WiMAXNWG架構(gòu)與移動分組域網(wǎng)絡(luò)演進

WiMAX是一項新興的無線通信技術(shù)，采用OFDM調(diào)制方式，無線信號傳輸距離最遠可達50公里，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G基站的10倍，其接入速率最大可達75Mbps，也遠勝于現(xiàn)有的3G技術(shù)。因此有人將WiMAX看成是3G技術(shù)強有力的競爭者。但WiMAX技術(shù)從產(chǎn)生的技術(shù)背景來看，主要還是為了解決無線數(shù)據(jù)接入問題，IEEE802.16協(xié)議族也僅定義了無線數(shù)據(jù)鏈路層和物理層相關(guān)的技術(shù)，雖然在802.16e定義了WiMAX的移動性特性，但對于WiMAX的大規(guī)模組網(wǎng)和管理均沒有進行標(biāo)準(zhǔn)化。這些，都使WiMAX還無法具備電信級應(yīng)用的能力。

目前，這種情況正在悄然變化。以研究WiMAX技術(shù)并制訂相關(guān)規(guī)范為目標(biāo)的WiMAX論壇專門成立了網(wǎng)絡(luò)工作組（NWG），負責(zé)WiMAX組網(wǎng)的研究和規(guī)范。目前，已完成需求和基本框架的制訂，接口協(xié)議和規(guī)范的制訂也正在不斷完善中。

WiMAXNWG架構(gòu)分析

WiMAXNWG的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在設(shè)計時，充分考慮了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝�性和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性。整個網(wǎng)絡(luò)可以分為兩大部分：ASN和CSN。

ASN稱之為接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（AccessServiceNetwork），主要為WiMAX用戶提供相應(yīng)的無線接入和控制，ASN可以包含基站（BS）和ASN接入網(wǎng)關(guān)（ASN-GW）等相關(guān)網(wǎng)元設(shè)備。BS主要負責(zé)WiMAX的無線接入和無線資源管理功能。ASN-GW負責(zé)用戶的接入管理、移動性管理和數(shù)據(jù)通道管理功能，根據(jù)功能需求，還可以將ASN-GW分解成控制面網(wǎng)元和用戶面網(wǎng)元兩部分。LocationServer主要用于管理WiMAX用戶的位置信息。

CSN稱之為連接性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（ConnectivityServiceNetwork），即WiMAX核心網(wǎng)，為WiMAX用戶提供IP連接服務(wù)。CSN包含很多功能實體，例如AAA代理/服務(wù)器負責(zé)用戶的接入認(rèn)證和計費，TFTP服務(wù)器負責(zé)業(yè)務(wù)配置信息的管理，DCHP服務(wù)器負責(zé)地址的分配，HA負責(zé)通過MIP方式實現(xiàn)層三的業(yè)務(wù)切換等。

ASN和CSN可以隸屬于不同的運營商。ASN可以根據(jù)用戶要求選擇不同的CSN網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)，這為虛擬運營業(yè)務(wù)的開展提供了便利，方便了無線接入網(wǎng)絡(luò)的共享。WiMAXNWG網(wǎng)絡(luò)中用戶的鑒權(quán)、認(rèn)證和計費功能通過歸屬網(wǎng)絡(luò)AAA服務(wù)器實現(xiàn)，拜訪網(wǎng)絡(luò)僅提供AAA代理功能，這種架構(gòu)給運營商網(wǎng)絡(luò)組建和網(wǎng)絡(luò)管理提供了很大的靈活性。

下一代移動分組域網(wǎng)絡(luò)演進思路

與WiMAXNWG架構(gòu)不同，目前的WCD－MA移動分組域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由原GSM系統(tǒng)架構(gòu)演變而來，更多地借用了電路域的設(shè)計思路。移動分組域這種架構(gòu)雖然延續(xù)了電路域的一些傳統(tǒng)的設(shè)計思路，但卻沒有充分考慮PS和CS在業(yè)務(wù)處理上的差別。因此組網(wǎng)的靈活性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男�率都不是很好�?/p>

