GPRS核心網設備的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2G/3G融合發(fā)展的驅動力、融合改造涉及的問題、改造的步驟以及對改造所做的試驗。試驗表明該方案在技術上是可行的。

【關鍵詞】GPRS 核心網 PS域 2G/3G融合 TD

1 引言

移動通信系統(tǒng)主要由核心網(CN)、無線接入網(RAN)及移動臺(UE)三部分組成。核心網的功能是負責信息在系統(tǒng)內部的交換、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,移動核心網也一直在向前演進。

中國移動分組核心網使用GPRS技術,經過版本升級和設備替換等一系列技術改造,當前的2G/2.5G網絡容量能夠滿足業(yè)務發(fā)展的需要,并且各項性能指標穩(wěn)定,客戶感知和評價良好,是很好的低速數(shù)據(jù)業(yè)務承載網絡。但隨著2009年3G業(yè)務在國內的全面開展,用戶對寬帶移動Internet接入等3G業(yè)務需求量大增。

為了維持當前網絡的運營,實現(xiàn)客戶群體的保全和轉移,逐步推進網絡的升級和業(yè)務的融合,適應全方位競爭的需要,同時兼顧網絡投資,發(fā)揮2G/3G“兩個系統(tǒng)一張網絡”的協(xié)同效益,實現(xiàn)核心網PS域的一體化建設就成了最佳的選擇。對于核心網PS域設備進行改造使之同時支持2G、3G業(yè)務自然而然也就成了需要解決的問題。

在2G/3G核心網設備融合理念的指引下,中國移動陜西公司成功實施了GPRS核心網2G/3G融合的試驗,本文將對此進行分析和探討。

2 陜西移動GPRS核心網結構

目前,陜西移動GPRS核心網的拓撲結構如圖1所示。

GPRS核心網在Gn接口是全IP化的,而在Gb接口則是基于FR/TDM的。隨著3G業(yè)務的推廣,核心網絡的拓撲結構必然會向著如下的趨勢演進:

◆ 端到端的IP化;

◆ 網絡結構扁平化;

◆ 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。

中國移動在整個移動網絡IP化的進程中,都是采用Gb over IP和Iu-PS over IP技術來推進3G的PS域演進。這種技術不會改變GPRS核心網的拓撲結構和路由方式,而僅僅是采用IP承載替代原來2G GPRS網絡中的FR承載以及3G GPRS中的ATM承載,使得整個移動網絡端到端IP化的進程向前邁出了一大步。

3 陜西移動GPRS核心網設備支持3G的改造

方案

3.1 改造方案

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

(1)GPRS核心網與無線側的Gb接口在升級到3G之后,變成Iu-PS接口,無線承載轉為ATM/IP。

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

(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核心網組網需要進行擴展,引入CE設備(Iu接口路由器),在RNC和SGSN之間實現(xiàn)IP路由;在SGSN設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核心網支持3G網絡的網絡拓撲結構圖:

3.2 改造步驟

陜西移動GPRS核心網設備支持3G的改造步驟如下:

(1)硬件改造

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

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

硬件改造過程如圖3所示。

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

(2)軟件升級

經過硬件改造后,SGSN通過軟件升級來支持Gb over IP和Iu-PS。對于GGSN來說,由于內部硬件已經實現(xiàn)了IP化,僅進行軟件升級即可支持2G/3G的業(yè)務融合。

3.3 改造試驗

根據(jù)上述方案,陜西移動對GPRS核心網設備進行試驗,操作如下:

(1)選擇一套SGSN設備進行硬件擴容,更換SGSN的信令板卡,增加SGSN擴展機架以及CE路由器。

(2)對SGSN、GGSN的軟件版本升級以支持新的業(yè)務、功能。

試驗結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實的基礎。

4 結論

TD/2G共用核心網,支持TD/2G業(yè)務能力,降低網絡綜合運營成本,為用戶提供高質量的TD/2G通信服務:這是中國移動開展3G業(yè)務運營的選擇,改造核心網PS域設備使之同時支持2G/3G的業(yè)務是其中的組成部分。本文對陜西移動的試點方案進行了分析和討論,結果表明融合組網方案在技術上可行。