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因地制宜部署 核心网向EPC大迁移

来源:首页 | 时间:2018-10-04

  LTE商用部署进程正在加速。稳定可靠、性能优良的核心网是移动过渡到数据流量时代的关键。为了满足LTE时代高速率分组化数据传输的需求,有别于2G/3G时代GPRS的全新核心网架构——演进的分组核心网(EPC)将被用于LTE通信网络。

  EPC具有扁平化、全IP承载、控制面与用户面分离和支持多种无线接入技术等多种特点,这与现网2G/3G有很大的不同。为使多制式网络能够平滑演进、融合发展,在节省投资的同时尽量减少对现网的影响,保证现网用户的业务体验,运营商需要结合自身网络现状和业务发展需求,制定最适合的部署策略。

  移动通信技术的发展是以新型应用业务的需求为驱动的,但是新型应用并不会替代传统移动通信业务应用,数据流量需求不会替代传统话音业务需求。所以为了满足不同的业务需求而产生的2G、3G以及4GLTE等不同的接入系统将长期并存,直至最终融合完成。

  已经拥有大规模2G/3G网络的运营商来在部署EPC核心网时有两种选择,新建独立的EPC网络和现网2G/3G核心网基础上升级改造来支持EPC功能。

  上海贝尔EPC专家在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示,目前,由于中国移动中国联通的2G/3G核心网设备SGSN、GGSN可以支持升级到MME、SAE-GW。所以两家的策略是采用现网设备升级支持EPC功能与新建少量EPC融合设备相结合的方式。而中国电信的2G/3G核心网设备不支持升级到EPC,所以EPC只能全部新建。

  对此,爱立信公司东北亚区产品专家曹海亮表达了相同的看法,“目前从全球范围来看,采取两种策略的运营商都有,而在中国大陆,中国移动和中国联通采取的是现网升级EPC为主的策略,主要原因是考虑到现网升级策略能够带来网络平滑升级、业务融合、降低OPEX等优势。中国电信采取EPC独立组网,主要是考虑原有CDMA核心网向EPC平滑升级的能力较差。”

  据悉,中国移动和中国联通新建EPC独立组网和现网升级结合的方式是为了满足不同场景的需求。在部分热点区域覆盖,前期仅提供LTE接入,主要出于弥补网络速率不足的目的,可以采用新建EPC独立组网。而在经济发达、人口稠密的地区,出于为将来LTE全覆盖打下良好基础的目的,可以采用现网升级的方式,这有助于运营商网络相对快速的完成LTE全覆盖,取得LTE时代的先发竞争优势。

  虽然这两种方式最终都向多种接入方式共用EPC核心网的方向演进,但是各自的优缺点也十分明显。有关专家表示,EPC独立组网的方式不会对现网的业务运营产生影响,但是初期的投资较大,并且后期网络将面临多次升级割接。因此,核心网的新建也是中国电信在4G时代投资方面面临的挑战之一。

  而现网升级的方式有利于网络快速向EPC演进,由于设备利旧,可以节省不少投资,但是这种方式会对现网业务产生一些影响。

  EPC可以将多种接入技术在同一个平台上进行连接和互通,这是为了保证用户在不同网络间切换而保持业务连续性的需要,也是为了共享核心网资源,降低网络运营成本的需要。

  由于LTE网络部署和发展初期,不能完全覆盖的情况会持续一段时间,用户终端在网络中移动,可能会切换到传统的3G或2G网络上,从而带来了EPC需要解决的第一个问题:LTE与2G/3G接入网之间的互操作问题。

  目前来看,根据2G/3G分组域核心网与EPC互通所采用接口协议的不同,产生了两种不同的互操作解决方案。一种是2G/3G分组域通过Gn/Gp接口与EPC互通,另外一种是2G/3G分组域通过S3/S4接口与EPC互通。

  专家表示,第一种方式并不需要对2G/3G核心网进行设备升级改造,只需要进行简单的软件升级,但是此时的EPC并不能对2G/3G的接入进行统一的管理,“控制面与信令面并没有完全分离”。

  第二种方式,需要运营商将现网中的SGSN升级为S4-SGSN,这样虽然可以达到“控制面与信令面完全分离”。但是目前运营商网络中存在众多厂家和版本的SGSN,首先各厂家对升级的支持能力不一;其次运营商一次性升级也将面临资金压力和网络结构改变带来的维护压力。

  基于此,运营商在LTE网络部署初期一般会先通过对现网SGSN设备进行软件升级来实现LTE与2G/3G的互操作,然后逐步升级设备支持S4-SGSN或者用设备更新的方式来实现真正意义上的多接入共享EPC核心网。