一方面面對WiMAX強大的壓力，另一方面從GPRS到EDGE、從WCDMAPSR99到HSD－PA，無線接入的速度發(fā)生著突飛猛進的變化，目前移動分組域網(wǎng)絡(luò)已無法滿足高速率和高帶寬的未來無線分組業(yè)務(wù)的要求。因此3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開始展開下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，準(zhǔn)備在R7階段推出全新的移動分組域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該項工程稱之為SAE（SystemArchitechtureEvolution）。SAE的主要思想是簡化現(xiàn)有移動分組網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過網(wǎng)元整合和功能的重新劃分減少業(yè)務(wù)處理的中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的扁平化。

在核心網(wǎng)部分，將SGSN和GGSN功能歸并后進行了重新劃分，分解成MME（MobilityManage－mentEntity）和UPE（UserPlaneEntity）兩個邏輯網(wǎng)元。MME負責(zé)移動性管理和用戶的鑒權(quán)認(rèn)證等功能。UPE主要負責(zé)用戶的數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)功能�？刂泼婧陀脩裘娴倪壿嫹蛛x，使控制面可以向用戶大容量的趨勢單獨發(fā)展，而用戶面則可以更關(guān)注于高帶寬、大吞吐量以及數(shù)據(jù)傳輸中的服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全性的保障。

與此相對應(yīng)，無線系統(tǒng)也作了簡化和功能的重新定義，去除了基站控制器，將無線資源管理的功能下放到基站eNodeb，這樣當(dāng)用戶接入時，通過eNodeb直接中止無線鏈路相關(guān)適配，向上直接采用IP技術(shù)進行路由和傳輸，將控制信令直接送往MME進行處理，將用戶數(shù)據(jù)直接發(fā)往UPE進行處理轉(zhuǎn)發(fā)。

MME和HSS間采用Diameter協(xié)議實現(xiàn)位置更新和鑒權(quán)過程。為實現(xiàn)跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)切換功能，SAE架構(gòu)中引入IASA（InterAccessSystemAnchor）。通過I－ASA，可以實現(xiàn)SAE網(wǎng)絡(luò)與WLAN、WiMAX等其它異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連。IASA的功能類似于WiMAXNWG下的HA網(wǎng)元。目前，SAE系統(tǒng)架構(gòu)還處于相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的制訂中，尚未最終定型。

中興通訊移動分組域的演進

從WiMAXNWG架構(gòu)和WCDMA分組域網(wǎng)絡(luò)的演進，可以看出移動分組域網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一些趨勢：

1．協(xié)議層次簡單化、結(jié)構(gòu)扁平化、控制精細化使數(shù)據(jù)傳輸向大吞吐量、高效率方向發(fā)展。

2．對各種無線接入技術(shù)的適配和統(tǒng)一移動性管理使終端的無縫移動成為可能。

中興通訊的分組域設(shè)備正沿著該方向演進，SGSN/GGSN不但可以提供GERAN、UTRAN以及HSDPA綜合接入，同時GGSN還可以兼作ASN-GW，實現(xiàn)了WiMAX的綜合接入，對于這些接入，可以提供統(tǒng)一的用戶管理和計費功能，同時共用了如IP地址分配、隧道管理等一系列的IP分組技術(shù)，做到了多接入方式的綜合管理。

后續(xù)中興還將積極跟蹤和參與SAE的研究并將最新研究成果融入移動分組域設(shè)備的研究，早日開發(fā)出技術(shù)先進、順應(yīng)移動分組網(wǎng)絡(luò)發(fā)展潮流的移動分組產(chǎn)品。

WiMAX和WCDMAPS兩種技術(shù)雖然起源不同，一個根植于IP互聯(lián)網(wǎng)，作為一種固定IP網(wǎng)絡(luò)的無線延伸，另一個脫胎于移動通信網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)移動通信網(wǎng)絡(luò)的IP化發(fā)展趨勢，但可以看到，兩者的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)殊途同歸，差別已變得越來越模糊，這都是市場對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)強烈的需求驅(qū)動的結(jié)果，也代表著現(xiàn)今通信業(yè)的發(fā)展潮流，即移動互聯(lián)網(wǎng)趨勢�？梢灶A(yù)見，在不久的將來，各種無線接入技術(shù)將走向統(tǒng)一管理，用戶不管采用何種無線技術(shù)，都可以通過一張高效的網(wǎng)絡(luò)體驗到多彩無線業(yè)務(wù)的樂趣。