DirectTunnel在SGSN中實現

包興華

【摘要】 文章從研發角度闡述Direct Tunnel功能在SGSN中的實現。文章主要介紹了Direct Tunnel的網絡模型和Direct Tunnel在SGSN中的具體設計。

【關鍵詞】 Direct Tunnel SGSN

一、技術背景

運營商在鋪設3G網絡時，希望能夠大幅的降低成本，對SGSN提出了2G/3G融合的技術要求。由于3G業務需要融合到原有2G SGSN中，對原有的處理2G GPRS業務的SGSN帶來了巨大流量沖擊。這樣對于運營商來說只有兩個選擇：（1）如果繼續采用3GPP R4的標準，運營商只能通過大規模擴容來應付不斷增長的數據業務。這樣勢必會增加運營商的成本。（2）引進3GPP R7標準中Direct Tunnel（DT）技術，這樣可以在不增加或者少增加成本的情況下解決3G核心網的流量瓶頸。

顯而易見方案2對于運營商是一種非常理想的選擇。為此我們公司按照運營商的需求在原有的2G/3G融合SGSN上開發Direct Tunnel功能。

二、技術分析

2.1 網絡模型

3G網絡分為用戶面（User Plane，UP）和控制面（Control Plane，CP）兩個方面。（1）Gn接口：Control Plane：傳遞GSN網絡性能信息，用于建立、刪除和更新GTP隧道，path management。User Plane：傳輸數據包和path management。（2）Iu接口：與Gn接口相對應用戶面用于傳輸數據而控制面用于傳輸RANAP消息。

傳統3G 網絡連接如圖1所示，即控制面和用戶面均RNC—SGSN—GGSN，我們稱之為Two Tunnel（雙GTP 通道）。

Direct Tunnel 是在傳統3G 網絡結構基礎上提出的一項創新性的網絡優化技術，SGSN 控制建立RNC 到GGSN 的“直達通道”，用戶面數據在“直達通道”中傳送，不再經過SGSN，實現網絡用戶面扁平化，適合在3G 網絡中部署，以提高運營商的網絡投資效益、網絡擴展性及降低運維成本。

2.2.3.4 跨SGSN 2G切換到3G，如圖8所示。

（1）切換前，系統采用2G Two Tunnel方式（一個tunnel是BSS和SGSN間，另一個是2G SGSN和GGSN。）。（2）手機從3G SGSN移動2G SGSN。（3）啟動異系統的RAU過程。數據沖2G SGSN轉發到3G SGSN。3G SGSN建立RAB，并且把數據轉發到RNC。在RAB Assignment Request消息中攜帶GGSN用戶面地址和TEID。（4）3G SGSN發起到GGSN的Update PDP Context過程，用以建立RNC到GGSN的Direct Tunnel。在Update PDP Context Request消息中攜帶RNC用戶面地址。其他參數參見2.2.2。（5）切換完成，RNC到GGSN的Direct Tunnel建立完成。

三、結束語

2G/3G融合SGSN的Direct Tunnel在中國聯通實驗室通過入網測試，Direct Tunnel功能符合客戶的需求。

移動通信進入3G時代后，數據業務將飛快增長。核心網的壓力只會越來越大，吸納更多的數據業務將是運營商必須要考慮的問題。

引入Direct Tunnel技術后，SGSN的數據流量將不再是需要考慮的因素。一般來說，GGSN的數據流量的吞吐能力遠大于SGSN。即使GGSN流量達到瓶頸，用戶也只需要考慮增加GGSN即可。這樣運營商要考慮的運營成本將大大地降低。

參 考 文 獻

[1] 3GPP 23.060 version 7.8.0 General Packet Radio Service （GPRS）； Service description； Stage 2

[2] 3GPP 29.060 version 7.14.0 General Packet Radio Service （GPRS）； GPRS Tunnelling Protocol （GTP） across the Gn and Gp interface