【资料名称】：移动核心网分组域SAE 演进方案研究

【资料作者】：刘 微 郭家奇 李 刚

【资料日期】：201005

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

1 引言
早期2G系统主要为电路交换应用设计，主要支
持语音业务和低速率数据业务，无法满足各种宽带业
务的需求。随着因特网的出现，2G系统逐步向分组
数据系统演进，在演进的UMTS（Universal Mobile
Telecommunications System，通用移动通信系统）
网络中，所有通信流都被认为是分组数据，其优点是
能够兼容和简化网络结构。随着各种应用向分组数据应用发展，核心网从电路域向分组核心网演进。与此
同时，信息化时代人们对宽带化、移动化的要求越来
越高，为了确保在未来移动宽带的竞争中占据优势，
3 G P P 提出了L T E （ L o n g T e r m E v o l u t i o n ， 长期演
进）和SAE（System Architecture Evolution，系统
架构演进）方案，并制定了相关的标准。LTE专门用于
无线接口的演进，SAE主要用于研究核心网络结构的
演进。
2 SAE核心网演进方案
SAE采用扁平化的网络结构，减少了网络层次。在
SAE架构中，去掉了基站控制器节点而将其功能分配到
核心网和基站上。这种架构避免了对中间节点的投资，
减少了数据传输的路径，降低了传输时延，为吞吐能力
的提升奠定了基础。SAE架构的控制平面和用户平面完
全分离，增加了组网灵活性。运营商可以根据用户数和
业务量的发展情况，来更加灵活地选择是扩展控制平面
还是扩展用户平面，从而提高网络资源的利用率，降低
建设成本。
SAE架构充分考虑与现有网络的兼容，保护运营商
的投资，这些兼容性包括与现有2G/3G的PS网络的互操
作、与现有CS网络的互操作以及与现有网络的运营支撑
设备（如HLR、计费网关等）的互操作等。目前移动通
信网络从2G/3G向LTE网络演进后，核心网需要同时接入
2G、3G和LTE无线网络。LTE/SAE构架中网元接口和功
能较3G核心网分组域有较大的变化，在保证现有2G/3G
核心网分组域有效应用的前提下，现有网络向SAE架构
演进主要有现网升级演进方案、混合组网方案及独立组
网方案三种。
2.1 现网升级演进方案
SAE是现有核心网分组域的演进方向，也是未来核
心网的演进架构，因此，利用现有网元升级支持SAE架
构是SAE组网方案之一。由于SAE是一个全IP化的网络，
现有核心网分组域的IP化是分组域向SAE演进的必要条
件。目前中国移动核心网分组域IP化已经在进行当中。
在现有网元中，可以升级支持SAE的网元为SGSN和
GGSN，其中SGSN可升级为SAE的移动管理实体MME，
GGSN可升级支持S-GW和P-GW的功能。这种演进方法
的优点是保护运营商对2G/3G核心网投资，实现现有系统
的平滑升级；形成统一的核心网分组域，可以提高用户切
换感受；而且对计费网管影响较小。其缺点是设备接口较
多，技术的复杂造成管理复杂，同时升级改造对现网会有
影响。
SAE同软交换类似，采用控制和承载分离的架构。
因此，如果采用现网升级改造的方式建设SAE网络，
需要在PS域首先引入“控制和承载分离”的技术，即
Direct Tunnel（简称DT）技术。DT是3GPP R7新引入的
功能，通过将核心网中的用户面和信令面分离，用户数
据不再由SGSN进行转发，而是通过RNC和GGSN之间建
立的单GTP隧道进行传输。当网络中数据量迅速增长而
用户量较为稳定时，运营商无需同时对SGSN和GGSN进
行大规模扩容，而只需根据需求扩容GGSN，从而节省
投资。
现网升级演进方案的架构如图1所示：
图1 现网升级演进方案示意图
2.2 混合组网演进方案
利用现有网元升级支持SAE，SAE网络中的网元全
部利用现有资源；而在某些情况下，现网网元存在不支
持SAE功能的情况，此时就需要采用现有部分网元和新
建部分网元混合组网的方式来实现SAE组网。在混合组
网演进方案中，将SGSN升级支持MME功能，而GGSN
保持原有2G/3G接入，新建SAE的S-GW及P-GW网元