2G 3G分組域核心網共建模式的研究及其網絡建設策略

【摘要】在目前2G和3G網絡并存階段，分組域核心網有共建和分建兩種建設模式。共建模式，分組域核心網設備同時接入2G的GERAN和3G的UTRAN，同時為2G和3G用戶服務，并且2G、3G資源可以相互轉換。分建模式與其相對應，分建模式指的是2，5G和3G的分組域核心網分別建設，兩者之間彼此獨立。

【關鍵詞】移動分組域核心網；共建模式；網絡建設策略

【中圖分類號】TM7ll 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0028-02

1、分組域核心網2G、3G共建模式的優勢

1.1 有效降低切換時延

對于分建模式，切換過程的信令交互是在兩個SGSN之間進行的，這種情況會造成切換時延過大，影響通話質量，甚至造成會話類等業務的中斷。若采用共建模式，則在同一個SGSN內部完成切換，可以大幅度的降低切換時延。

1.2 2G、3G資源可以相互轉換

共建方式在同時接入2G、3G用戶的基礎上可以實現2G、3G資源的相互轉換，3G資源緊張時2G的資源可以做后盾，2G資源緊張時使用3G資源。

1.3 工程、資源和維護工作量的節省

共建模式中，一套設備同時接入2G、3G網絡，可節省硬件安裝調試和維護一半的工作量，還可以節省一半的信令點編碼、IP地址等設備資源。

1.4 有效降低投資和運營成本

共建模式可實現同時為2G和3G用戶提供分組域業務。這樣，在2G用戶減少時，2G的資源可以被3G用戶使用，從而避免了2G向3G遷移過程中設備被廢棄所造成的投資浪費。其次，共建模式只需要維護—套設備，可以有效降低運營成本。

2、設計2G、3G分組域核心網共建模式方案

2.1 共建模式的分組域核心網構架

共建模式，最根本實現的是2G、3G同時接入，并且2G、3G資源可以相互轉換。2G、3G共建模式網絡結構請見下圖：

2.2 共建模式對設備的基本要求

共建模式要求設備能夠同時服務于2G網絡和3G網絡，因此最基本的要求是2G和3G的協議棧嵌入同一套設備中。由于設備的多樣性，要求能夠自適應外部設備的協議版本，包括同時接入Gb和Iu-PS接口等。

2.3 協議流程

分組域核心網可以分為控制面和用戶面兩大部分，下面分別描述控制面和用戶面對分組域核心網共建模式的需求。

2.3.1 控制面

控制面功能包括了移動性管理、會話管理等信令相關功能。

UMTS的移動性管理（PMM）和GSM的移動性管理（GMM）存在的不同有移動性管理狀態、安全性管理、位置管理等，這些差異決定了在共建模式的分組域核心網中不可能將PMM和GMM合二為一，需要在共建的SGSN中將PMM和GMM分成兩個模塊，并自適應消息字段、接入網類型，分別調用不同的模塊處理。

會話管理的控制面包括分組域會話的創建、修改和刪除等功能和流程。2G和3G的會話管理都是基于GTP實現，而且2G和3G中的GTP版本存在一致性，差異有：GSM中QoS能力較弱，而UMTS過程需要重點保證QoS；GSM過程沒有RAB創建過程，而UMTS有；3G部分擴充了協議字段等。會話管理控制面的差異性較小，可以采用同一模塊自適應的方式來實現。

2.3.2 用戶面

用戶面功能包括了分組路由轉發和IP地址分配等用戶相關功能。下面分別列出了GSM和UMTS在用戶面上的協議棧：

從上面的協議?？梢钥闯?G、3G用戶面上的異同點主要有：

（1）在IP地址分配流程上2G和3G無差別。

（2）在Gn接口上2G和3G的協議棧無差別。

（3）與無線側的接口不同，UIVITS在Iu接口使用的是Iu-PS協議棧，底層承載為ATM；GSM在Gb接口使用的是Gb協議棧，底層為FR/E1。Gb協議棧的復雜性決定了在接口適配上共建模式的SGSN必須使用不同的模塊單元來適配不同的協議棧接口。

綜上所述：對于共建模式的分組域核心網，除了Iu-PS和Gb在物理接口上需要區分之外，在分組路由轉發和IP地址分配上可以采用合一的模板來處理。

2.4 漫游業務

2.4.1 漫游接入

1、國際漫游

在國際漫游中使用拜訪地的SGSN，但是回到歸屬地的GGSN進行業務。

國際漫游PLMN之間（在不同運營商之間的國內漫游情況可歸結于國際漫游的情況）最根本的差異為MNC+MCC不同，無論是分組域核心網共建或者分建，拜訪地的SGSN總是能夠根據APN域名通過DNS解析出歸屬地GGSN的地址，回到歸屬地GGSN接入。如果歸屬地的2G、3G核心網是分建模式，2G、3G的MCC、MNc相同，APN也相同，在本地用戶漫游到其他PLMN情況下，拜訪地SGSN將無法判斷回到歸屬地的哪一個GGSN接入。解決的方法可以將歸屬GGSN設定為有QoS保證的3G GGSN，3G GGSN向下兼容2G GGSN的功能，這種解決方案也實現了GGSN本身的共建。

上述問題對共建模式的分組域核心網而言是沒有問題，可以直接選定一個2G、3G共建的GGSN作為歸屬GGSN，同時接入2G、3G用戶。

2、國內漫游

對國內的漫游接入來說，如果3G網絡和2G網絡采用不同的MCC+MNC或不同的APN，則無論分組域核心網合建或分建，3G和2G之間可以徹底區分開來。因為APN域名不同，3G用戶可以確保始終到3G的GGSN接入，2G用戶也確?？梢越尤?G GGSN。

如果MCC、MNC、APN完全相同，并且分組域核心網采用共建模式，合一的GGSN能夠同時為2G和3G用戶服務，用戶無論怎樣切換都會使用合一的GGSN接入業務網絡。

綜上所述，在漫游接入上共建模式的核心網能夠提供和分建模式的核心網相同的能力，在2G、3G網絡使用相同的MCC+MNC、APN情況下，共建的GGSN是一個更好的選擇。