分组核心网:从GPRS向UMTS演进

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　　 2.5G和3GR99几乎接踵而至，这自然就会要求今天所建的GPRS分组核心网可以作为明天的3G分组核心网继续发挥作用。核心网设备厂家必须各显其能，制订出设备解决方案，才能实现平滑过渡，满足运营者的要求。
　　

　　 GPRS分组核心网叠加在现有的GSM网上，实现数据业务的无线接入、计费管理和与数据源的连接。在这一混合型网络中，新增了网络单元(分组控制与分组交换节点设备)。最主要的有分组控制单元PCU、业务支持节点SGSN和网关支持节点GGSN。从GSM升级到GPRS系统，原有GSM网中的HLR、MSC等设备需要进行软件升级以支持新增加的分组节点。随着GPRS规模不断扩大，只要简单地添加SGSN和GGSN就能实现GPRS骨干网的平滑扩容。
　　
　　 3G分组核心网能否平滑演进呢？首先，在UMTS的PS域中，SGSN与无线接入端的RNC之间采用的通信接口是 Iu-PS接口，Iu-PS接口底层采用ATM AAL5 ；而在GPRS网络中，SGSN与无线接入端的BSS(PCU) 之间采用的通信接口为Gb接口，Gb接口底层采用帧中继协议。在数据产品的演进过程中，从帧中继到ATM的发展是比较平滑的，但是一般帧中继交换机通过直接增加接口卡和软件升级实现升级为ATM交换机的均为低端ATM交换机。而北电等厂家的高端多业务交换机均为全新研发的设备，并且兼容ATM、帧中继、IP协议成为实际上的多业务交换平台。关于Iu接口的详细介绍请参见3 GPP TS 25.140 。
　　
　　 与A/Gb接口中不同，在Iu接口不支持对用户数据压缩。因为数据压缩效率和用户数据类型有关，而且对数据压缩需要在传输前完成，所以确定用户数据的类型非常困难，并且对所有用户数据进行压缩需要耗费大量的资源。
　　
　　 在UMTS来说，对于移动用户的状态管理与GPRS完全不同。在GPRS网络中，移动用户的状态分为IDLE、 STANDBY和READY 。而在UMTS网络中，移动用户的状态分为PMM-DETACHED 、 PMM-IDLE和PMM-CONNECTED 。
　　
　　 UMTS的PS域要为用户提供QoS保障。在两个用户终端之间需要建立和管理不同的QoS需求。QoS具体包括：服务可用性(接通、掉话等)、时延、时延抖动、流量、丢包率、误码率及信噪比等。UMTS的QoS要求远高于R97的GPRS，在UMTS网络中激活的移动用户的相关QoS信息需要驻留在SGSN上。在运营过程中，GPRS对于QoS在定义的过于简单，实际应用价值极为有限。这几年因特网迅猛发展，但因为缺乏QoS机制而难以实现一些有高附加值前景的业务3GPP充分意识到这一点，首次提出了有前瞻性的不同业务的QoS要求。于移动运营商而言，服务质量和业务领先是战略重点，无质量保证的业务难以保证用户满意度，也就谈不上商业价值。
　　
　　 在UMTS的PS域中，GPRS隧道协议的用户平面(GTP-U)在 UTRAN 、GGSN、骨干网的GSN之间建立隧道，而在GPRS中，隧道的建立只存在于骨干网的GSN之间。
　　
　　 第三代与第二代在技术上的主要差别在于第三代要适应多媒体业务和互联网浏览，因此需要更高的速率，分组交换和上下行数据的不对称传输。在UMTS核心网需要为实时业务提供更高路由交换、包吞吐、更高安全性，以保证更低时延、更小包丢失率，这样才能真正为UMTS投入商用保证。
　　
　　 从网络结构来看，从GPRS到UMTS，接入服务平台、SGSN、GGSN、MSC、HLR等服务平台的基本职能不变，完成了平滑演进。但是从网元设备来看，从GPRS到UMTS，接入服务平台、SGSN、GGSN、MSC的物理平台、操作系统、具体功能上发生了千差万别的变化。对于运营商而言，有两种演进策略，一是先采用低端企业级路由器等数据设备，待到3G时再引进电信级高端设备。优点是节省初期投资，但不利于平滑过渡，网络稳定性较差。二是直接采用可支持3G业务的电信级多业务交换平台。第二种方式可以既保护现有投资，有更好的网络稳定性。还可同时支持多种接入业务。
　　
　　 在3G大规模商用之前，GPRS作为一种过渡技术，虽然存在无线资源效率低、无可靠QoS保证、数据传输速率较低等不足之处，但是它在培育移动数据市场，探索移动数据、多媒体通信业务模式方面起着决定性的作用。目前GPRS和3G的商用踌躇不前的原因很多，但其中最重要的原因在于缺乏增值应用。而一项应用的成败又往往取决于服务质量。鉴于此，北电网络推出了高端多业务平台。其SGSN(PP15K) 和GGSN(S hasta ) 为GPRS网络提供电信级的可靠性，QoS和多业务能力，可应用于3G网络。

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