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【摘要】 介绍了四网协同中的核心网分组域的融合演进，包括EPC与2G/3G分组域的融合和WLAN与蜂窝网的融合，旨在保证网络低成本、高效率的运行，以有效应对数据业务快速增长给网络带来的严峻挑战。
【关键词】 四网协同 分组域融合
一、引言
中国移动目前网络的数据业务流量已经快速超越语音业务。预计未来几年内，随着智能手机、平板电脑、电子阅读器等智能终端的快速普及，以及移动互联网业务应用的急速发展，数据业务将继续呈现指数级增长态势，数据业务的快速增长将给网络能力带来严峻挑战。未来相当长一段时间内，中国移动将同时运营GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四张网络，这四张网络如何协调发展，以满足数据业务的快速增长已成为目前关注的焦点。
二、四网协同
中国移动的四网协同主要是指GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN的协同：
（1）2G（GSM）是中国移动话音业务的主要承载网络，是中国移动利润的主要来源，将长期存在。在保证语音质量的前提下可适度承载数据业务。（2）3G（TD-SCDMA）的建设和运营是中国移动承担的责任和使命，也是未来向TD-LTE演进的基础目前应主要承载手机数据业务，同时在GSM网络资源紧张的区域，也要起到替代GSM话音业务的作用。（3）LTE是中国移动无线蜂窝网络的未来，是中国移动高带宽高质量的无线宽带业务的主要承载网络。（4）WLAN是中国移动无线宽带网络的重要组成部分，主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务，是无线蜂窝网络承载移动数据业务的重要补充。
中国移动2G、3G、LTE、WLAN主要性能指标如表1所示：
相比而言，GSM的话音承载能力较强，尤其是在开启半速率后，但其数据承载能力相比TD-SCDMA、LTE较弱；TD-SCDMA的承载能力强于GSM，但与WCDMA、CDMA2000等其它3G技术相比差距较大；WLAN的承载能力强于GSM和TD-SCDMA，但不能承载话音业务；LTE较GSM/TD-SCDMA的承载能力无论在语音还是数据方面都有很大提升。
四网协同将以TD-LTE为主导，根据业务需求与网络能力，将业务承载在最适合的网络上，其中2G网络主要承载话音、短信业务等基础业务；3G网络主要承载手机终端的移动数据业务，并承载部分话音业务；WLAN网络主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务；4G网络主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能。在四张网络共存的前提下，通过协同运营为客户提供一张良好的业务承载网络，从而保证其低成本、高效率的运行，同时也将是缓解数据业务增长的压力有效手段。
三、分组域融合
中国移动GSM/TD-SCDMA的数据业务由分组域提供，TD-LTE数据业务由分组域演进架构EPC提供，WLAN后期也可通过分组域实现网内自有平台的访问，因此，构建支持四网协同的分组域是解决四网协同数据业务的关键。四网协同的分组域可采用融合方式进行建设，包含EPC与TD/2G分组域的融合和WLAN与蜂窝网间的融合。
分组域融合的目标架构如图1所示：
3.1 EPC与2G/3G分组域的融合
EPC与2G/3G分组域的融合考虑升级现有2G/3G分组域设备为EPC与2G/3G分组域融合设备，为手持终端提供语音业务和多样化的数据业务，控制网元MME/SGSN 集中设置，S/P-GW按需下移，本地疏导语音业务，业务基于分组域承载，数据业务为主导，EPC与2G/3G分组域的融合可采用如下策略。
（1）初期：独立组网，新建设备集中设置。初期网络规模较小，可考虑独立建设MME、SAE GW，不对现有2G/3G核心网造成影响。但考虑到网络安全性，新建设备建议成对设置，采用负荷分担的方式疏通业务。MME、SAE GW需支持通过GTPv1与SGSN、RNC互操作。
（2）中期：混合组网。升级现网SGSN支持MME和R8 SGSN功能，并接入LTE，升级GGSN支持SAE GW，升级HLR支持HSS，仍采用集中设置方式；初期新建的MME/SAE GW升级支持2G/3G用户接入；随着中期数据业务的发展，GPRS网元按需扩容，以融合GPRS与EPC为原则，新建SGSN与GGSN均支持SAE。
（3）后期：充分融合。在TD-LTE发展的后期，业务发展进入稳定发展期，用户业务量增长较快，需要针对性地进行组网结构的优化，减少流量迂回以提高LTE与2G/3G互操作效果为目的，采用融合组网方式。融合的SGSN具备R8功能，提供ISR信令优化功能，其余SGSN/GGSN保持现有版本SGSN 升级支持MME，GGSN升级支持SAE-GW。
