試析核心網體系架構演進(SAE)技術與演進方案

焦金濤+許碧洲+楊春來+唐洪飛

【摘要】 文章主要分析了面向全IP的核心網體系架構演進，針對SAE網絡及相關功能進行了描述和分析，其中涉及到了網元結構、演進及組網方案等相關問題，供大家參考。

【關鍵詞】 核心網體系架構演進 SAE技術 演進方案

隨著4G業務不斷發展，業務種類增多，減少端到端時延，保障用戶業務體驗，是現階段重要工作。由于核心網方式與2G、3G不同，2G、3G用戶通過接入本地BSC/RNC經本地IP承載網至區中心GGSN接入互聯網，4G用戶通過本地三層PTN至區中心SAE-GW接入互聯網，為了提升上行速率，核心網必須向全IP網逐步演化。

一、核心網

核心網分組域最初為2G/3G用戶提供數據業務，主要設備為SGSN、GGSN。2G用戶使用數據網絡時首先接入2G基站，經BSC匯聚接入集中設置在呼和浩特的分組域網絡，上傳至設置在呼和浩特CMNet出口。3G用戶接入方式與2G網絡相同，3G基站經RNC匯聚接入分組域網絡。

2013年引入4G后，GPRS網絡升級改造為EPC核心網（SGSN升級改造為MME，GGSN升級改造為SAE-GW），為2G/3G/4G及VoLTE用戶提供服務，形成目前集中設置的格局。

二、SAE網絡結構及網元功能

SAE工作需要在3GPP SA WG2開展，3GPP的SAE項目主要是在移動通信全IP網絡技術上得到發起的，也就是說在未來網絡環境中，3GPP網絡接入技術中不僅會涉及到UTRAN技術，GERAN技術，同時還有WIMAX及WIFI等接入技術。SAE提出了兼容性、移動性管理、系統安全性等方面需求，具體來說，SAE的特征主要體現為以下幾點：為端到端的QoS提供支持、全面分組化、支持3GPP系統互通及其與非3GPP網絡之間漫游與切換等多項接入技術、增加對實時業務的支持、網絡層次扁平化等。

SAE體系架構中主要包括S1——S12的網絡接口，不同接口對應不同管理功能，由于篇幅限制，這里僅對幾個具有代表性的接口進行闡述：其中S4是基于SGSN、GGSN之間的Gn接口，為GPRS核心網及移動性管理提供接口，如果沒有建立Direct，該接口還需要提供用戶面隧道功能；S8為歸屬路由流量提供了漫游接口，為HPLMN PDN GW提供控制面及用戶面相關控制，與SGSN和GGSN間的Gp接口功能相對應；S12為UTRAN和Serving GW間的接口，為Direct Tunnel建立了用戶面隧道，與Iu-U/Gn-U接口功能相對應。這些王源在SAN體系結構中屬于核心元素，不僅可以為2G/3G現網升級提供支持，同時也可以為新增網元提供支持，所以利用多種實現方法，可以演繹出多種演進方案。

三、2G/3G核心網到SAE核心網的演進方案

SAE網絡架構提出以后為運營商提供了低成本的移動核心網絡，該網絡以端到端的IP組網方式為基礎，網絡性能大大提升，運營成本得到了明顯降低，可以說真正建立起了面向未來的移動分組網絡。該網絡的出現，完成了從2G/3G到SAE核心網的演進過程，MME不僅繼承了SGSN控制面功能，同時還繼承了RNC部分控制面功能，而Serving-GW則繼承了RNC用戶面功能和SGSN用戶面功能，PDN-GW繼承了GGSN功能。以下是三種組網方案。

3.1平滑演進方案

該王安是指從現有SGSN升級到MME功能，由GGSN升級為PDN-GW功能，該方案的優點在于為運營商的投資進行了保護，為現有系統平滑升級提供了保證，形成了統一核心網分組域，為用戶提供了高端的感受，對計費網管的影響非常小。該方案的缺點在于設備接口非常多，由于技術復雜管理就會非常復雜，升級改造也會影響現網。

3.2獨立組網方案

該方案是指保持原有的2G/3G接入，在此基礎上新建SAE接入和MME接入。其優點在于引進了全新的設備，可以提供的性能更高，可以對SAE網絡進行快速部署，對2G/3G系統影響比較小，其缺點在于增加了網絡成本，增加了 系統切換的復雜性。

3.3混合組網方案

該方案從SGSN升級MME功能，新建SAE GW支持LTE接入，該方案的優點在于保留了GGSN，同時還能按照用戶需求的不同對SAE GW進行靈活配置，技術及成本均可以折中，該方案的缺點在于需要選擇SAE GW或GGSN策略，還需增加新策略。

結語：綜上所述，由于固定寬帶結構與分組數據業務需求不適應，需要在3GPP R5基礎上增加高速下行分組接入，在R6中增加高速上行分組接入，促進上行速率提升，核心網也會朝著全IP網演化。但是在演進過程中，WIMAX的出現充分滿足了移動用戶對帶寬的需求，為了迎接該挑戰，本文提出了面向全IP的核心網體系架構（SAE）。

參 考 文 獻

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