  业内专家也普遍认为互操作问题并不会对EPC建设带来很大困难,只需要一个合理的缓冲时间,便可迎刃而解。设备方面,上海贝尔专家表示,2013年运营商EPC集采选取的都是主流实力厂家,虽然获得的合同份额各有不同,但其为网络建设提供的融合设备都是具备与2G/3G互操作的能力的。对技术本身而言,曹海亮表示,“LTE与2G/3G互操作技术已经比较成熟。”

  除了与2G/3G互操作的问题,EPC还需要经历一个语音业务承载方式重大改变带来的过渡期。

  3GPP在设计EPC核心网之初,便取消了电路(CS)域,而仅保留了分组(PS)域。无疑,这是对以往2G/3G语音承载方式的一次革命性变革。在这次变革顺利完成实现完全VoLTE之前,需要根据网络现状选择不同的过渡策略。目前国际上用于LTE语音过渡的主流技术有两种:多模双待和电路域回落(CSFB)。

  通俗来说,多模双待就是用户手机终端仅用一张SIM卡同时在2G/3G和LTE网络中注册,语音通信使用2G/3G网络,数据通信使用LTE网络。这种方式的缺点是用户终端的功耗较大、续航能力差,甚至由于有多个收发器,产生“自己干扰自己”的情况。但其优势一样很明显,网络无需改造便可快速提供业务,尤其适用于中国电信这样的运营商,由于其2G/3G网络采用CDMA制式,无法实现电路域回落提供语音业务。

  电路域回落是运营商在IMS网络还没有大规模建设完成时可以采用的语音解决方案。用户终端优先驻留在LTE网络中,仅在进行线G的CS域上。

  上海贝尔EPC专家表示,可以通过升级现网中的MSC和MME,新增SGs接口,实现CSFB的功能。专家同时还指出,电路域回落虽然可以减少对网络的改造,成本较小,但是用户呼叫建立的时延将增加,数据业务也有可能出现中断的现象。

  由此可以看出,无论是多模双待还是电路域回落都有明显的缺陷,终究只能是作为过渡技术而临时采用,LTE的语音最终还是要走向VoLTE。有专家表示,运营商IMS网络建设的相对滞后可能会影响到VoLTE业务来临的速度。

  曹海亮还提出了另外一个会延缓VoLTE到来的因素,“CSFB在一定时期内仍会是主要方案,VoLTE的开展可能会受到无线覆盖的限制。”但是他同时也表示对VoLTE商用前景很有信心,“在未来一两年内我们可以预见VoLTE的部署,届时EPC网络将迎来再一次的大规模升级”。

  随着LTE技术逐渐走向成熟,运营商对第四代移动网络高接入带宽、低延时、无缝移动性和低成本的需求得到满足之后,将对提高用户业务体验和寻找新的利润增长点等更具前景的课题展开探索。

  曹海亮表示,随着网络流量结构的变化,网络结构会随之进行调整,出现如MME集中化、GW网关下放等趋势。采用分布式部署网关可以使本地业务只需在本地交换,效果是提升承载网效率并且降低各种路由开销,从而提高用户的业务体验。值得一提的是,曹海亮认为“电信核心网云化有可能会成为新的热点”。

  长期来看,LTE网络达到全网完全覆盖后,2G/3G核心网的CS域可以逐步退网,语音业务可以完全由LTE分组域提供,并且通过分组域切换实现在不同LTE网络间的漫游。即便在少数没有LTE覆盖的地点,也可以通过切换到3G的PS域来实现语音业务不中断。这样,2G网络最终退网,使得回收的频谱资源用于下一代接入技术成为可能,在一定程度上缓解对超密集部署技术的迫切需要。

  曹海亮表示,EPC可以为客户提供灵活的策略和计费,实现网络能力开放、计费和策略的协同等,如针对单个业务流进行服务质量保障。由此可以预见,差异化服务、内容计费将有助于运营商创新业务,在满足客户实际需求的同时,找到新的利润增长点,成为更有效益的“管道”。

  中电信4G-LTE核心网主设备EPC集采,中兴、华为、新邮通、爱立信都有所斩获。中电信EPC集采覆盖全国31个省市,各省只能选择一家核心网主设备厂商,需求比较大省份有百万级的容量,小的省份只有几十万。作为中国电信CDMA系统设备最紧密的供应商,中兴和华为再次占据了超过80%的市场份额;中兴获得15个省份的网络建设机会,占据接近50%市场份额,成为中国电信LTE核心网建设的主力军。

  中国移动核心网主设备EPC集采,爱立信、华为、诺西、中兴、上海贝尔、新邮通分食份额。夺得最高份额的上海贝尔不到25%,中兴和华为的份额也都超过了20%,另外几家则相对低些。从核心网的几个核心网元来看,上海贝尔、中兴、华为、爱立信、诺西和新邮通中标MME/SGSN、SAE、GW/GGSN;爱立信、上海贝尔、华为和中兴中标HSS/HLR设备。

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