（4）远期：业务承载下移。控制网元MME采用集中设置方式，采用大容量MME网元节点设置方式，引入MME POOL保证网络的安全可靠性。SAE GW根据各个地区业务量发展按需下移，如图2所示。
3.2 WLAN与蜂窝网的融合
WLAN与蜂窝网间的融合，将提升WLAN业务访问体验，有效分流数据业务并提供更高接入带宽。可三个阶段部署蜂窝网与WLAN的网络融合：
（1）阶段一：统一认证。
引入（U）SIM统一认证，基于EAP SIM/AKA的统一认证可提供蜂窝网用户无感知接入WLAN网络能力。
终端需支持SIM/AKA认证流程，无须换卡
引入3G AAA进行认证和计费，HLR负责签约，统一WLAN和蜂窝网的计费模式
实现WEB和SIM认证共存
网络中新增3GPP AAA服务器，并与AC和HLR相连；用户连接WiFi网络时，不需要手动输入认证信息，通过3GPP AAA服务器，利用手机（U）SIM卡自动完成认证，如图3。
（2）阶段二：接入PS域
在统一认证的基础上，引入GANC或PDG或TTG设备，是用户可以通过WLAN可访问PS域业务，但不保证业务连续性。
引入WLAN核心网网关，终端与核心网网关需支持隧道建立
制定WLAN接入PS域计费策略
引导用户分流蜂窝网自有业务
方式一：UMA方式，接入网侧新增GANC设备，并与核心网侧的MSC和SGSN相连；用户通过WLAN网络可同时访问2/3G网络的CS和PS域业务，如图4。
方式二：独立组网方式，核心网侧新增PDG设备用户通过WLAN网络可访问2/3G PS域业务，暂不支持业务连续性，如图5所示。
方式三：重用P-GW/GGSN方式，核心网侧新增TTG设备，直接与P-GW/GGSN相连；用户通过WLAN网络可访问2/3G PS域业务，如图6所示。
（3）阶段三：业务连续
在阶段二的基础上，实现终端在蜂窝网和WLAN之间无缝漫游，提供有感知的业务连续性，如图 7所示。
TTG或PDG升级为ePDG
支持mobile IP，向NON-3GPP接入演进
四、结束语
四网协同有着巨大潜力和前景，通过2G、3G、LTE、WLAN分组域的融合，在一定程度上将满足用户未来海量数据业务的需求。今后，中国移动将全面进入四张网络协同运营时代，无论是从支撑业务需求角度，还是从网络技术发展以及成本分析角度，四网协同阶段实现的融合统一网络，将使中国移动从传统的基础网络管道提供者转型为智能服务提供商，从而实现网络整体效益的最大化。
参 考 文 献
[1] 何廷润. 中国移动“四网协同”战略的利弊考量 [J]. 移动通信，2012年07期
[2] 冯征，吕红卫. EPC与2G/TD分组域融合组网探讨 [J]. 移动通信，2011年19期
[3] 王少波，冯传奋，付宏志，纪芳. GSM/TD与WLAN网络深度融合方案研究 [J]. 电信工程技术与标准化，2011年2期
【关键词】 四网协同 分组域融合
一、引言
中国移动目前网络的数据业务流量已经快速超越语音业务。预计未来几年内，随着智能手机、平板电脑、电子阅读器等智能终端的快速普及，以及移动互联网业务应用的急速发展，数据业务将继续呈现指数级增长态势，数据业务的快速增长将给网络能力带来严峻挑战。未来相当长一段时间内，中国移动将同时运营GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四张网络，这四张网络如何协调发展，以满足数据业务的快速增长已成为目前关注的焦点。
二、四网协同
中国移动的四网协同主要是指GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN的协同：
（1）2G（GSM）是中国移动话音业务的主要承载网络，是中国移动利润的主要来源，将长期存在。在保证语音质量的前提下可适度承载数据业务。（2）3G（TD-SCDMA）的建设和运营是中国移动承担的责任和使命，也是未来向TD-LTE演进的基础目前应主要承载手机数据业务，同时在GSM网络资源紧张的区域，也要起到替代GSM话音业务的作用。（3）LTE是中国移动无线蜂窝网络的未来，是中国移动高带宽高质量的无线宽带业务的主要承载网络。（4）WLAN是中国移动无线宽带网络的重要组成部分，主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务，是无线蜂窝网络承载移动数据业务的重要补充。
中国移动2G、3G、LTE、WLAN主要性能指标如表1所示：
相比而言，GSM的话音承载能力较强，尤其是在开启半速率后，但其数据承载能力相比TD-SCDMA、LTE较弱；TD-SCDMA的承载能力强于GSM，但与WCDMA、CDMA2000等其它3G技术相比差距较大；WLAN的承载能力强于GSM和TD-SCDMA，但不能承载话音业务；LTE较GSM/TD-SCDMA的承载能力无论在语音还是数据方面都有很大提升。
