电信科学 2010 年第 7 期 1 引言 移动通信最初的网络结构只为语音业务而设计，这一 时期，运营商 70%的创收都源于语音服务。 随着通信技术 的不断更新和社会的不断进步，传统简单的语音业务已远 不能满足人们的需求。 特别是近几年，互联网在全世界范 围内迅速普及，各类新业务和新应用不断涌现，从而迫使 运营商由原来的只提供语音业务转向语音与数据业务并 行发展。数据业务的高速发展给移动通信行业带来了新的 产业模式。然而，业务流量的激增也促发了新的问题：互联 网 P2P 技术的运营模式以及物联网所引发的商业链等因 素的冲击对网络的承载能力提出了更高的要求。流经移动 网络的数据流量突飞猛涨， 从而加大了设备投资与维护， 利润上升空间平缓，这将导致每比特数据流所创造的价值 呈现负增长，增量不增收的局面使运营商沦为管道提供商 的危机进一步加大。 事实上，如何最大化地从单位比特数 据流中获取最大利润是运营商最关心的，也是急待解决的 问题。 为有效解决创收与成本之间的矛盾，移动运营商纷纷 着手转型，尝试推出全业务运营，开辟有效的增收渠道。从 技术层面看，移动运营商不仅要在无线接口与无线传输上 有所突破，扁平化网络架构演进也是克服此矛盾的有效手 段之一。 鉴于此，本文简要回顾了3GPP、3GPP2 和 WiMAX 标准组织下的移动网络架构演进及其发展现状，着重探讨 3GPP 的 LIPA/SIPTO 架构和阿尔卡特朗讯的基于BSR 网 络架构。 2 移动网络架构演进现状 扁平架构的最主要目的是构建一个低时延和低成本 的网络架构，与此同时，利用更少的设备，实现端到端 QoS 保障和稳定的移动性支持。 在扁平化架构设计上，既要考 网络架构的扁平化研究一直是移动运营商十分关注的话题。 扁平化架构可以有效解决运营商所 面临的增量不增收的窘境。 本文简要回顾了几大国际标准化组织在网络架构方面所做出的贡献 及其最新进展，并进行了分析比较。 关键词 网络架构；扁平化；基站路由器 移动网络扁平化架构探讨 * 徐 峰，严学强 （上海贝尔股份有限公司上海 201206） 摘 要 研究与开发 * 2009 年国家重大专项：全 IP 宽带移动网络架构及关键技术 研究 43 研究与开发 虑现有网络的投资回报又要考虑彼此间的相互兼容。 2.1 3GPP 网络架构演进 3GPP 标准组织致力于制定第三代移动通信及其未来 移动通信系统的技术规范和技术报告。 鉴于篇幅所限，本 小节主要讲述增强型3G 网络架构与 EPS 网络架构。 （1）增强型 3G 网络架构：Direct Tunnel (DT) DT 是一项增强的 3G 网络功能技术，它的目的是制定 出一个适合于 HSPA 无线技术的低时延架构。 通过采用更 加优化的传输路线，DT 传输使用户数据流量能够绕过 SGSN 节点，更甚者 RNC 与 SGSN 节点被同时绕过，使所需 的数据链路数量进一步减少，从而提高传输效率，还可降 低运维成本。 TR 25.999[1]提出了 3 种可行的备选方案，具 体介绍如下。 · 保留 RNC 的 DT 架构：用户面的流量途经SRNC 节 点并绕过 SGSN 节点直接到 GGSN 节点， 而控制面 则仍需经由 SGSN 节点完成。 这种模式对现有网络 的破坏性最小，与当前的技术最兼容，但它仍没有 彻底去除 RNC 节点。 · 保留 RNC 控制面的 DT 架构：RNC 的控制面功能继 续保留下来，可以独立于用户面单独进行升级。 用 户面可绕过 RNC 节点，有两种实现途径：一种是基 站节点通过 SGSN 和 GGSN 建立 IP 通路；另一种是 基站节点直接与GGSN 建立 IP 通路， 这种方式效 率较高。 · 取消 RNC 节点的 DT 架构：RNC 功能完全集成到基 站节点，基站节点与核心网中的GGSN 有直接的用 户面连接，SGSN 节点用于控制面继续保留。基站节 点之间可实现互通。 事实上，这种结构设计比前面 两种模式更接近3GPP R8 版本中的 EPS 架构。 （2）EPS 网络架构 迫于 WiMAX 等移动通信技术的竞争压力， 并继续保 证 3GPP 系统在移动通信领域的技术和标准的竞争优势， 3GPP 标准组织于 2004 年启动了长期演进（LTE）和系统架 构演进（SAE）两大计划的标准工作。 LTE（即 EUTRAN）与 SAE（即 EPC）组成演进的分组网 络，整个系统命名为EPS。 EPS 实现了移动通信领域在3G 之后的一次阶段性革命，通过引入一些全新的技术思路和设 计理念，大大提升了移动通信系统的通信能力。 相比 2G/3G 网络，EPS 是进一步扁平化的架构， 它将 Node B 节点与 RNC 节点融合为单一的eNode B 节点，完全取消了 CS 域， 同时进一步增强了IMS 域对整个网络的业务控制能力，提 供一个全 IP 化的分组核心网， 可支持 3GPP 的 UTRAN、 GERAN 的接入和非 3GPP 的 WLAN、WiMAX、cdma2000 的 接入[2,3]。 2.2 3GPP2 网络架构演进 3GPP2 组织成立于 1999 年 1 月，也是一个致力于第 三代及其未来通信系统规范制定的协作组织。 目前， 3GPP2 主要负责 cdma2000 标准化工作及演进架构的标 准制定。 对比 3GPP2 的 2/3G 架构，UMB 网络不再需要 BSC 集 中控制实体。 eBS 将传统 BS 和 BSC 的功能以及 PDSN 的 某些功能融于一身，使网络部署更为简单，AGW 为用户提 供了与分组数据网的IP 连接点。 ...