WiMAX和3GPP網(wǎng)絡(luò )融合的探討

　　近年來(lái)，WiMAX是通信行業(yè)最熱門(mén)的話(huà)題之一。經(jīng)過(guò)兩年多迅速的發(fā)展，WiMAX產(chǎn)業(yè)鏈迅速地成熟起來(lái)，預計在2008、2009年規模商用。由于當前留給WiMAX的空白市場(chǎng)空間相對有限，因而研究WiMAX與現有的3GPP、3GPP2網(wǎng)絡(luò )的相互關(guān)系、融合方式與方法顯得非常有意義，它將極大地影響WiMAX以至于整個(gè)通信行業(yè)的發(fā)展。

　　作為WiMAXForum最初董事會(huì )成員之一的中興通訊致力于提供最優(yōu)質(zhì)的WiMAX產(chǎn)品和整體解決方案。

　　WiMAX與3GPP相比的技術(shù)優(yōu)勢

　　WiMAX致力于提供移動(dòng)寬帶接入業(yè)務(wù)，于2004和2005年分別推出支持固定接入、移動(dòng)接入的空中接口標準—IEEE802.16d以及 IEEE802.16e。隨著(zhù)終端系統的成熟，出現了越來(lái)越多的WiMAX16e試驗局，越來(lái)越多的運營(yíng)商認識到WiMAX的真實(shí)特性：可媲美WiFi的高帶寬，可媲美2G、3G蜂窩網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍和移動(dòng)性，并擁有完善的安全計費和QoS特性。據估計3GPPLTE高帶寬特性的推出進(jìn)度相比WiMAX要推遲1～2年。

　　網(wǎng)絡(luò )融合的需求

　　比起獨立組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )融合給用戶(hù)和運營(yíng)商都帶來(lái)更多好處。用戶(hù)希望看到同一個(gè)賬號和密碼;希望得到同一份賬單;希望看到同一個(gè)業(yè)務(wù)平臺;希望原有的業(yè)務(wù)在新系統中得到延續;希望不同系統之間業(yè)務(wù)可以無(wú)縫切換。

　　3GPP于2003年開(kāi)始“3GPP網(wǎng)絡(luò )同WLAN互聯(lián)”的標準化工作，在3GPPTR22.934中定義了3GPP網(wǎng)絡(luò )和WLAN(WIMAX網(wǎng)絡(luò )可以看作是一種WLAN)互通的6種場(chǎng)景，這些場(chǎng)景很好地描述了融合的層次。

　　1.公用計費和客戶(hù)關(guān)系：即統一計費和客戶(hù)關(guān)系模式。用戶(hù)簽約兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)，并能隨意接入兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，但各種費用采用一個(gè)清單結算。

　　2.基于3GPP系統的接入控制和計費：即基于3GPP網(wǎng)絡(luò )接入控制和計費，由3GPP系統提供統一的認證、鑒權和計費的功能。WiMAX網(wǎng)絡(luò )與3GPP網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)標識、鑒權方式、授權內容并不相同，但可以通過(guò)維持兩網(wǎng)用戶(hù)標識映射關(guān)系，使用相同的AKA鑒權方式，針對兩套系統提供有差異的授權信息來(lái)實(shí)現兩套系統在接入控制層面的融合。

　　3.接入3GPP的PS業(yè)務(wù)：共享3GPP網(wǎng)絡(luò )PS業(yè)務(wù)，用戶(hù)通過(guò)WiMAX的接入可以訪(fǎng)問(wèn)3GPP網(wǎng)絡(luò )的PS業(yè)務(wù)，如LCS、MMS、即時(shí)消息等。其實(shí)這一階段的融合意義并不是很大。首先，WiMAX和3GPPPS域最基礎的業(yè)務(wù)是分組數據接入業(yè)務(wù)，最基礎的業(yè)務(wù)已經(jīng)為兩個(gè)系統缺省提供了。其次，WiMAXForum在致力于制定WiMAX支撐業(yè)務(wù)，如LBS、MBMS、PCC等，WiMAX可以獨立演進(jìn)一套更適合自身的支撐業(yè)務(wù)。

　　4.業(yè)務(wù)連續：用戶(hù)可以在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行業(yè)務(wù)的切換，業(yè)務(wù)能夠保持，允許停頓和丟包。例如HTTP、InstantMessage、呈現等類(lèi)的業(yè)務(wù)允許一定的停頓和數據包的丟失。

　　5.無(wú)縫業(yè)務(wù)：用戶(hù)可以在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行業(yè)務(wù)的切換，切換過(guò)程中用戶(hù)感受不到業(yè)務(wù)的停頓和數據包的丟失。實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對業(yè)務(wù)連續性的要求很高，如 VoIP、流媒體、IPTV等。而在現階段，在實(shí)際應用中，以WCDMA為代表的3G技術(shù)的帶寬還不足以普遍開(kāi)展這類(lèi)業(yè)務(wù)，因此，這一層次的融合需求并不迫切。

　　6.接入3GPPCS業(yè)務(wù)：共享3GPP網(wǎng)絡(luò )CS業(yè)務(wù)，通過(guò)WiMAX的接入用戶(hù)可以直接使用3GPP網(wǎng)絡(luò )的CS業(yè)務(wù)，并提供無(wú)縫的業(yè)務(wù)切換能力。這一階段的融合不適合在接入網(wǎng)實(shí)現，復雜度太高，適合在更高的網(wǎng)絡(luò )層次來(lái)實(shí)現，如IMS、Softswitch。

　　融合的方法和特點(diǎn)

　　松融合方案一(共計費和營(yíng)賬)

