LTE国际漫游关键问题研究.docVIP

LTE国际漫游关键问题研究 　　【摘要】文章首先介绍了LTE核心网的组网架构，通过对比现有2/3G PS的组网和流程，分析LTE实现国际漫游的若干关键问题，继而提出S6a分离组网、国际漫游PGW集中部署等实现方案，以达到LTE快速开通国际漫游的目的，为4G商用扩大化提供参考。 　　【关键词】LTE S6a接口 S8接口 国际漫游 分离组网 　　目前，公众对宽带网络的需求越来越高，工信部于2012年初下发《关于实施宽带普及提速工程的意见》，旨在全力推进网络宽带化的进程。而TD-LTE作为4G制式的一种，正成为移动宽带解决方案，并迅速为业界所关注。目前TD-LTE在国内正在进行扩大试点工作，且在杭州、深圳开展试商用；另外，LTE（含TDD、FDD）的网络建设在全球正迅速开展，北美、香港、西欧等10多个地区已经建网并商用该业务。与此同时，LTE的国际漫游需求也愈发凸显出来。本文从组网结构、流程入手，针对如何快速实现LTE的国际漫游，并精确控制国际间流量，提出解决方案。 　　1 现有2/3G PS国际漫游过程及模式 　　从3GPP的演进角度看，LTE和现有的2/3G网（如GPRS网络）在组网、业务流程等方面比较类似。在传统的PS架构中，其国际漫游方案如图1所示。 　　下面将以中国移动和香港万众两家运营商为例，分析PS国际漫游流程。 　　1.1 漫游登记过程 　　如图1所示，当中移动用户漫游外出到香港万众时，首先是用户开机登记的过程，此时信令流程为MAP过程：通过万众的SGSN，结合ISTP（International STP），从国内HLR中获取用户数据，进而在漫游地SGSN设备中，完成用户数据获取及插入过程。 　　在以上过程中，显然ISTP互联起到非常重要的作用，其主要完成国际运营商之间的信息交互。以中移动为例，其在广州、上海、北京均有ISTP设备和香港、北美等运营商的ISTP直接互联，其他国际运营商或直接和中移动ISTP直连，或租用已有ISTP。目前这种网络架构已经非常成熟。 　　1.2 业务激活过程 　　用户完成登记之后，当需要发起业务时，终端发出Active PDP Context Request消息，此时通过GN/GP接口，漫游地SGSN和漫游地GGSN或归属地GGSN之间构建GTP隧道。目前国内GTP隧道通过承载网直连；国际GTP隧道是通过GRX（GPRS Roaming eXchange，GPRS国际漫游转接商）构建互联。以中移动为例，其在北京、广州各有一个BG（Border Gateway，边界网关）和GRX互联。 　　1.3 国际漫游类型 　　根据GSMA规范，国际漫游分为ISP roaming和PLMN roaming两种： 　　（1）ISP roaming：由拜访地的SGSN和GGSN接续，客户使用拜访地的业务。 　　（2）PLMN roaming：由拜访地的SGSN和归属地的GGSN接续，客户使用归属地的GGSN。目前，国际上绝大部分运营商（含中移动）均采用PLMN roaming方式。 　　2 LTE核心网的架构及国际漫游问题分析 　　2.1 国际漫游相关的接口和协议 　　TD-LTE的核心网架构称为SAE（System Architecture Evolution）。在SAE中，涉及国际漫游流程的关键接口包括S6a、S8接口： 　　（1）S6a是HSS和MME之间的接口，其协议分层为Diameter/SCTP/IP；其目的是获取用户数据，完成登记及TAU过程（含鉴权、承载、APN等信息）；其功能类似2/3G的Gr接口，但在NAS协议、底层承载模式上有所不同。 　　（2）S8接口是SGW和PGW之间的接口，其协议分层为GTP/UDP/IP；其目的是传输用户业务数据；其功能类似之前的Gp/Gn接口，两者在NAS、底层传输模式上都相同。 　　2.2 国际漫游存在的问题 　　在LTE国际漫游中，首先要解决的是S6a接口的互通问题，其次是S8接口互通及流量精确控制问题。 　　（1）S6a接口互通 　　从协议分层上看，S6a接口和之前的Gr有很大的不同：首先是其底层的传输模式，由原来的TDM演化为IP模式；其次是NAS层，由原来的MAP变为Diameter。另外，由于S6a接口的重要性，目前很多运营商（包括中移动、香港万众）都是将S6a承载在私用网络上，进行保护和拓扑隐藏。由于私网不能互通，因此S6a接口就成为LTE国际漫游首先要解决的问题。 　　（2）S8接口互通及流量控制 　　S8接口协议和之前的Gp/Gn类似，理论上S8接口的互联可以采用之前传统的互联模式。由于采用PLMN roaming方式，业务存在迂回，在2/3G模式下，用户上网的速度并不高，因此对网络影响不大；而在LTE模式下，用户平均下行速度理论上可