移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)升級(jí)支持蜂窩物聯(lián)網(wǎng)方案研究

林冀寧

本文通過(guò)分析對(duì)比3GPP提出的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)架構(gòu)以及目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商商用的核心網(wǎng)架構(gòu)，提出蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)有核心網(wǎng)融合組網(wǎng)進(jìn)行深入研究，提出融合組網(wǎng)的解決方案。

一、蜂窩物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)簡(jiǎn)介

3GPP提出了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（C-IoT）核心網(wǎng)架構(gòu)。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線基站通過(guò)S1接口連接核心網(wǎng)，針對(duì)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)特有的低速小報(bào)文，3GPP定義了C-SGN融合簡(jiǎn)化現(xiàn)有EPC核心網(wǎng)。

C-SGN主要由CIoT服務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)（C-SGN）、業(yè)務(wù)能力開(kāi)放單元（SCEF）、歸屬簽約用戶(hù)服務(wù)器（HSS）、域名服務(wù)器（DNS）等功能單元組成。對(duì)比現(xiàn)有EPC核心網(wǎng)，新引入網(wǎng)元包括：

（一）C-SGN

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（CIoT）服務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)（C-SGN）是一個(gè)包含MME、S-GW、P-GW的相應(yīng)EPC功能的聯(lián)合節(jié)點(diǎn)，從而減少了網(wǎng)元數(shù)量。C-SGN的各接口功能支持EPC下MME、S-GW、P-GW的相應(yīng)接口功能，并進(jìn)行了性能優(yōu)化。

（二）SCEF

業(yè)務(wù)能力開(kāi)放單元（SCEF）是能力開(kāi)放功能邏輯網(wǎng)元。SCEF能夠把3GPP定義的網(wǎng)絡(luò)接口提供的網(wǎng)元業(yè)務(wù)能力安全地開(kāi)放給第三方業(yè)務(wù)提供商。SCEF在核心網(wǎng)側(cè)可與PCRF融合設(shè)置。

新引入的接口包括：

S11-U接口：MME和P-GW之間的接口。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制面優(yōu)化傳輸。

T6a接口：C-SGN和SCEF之間的接口，支持經(jīng)由SCEF的非IP數(shù)據(jù)傳輸。

二、蜂窩物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)融合建設(shè)方案

在2/3/4G時(shí)代，三大運(yùn)營(yíng)商均建設(shè)有獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。雖然蜂窩物聯(lián)網(wǎng)在全國(guó)范圍的覆蓋和大規(guī)模商用，從容量角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用核心網(wǎng)需要擴(kuò)容支持，且用于基站接入MME和S-GW 應(yīng)設(shè)置在本省，與無(wú)線網(wǎng)密切相關(guān)，負(fù)責(zé)接入控制、移動(dòng)性和路由管理，通過(guò)軟件升級(jí)改造，新增了面向LPWA業(yè)務(wù)所需的廣覆蓋、低功耗等能力。……