　　本方案中WiMAX與3GPP網(wǎng)絡(luò )共用一套營(yíng)賬系統和計費系統，用戶(hù)要使用WiMAX與3GPP兩種業(yè)務(wù)只需要在運營(yíng)商處開(kāi)一次戶(hù)，在使用WiMAX和3GPP服務(wù)后只需從運營(yíng)商處接收一張話(huà)單。

　　另外，本方案中WiMAX和3GPP的關(guān)系對等，彼此獨立，各自具有不同的接入控制方式、數據路由方式、移動(dòng)性支持、計費方式和安全機制，最大限度地避免了對現有WiMAX和3GPP網(wǎng)絡(luò )的改造，避免了對現有網(wǎng)絡(luò )設備的升級和改造，且實(shí)現技術(shù)成熟，易于實(shí)施。

　　松融合方案二(共鑒權)

　　本方案中WiMAX網(wǎng)絡(luò )作為一個(gè)從屬網(wǎng)絡(luò )附加到3GPP網(wǎng)絡(luò )之上。WiMAX用戶(hù)的鑒權、認證、計費過(guò)程借助于3GPP網(wǎng)絡(luò )的AAA、HLR等網(wǎng)元完成，WIMAX網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的計費信息在A(yíng)GW處收集并上報給3GPP網(wǎng)絡(luò )的計費系統。

　　松融合方案三(共PS業(yè)務(wù))

　　本方案在TS23.234中有詳細說(shuō)明。通過(guò)在3GPP網(wǎng)絡(luò )中引入新的網(wǎng)絡(luò )單元—WAG和PDG，使網(wǎng)絡(luò )結構更加清晰，開(kāi)放性更強，業(yè)務(wù)范圍和系統中的安全機制也更加完善。

　　從標準上而言，PDG由兩部分組成—TTG和SGF(SubsetofG GSNfunction)，SGF可以由GGSN的現有功能完成。 TTG是新增邏輯實(shí)體，相當于SGSN信令面，需要完成鑒權功能、和WAG的接口功能以及分配N(xiāo)SAPI的功能。TTG分配N(xiāo)SAPI用于與SGF間建立 Gn'口隧道，以便和UE建立端到端的隧道，Gn'口是Gn口的子集。如果PDG通過(guò)GGSN升級，需要增加TTG的功能。使Gn'口成為內部接口的好處是：(1)加快了隧道建立速度;(2)關(guān)于POLICY和計費規則的應用也會(huì )更容易實(shí)現。

　　緊融合方案一(UMA)

　　3GPPTS44.318中詳細定義一種稱(chēng)為GAN(GenericAccess Network)的架構。從協(xié)議角度考慮，WiMAX在GAN中只是做AP用，提供IP Access Point功能。按照3GPP TSG GERAN的理解，確切地說(shuō)，對于GAN來(lái)說(shuō)，只有A/Gb模式。

　　對于EGAN，EnhancedUPinterfacemode是EGAN的一種思路，在GANC上增加Proxy-GSN功能，演進(jìn)成 EGANC，這種方式并不引入Gn interface，A/Gn mode就是GANC+SGSN演進(jìn)成EGANC。Iu mode就是在GANC上引入Iu interface，演進(jìn)成EGANC，以支持3G用戶(hù)。目前的現狀是：這3種方式的討論正處于Technical report階段，還沒(méi)有形成specfication，而且對于這3種模式的comparison還沒(méi)有完全完成，Draft具體參見(jiàn) TR43.902,其中關(guān)于latency的study還沒(méi)有完成，各廠(chǎng)家的利益之爭很明顯。

　　緊融合方案二(GGSN和AGW物理合一)

　　本方案為中興通訊所特有，網(wǎng)元GGSN/AGW中集成了3GPP網(wǎng)絡(luò )GGSN功能和WiMAXAGW功能，組網(wǎng)方便，節約投資成本。但是從本質(zhì)上看，該方案只是合并了AGW和GGSN的功能，3GPP網(wǎng)絡(luò )和WIMAX網(wǎng)絡(luò )在A(yíng)GW和GGSN上保持邏輯的獨立，并不支持雙模終端在WIMAX網(wǎng)絡(luò )和 3GPP網(wǎng)絡(luò )間進(jìn)行無(wú)縫切換。

　　通過(guò)比較可以發(fā)現，松耦合和緊耦合方案各具優(yōu)缺點(diǎn)，部署工作可以針對業(yè)務(wù)種類(lèi)、實(shí)現環(huán)境、成本等因素靈活選擇。在不影響二者正常工作，不修改現有網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的基礎上實(shí)現3GPP和WIMAX的互聯(lián)無(wú)疑是最佳方案。憑借對現有網(wǎng)絡(luò )改動(dòng)最小和技術(shù)相對成熟的優(yōu)勢，預計松耦合方案將具有更廣泛的應用空間。憑借著(zhù)各自特點(diǎn)，在一些特定場(chǎng)合仍然具備一定優(yōu)勢。具體對照如下表所示。

　　表 各種融合方案的技術(shù)難度及實(shí)施代價(jià)對照表

　　結束語(yǔ)

　　中興通訊作為電信設備制造商，涉及固網(wǎng)、3GPP、3GPP2到WiMAX網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品。而眾多系統的核心網(wǎng)擁有相同之處，這將成為中興通訊網(wǎng)絡(luò )融合研究的優(yōu)勢。中興通訊將利用這些優(yōu)勢強勢出擊，研發(fā)出更多、更好的運營(yíng)商所需的網(wǎng)絡(luò )融合方案和產(chǎn)品。