fā)尋呼。

（4）PDN 連接

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，在默認承載建立過程中網(wǎng)絡(luò)側(cè)為用戶分配IP地址。當網(wǎng)絡(luò)支持LIPA/SIPTO時，用戶附著過程可同時為其建立LIPA/SIPTO和non-LIPA/non-SIPTO形式的默認承載，這樣用戶將獲取兩個IP地址，對同一個PDN可支持同時進行LIPA/SIPTO數(shù)據(jù)傳輸和non-LIPA/non-SIPTO數(shù)據(jù)傳輸。

當然，LIPA/SIPTO的設(shè)計過程中還有很多問題需要關(guān)注，如業(yè)務連續(xù)性支持、對固定回程網(wǎng)造成的影響等等，這些話題都需在3GPP標準中逐一澄清。

4 BSR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

第三代CDMA系統(tǒng)中，RNC和多個基站可以支持軟切換，從而為移動終端提供空間分集。對于傳統(tǒng)語音系統(tǒng)來說，這尤為重要，因為空間分集可以抵消周期性衰落對語音業(yè)務的負面影響。軟切換技術(shù)擴大了蜂窩系統(tǒng)的容量，同時也實現(xiàn)了無縫移動性。然而，支持軟切換需要付出較大的代價。軟切換下活動集中的基站必須保持良好的同步，否則信號合成將失敗。要實現(xiàn)基站同步，每個參與其中的基站都需要一個消除時延抖動的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)的大小與這些鏈路中任意一條的預計最大抖動值相一致。但時延抖動緩沖區(qū)在傳輸語音和IP數(shù)據(jù)時表現(xiàn)出了相當長的時延。

UMTS和cdma2000等CDMA系統(tǒng)采用軟切換來傳輸數(shù)據(jù)，而更新的傳輸方式則又回到了采用CDMA或OFDM數(shù)據(jù)信道的TDMA傳輸技術(shù)，如HSDPA、WiMAX等系統(tǒng)。基站自行根據(jù)射頻狀態(tài)確定合適的發(fā)送次數(shù)。這也意味著很難做到在同一時間內(nèi)讓多個基站發(fā)送統(tǒng)一信號，因此，這一技術(shù)不再采用軟切換來傳輸數(shù)據(jù)。另外，在移動性方面，雖然保留了軟切換活動集，但保留它的目的只是為了提供多個基站和終端之間的射頻同步，而不是為了下行數(shù)據(jù)傳輸。憑借這些傳輸技術(shù)，支持下行軟切換的必要性逐步減弱了，因此，分層架構(gòu)的蜂窩系統(tǒng)的必要性也相應地減弱了。事實上，扁平的蜂窩系統(tǒng)就足夠了。BSR的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖6所示。

2007年，阿爾卡特朗訊率先推出的BSR（UMTS產(chǎn)品）是貝爾實驗室的創(chuàng)新性成果，它將3G移動網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組件基站、RNC、SGSN和GGSN集成在單一網(wǎng)元[6]。憑借貝爾實驗室的傳統(tǒng)優(yōu)勢和BSR產(chǎn)品線，阿爾卡特朗訊已成為這一技術(shù)的領(lǐng)先倡導者。

BSR采用更為簡易的移動IP協(xié)議，提出將微移動（無線承載重定位）與宏移動性（IP移動性）緊密結(jié)合在一起的不丟包快速重定位設(shè)計思路。當一個第二層錨點（UMTS中的RNC功能）從舊的BSR重定位到新的BSR時，IP數(shù)據(jù)流量通過三角路由轉(zhuǎn)到新的BSR上，避免丟失IP數(shù)據(jù)包。三角路由將始終保持運行，直到新的BSR已經(jīng)在歸屬代理（home agent）重新注冊它的轉(zhuǎn)交地址。

圖7所示為傳統(tǒng)的層級化UMTS網(wǎng)絡(luò)和BSR網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)方面的主要區(qū)別。在圖7（a）中，增加一個新的Node B節(jié)點就必須改變RNC和SGSN的配置，并且可能需要擴容。與此相比，在圖7（b）中增加一個新的BSR對其他節(jié)點的影響很小，因為去除了網(wǎng)絡(luò)層級，并且可能使時延和投資支出同時降低30%還多。另外，由于BSR是一個純IP接入設(shè)備，便于靈活地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴容，具備良好的即插即用特性，利于提供各種基于IP的新業(yè)務。值得注意的是，雖然這些基站路由器集成了接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的功能，它們?nèi)匀蛔裱?guī)范，繼續(xù)支持手機所需要的RNC、SGSN和GGSN功能。

現(xiàn)如今市場上的產(chǎn)品一般不針對主流的宏蜂窩基站應用，它還尚未對市場造成巨大影響，但是這一產(chǎn)品理念正在影響著未來移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計方面的決策。

5 結(jié)束語

本文簡要回顧了移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進。扁平化的架構(gòu)減少了網(wǎng)絡(luò)分級，進一步精簡了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)部署和網(wǎng)絡(luò)維護更加簡單，傳輸時延也進一步降低，利于提升用戶體驗。與此同時，可大大降低投資并為移動運營商提高創(chuàng)收。

可以看出，移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一直朝著扁平化方向發(fā)展。然而，最終的全扁平化又將呈現(xiàn)出什么特征，當前的EPS架構(gòu)距離全扁平化終點到底還有多遠，未來統(tǒng)一的全扁平化網(wǎng)絡(luò)如何適應數(shù)據(jù)業(yè)務時代不同應用（如P2P、云計算、M2M）的特征，都是值得進一步研究的問題。

1 3GPP TR 25.999.High speed packet access(HSPA)evolution

2 3GPP TS 23.401.General packet radio service (GPRS)enhancements for evolved universal terrestrial radio access network(E-UTRAN)access

3 3GPP TS 23.402.Architecture enhancements for non-3GPP acceses

4 Semin Sim,Seung-Jae Han,Joon-Sang Park,et al.Seamless IP mobility support for flat architecture mobile WiMAX networks.IEEE Communications Magazines,2009,6(6):142～148

5 3GPP TR 23.829.Local IP access and selected IP traffic offload

6 Bauer M.The UMTS base station router.Bell Labs Tech J,2007,11(4):93～111