分組核心網:從GPRS向UMTS演進

　　 
　　 2.5G和3GR99幾乎接踵而至，這自然就會要求今天所建的GPRS分組核心網可以作為明天的3G分組核心網繼續發揮作用。核心網設備廠家必須各顯其能，制訂出設備解決方案，才能實現平滑過渡，滿足運營者的要求。
　　

　　 GPRS分組核心網疊加在現有的GSM網上，實現數據業務的無線接入、計費管理和與數據源的連接。在這一混合型網絡中，新增了網絡單元(分組控制與分組交換節點設備)。最主要的有分組控制單元PCU、業務支持節點SGSN和網關支持節點GGSN。從GSM升級到GPRS系統，原有GSM網中的HLR、MSC等設備需要進行軟件升級以支持新增加的分組節點。隨著GPRS規模不斷擴大，只要簡單地添加SGSN和GGSN就能實現GPRS骨干網的平滑擴容。
　　
　　 3G分組核心網能否平滑演進呢？首先，在UMTS的PS域中，SGSN與無線接入端的RNC之間采用的通信接口是 Iu-PS接口，Iu-PS接口底層采用ATM AAL5 ；而在GPRS網絡中，SGSN與無線接入端的BSS(PCU) 之間采用的通信接口為Gb接口，Gb接口底層采用幀中繼協議。在數據產品的演進過程中，從幀中繼到ATM的發展是比較平滑的，但是一般幀中繼交換機通過直接增加接口卡和軟件升級實現升級為ATM交換機的均為低端ATM交換機。而北電等廠家的高端多業務交換機均為全新研發的設備，并且兼容ATM、幀中繼、IP協議成為實際上的多業務交換平臺。關于Iu接口的詳細介紹請參見3 GPP TS 25.140 。
　　
　　 與A/Gb接口中不同，在Iu接口不支持對用戶數據壓縮。因為數據壓縮效率和用戶數據類型有關，而且對數據壓縮需要在傳輸前完成，所以確定用戶數據的類型非常困難，并且對所有用戶數據進行壓縮需要耗費大量的資源。
　　
　　 在UMTS來說，對于移動用戶的狀態管理與GPRS完全不同。在GPRS網絡中，移動用戶的狀態分為IDLE、 STANDBY和READY 。而在UMTS網絡中，移動用戶的狀態分為PMM-DETACHED 、 PMM-IDLE和PMM-CONNECTED 。
　　
　　 UMTS的PS域要為用戶提供QoS保障。在兩個用戶終端之間需要建立和管理不同的QoS需求。QoS具體包括：服務可用性(接通、掉話等)、時延、時延抖動、流量、丟包率、誤碼率及信噪比等。UMTS的QoS要求遠高于R97的GPRS，在UMTS網絡中激活的移動用戶的相關QoS信息需要駐留在SGSN上。在運營過程中，GPRS對于QoS在定義的過于簡單，實際應用價值極為有限。這幾年因特網迅猛發展，但因為缺乏QoS機制而難以實現一些有高附加值前景的業務3GPP充分意識到這一點，首次提出了有前瞻性的不同業務的QoS要求。于移動運營商而言，服務質量和業務領先是戰略重點，無質量保證的業務難以保證用戶滿意度，也就談不上商業價值。
　　
　　 在UMTS的PS域中，GPRS隧道協議的用戶平面(GTP-U)在 UTRAN 、GGSN、骨干網的GSN之間建立隧道，而在GPRS中，隧道的建立只存在于骨干網的GSN之間。
　　
　　 第三代與第二代在技術上的主要差別在于第三代要適應多媒體業務和互聯網瀏覽，因此需要更高的速率，分組交換和上下行數據的不對稱傳輸。在UMTS核心網需要為實時業務提供更高路由交換、包吞吐、更高安全性，以保證更低時延、更小包丟失率，這樣才能真正為UMTS投入商用保證。
　　
　　 從網絡結構來看，從GPRS到UMTS，接入服務平臺、SGSN、GGSN、MSC、HLR等服務平臺的基本職能不變，完成了平滑演進。但是從網元設備來看，從GPRS到UMTS，接入服務平臺、SGSN、GGSN、MSC的物理平臺、操作系統、具體功能上發生了千差萬別的變化。對于運營商而言，有兩種演進策略，一是先采用低端企業級路由器等數據設備，待到3G時再引進電信級高端設備。優點是節省初期投資，但不利于平滑過渡，網絡穩定性較差。二是直接采用可支持3G業務的電信級多業務交換平臺。第二種方式可以既保護現有投資，有更好的網絡穩定性。還可同時支持多種接入業務。
　　
　　 在3G大規模商用之前，GPRS作為一種過渡技術，雖然存在無線資源效率低、無可靠QoS保證、數據傳輸速率較低等不足之處，但是它在培育移動數據市場，探索移動數據、多媒體通信業務模式方面起著決定性的作用。目前GPRS和3G的商用躊躇不前的原因很多，但其中最重要的原因在于缺乏增值應用。而一項應用的成敗又往往取決于服務質量。鑒于此，北電網絡推出了高端多業務平臺。其SGSN(PP15K) 和GGSN(S hasta ) 為GPRS網絡提供電信級的可靠性，QoS和多業務能力，可應用于3G網絡。

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