四网协同将以TD-LTE为主导，根据业务需求与网络能力，将业务承载在最适合的网络上，其中2G网络主要承载话音、短信业务等基础业务；3G网络主要承载手机终端的移动数据业务，并承载部分话音业务；WLAN网络主要承载PC、手机及第三方WiFi终端的互联网数据业务；4G网络主要承载高速数据业务，并具备承载话音业务功能。在四张网络共存的前提下，通过协同运营为客户提供一张良好的业务承载网络，从而保证其低成本、高效率的运行，同时也将是缓解数据业务增长的压力有效手段。
三、分组域融合
中国移动GSM/TD-SCDMA的数据业务由分组域提供，TD-LTE数据业务由分组域演进架构EPC提供，WLAN后期也可通过分组域实现网内自有平台的访问，因此，构建支持四网协同的分组域是解决四网协同数据业务的关键。四网协同的分组域可采用融合方式进行建设，包含EPC与TD/2G分组域的融合和WLAN与蜂窝网间的融合。
分组域融合的目标架构如图1所示：
3.1 EPC与2G/3G分组域的融合
EPC与2G/3G分组域的融合考虑升级现有2G/3G分组域设备为EPC与2G/3G分组域融合设备，为手持终端提供语音业务和多样化的数据业务，控制网元MME/SGSN 集中设置，S/P-GW按需下移，本地疏导语音业务，业务基于分组域承载，数据业务为主导，EPC与2G/3G分组域的融合可采用如下策略。
（1）初期：独立组网，新建设备集中设置。初期网络规模较小，可考虑独立建设MME、SAE GW，不对现有2G/3G核心网造成影响。但考虑到网络安全性，新建设备建议成对设置，采用负荷分担的方式疏通业务。MME、SAE GW需支持通过GTPv1与SGSN、RNC互操作。
（2）中期：混合组网。升级现网SGSN支持MME和R8 SGSN功能，并接入LTE，升级GGSN支持SAE GW，升级HLR支持HSS，仍采用集中设置方式；初期新建的MME/SAE GW升级支持2G/3G用户接入；随着中期数据业务的发展，GPRS网元按需扩容，以融合GPRS与EPC为原则，新建SGSN与GGSN均支持SAE。
（3）后期：充分融合。在TD-LTE发展的后期，业务发展进入稳定发展期，用户业务量增长较快，需要针对性地进行组网结构的优化，减少流量迂回以提高LTE与2G/3G互操作效果为目的，采用融合组网方式。融合的SGSN具备R8功能，提供ISR信令优化功能，其余SGSN/GGSN保持现有版本SGSN 升级支持MME，GGSN升级支持SAE-GW。
（4）远期：业务承载下移。控制网元MME采用集中设置方式，采用大容量MME网元节点设置方式，引入MME POOL保证网络的安全可靠性。SAE GW根据各个地区业务量发展按需下移，如图2所示。
3.2 WLAN与蜂窝网的融合
WLAN与蜂窝网间的融合，将提升WLAN业务访问体验，有效分流数据业务并提供更高接入带宽。可三个阶段部署蜂窝网与WLAN的网络融合：
（1）阶段一：统一认证。
引入（U）SIM统一认证，基于EAP SIM/AKA的统一认证可提供蜂窝网用户无感知接入WLAN网络能力。
终端需支持SIM/AKA认证流程，无须换卡
引入3G AAA进行认证和计费，HLR负责签约，统一WLAN和蜂窝网的计费模式
实现WEB和SIM认证共存
网络中新增3GPP AAA服务器，并与AC和HLR相连；用户连接WiFi网络时，不需要手动输入认证信息，通过3GPP AAA服务器，利用手机（U）SIM卡自动完成认证，如图3。
（2）阶段二：接入PS域
在统一认证的基础上，引入GANC或PDG或TTG设备，是用户可以通过WLAN可访问PS域业务，但不保证业务连续性。
引入WLAN核心网网关，终端与核心网网关需支持隧道建立
制定WLAN接入PS域计费策略
引导用户分流蜂窝网自有业务
方式一：UMA方式，接入网侧新增GANC设备，并与核心网侧的MSC和SGSN相连；用户通过WLAN网络可同时访问2/3G网络的CS和PS域业务，如图4。
方式二：独立组网方式，核心网侧新增PDG设备用户通过WLAN网络可访问2/3G PS域业务，暂不支持业务连续性，如图5所示。
方式三：重用P-GW/GGSN方式，核心网侧新增TTG设备，直接与P-GW/GGSN相连；用户通过WLAN网络可访问2/3G PS域业务，如图6所示。
（3）阶段三：业务连续
在阶段二的基础上，实现终端在蜂窝网和WLAN之间无缝漫游，提供有感知的业务连续性，如图 7所示。
TTG或PDG升级为ePDG
支持mobile IP，向NON-3GPP接入演进
四、结束语
四网协同有着巨大潜力和前景，通过2G、3G、LTE、WLAN分组域的融合，在一定程度上将满足用户未来海量数据业务的需求。今后，中国移动将全面进入四张网络协同运营时代，无论是从支撑业务需求角度，还是从网络技术发展以及成本分析角度，四网协同阶段实现的融合统一网络，将使中国移动从传统的基础网络管道提供者转型为智能服务提供商，从而实现网络整体效益的最大化。
参 考 文 献
[1] 何廷润. 中国移动“四网协同”战略的利弊考量 [J]. 移动通信，2012年07期
[2] 冯征，吕红卫. EPC与2G/TD分组域融合组网探讨 [J]. 移动通信，2011年19期
[3] 王少波，冯传奋，付宏志，纪芳. GSM/TD与WLAN网络深度融合方案研究 [J]. 电信工程技术与标准化，2011年2期