一种控制与承载分离的网络互连系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种控制与承载分离的网络互连系统及方法，包括无线接入网络及对应的核心网络，所述无线接入网络包括基站网元，基站控制器；所述基站控制器设置为控制与承载分离，包括无线接入网服务器和无线网关；所述无线接入网服务器包含无线网络控制器的控制面功能，以及有线接入和无线接入间的切换控制的功能，用于支持有线接入和无线接入间相互切换的控制；所述无线网关包含无线网络控制器的用户面功能，与所述基站网元之间采用多对多的连接关系。本发明专利技术系统由于采用控制面和用户面分离，再与ＯＡＭ网络紧耦合或松耦合的方案，最大限度的重用了标准Ｉｕ／Ｉｕｒ接口，实现现有ＵＴＲＡＮ架构平滑演进；简化了每个实体的设计，为组网带来便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3G/2G无线通信系统的光纤接入网技术，尤其涉及。
技术介绍
光纤接入网(统称FTTx)以光网络单元(ONU，Optical Network Unit，以下简称ONU)的位置所在，分为FTTH(Fibre To The Home，光纤到家)、光纤到大楼(FTTB，Fibre To The Building)和光纤到路边(FTTC，Fibre To TheCurb)等几种情况。光纤接入网的正式名称是光纤用户环路(FITL，Fiber in theloop)。 由于光接入网接入的高带宽，能够更好的开展Triple Play即同时传输语音、数据与多媒体视频的业务。光纤接入网主要采用PON(Passive OpticalNetwork，无源光网络)的技术，而现在主流比较成熟技术主要有两种EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太无源光网络)是2001年推出的技术；GPON(Gigabit Passive Optical Network，千兆位无源光网络)标准于2003年1月被ITU通过。 FTTx网络主要的网络架构如图1所示，描述了光接入网的网络架构，而具体的参考架构如图2所示，光接入网OAN(Optical Access Network)整个参考架构由用户驻地网CPN(Customer Premises Network)、接入网(AccessNetwork)和业务功能点Service Node Function组成。其中在接入网中，AF为适配功能体(Adaptation Function)，是可选设备，主要是提供ONU/ONT(Optical Network Unit，光网络单元；Optical Network Terminal，光网络终端。)接口与UNI接口(UserNetwork Interface，用户网络接口)的相互转换，AF也可以内置在ONU中，这样(a)参考点可以不要。 AF也可以放在OLT(Optical Line Termination，光路终结点)之后作OLT接口和SNI(Service Node Interface，业务点接口)接口的相互转换。AF既可以看成CPN的功能体，也可以看成是Access Network的功能体。 OAN用户驻地网和接入网的主要网元包括光路终结点OLT，光分配网ODN(Optical Distribution Network，光分配网)，光网络单元/光网络终端ONU/ONT，适配功能体AF。其中T为UNI接口的参考点，V为SNI接口的参考点。OLT为ODN提供网络接口并连至一个或多个ODN，ODN为OLT和ONU提供传输手段。ONU为OAN提供用户侧接口并和ODN相连。 用户的设备CPE(Customer Premises Equipment，用户端设备)通过UNI接口(如通过DSL线路)连接到AF，AF将报文格式由UNI接口格式转换成能与ONU连接的a接口(如Ethernet链路)格式，ONU再将报文转换成能在ODN上传送的格式，如EPON的封装、GPON的通用组帧的封装。最后由OLT将报文转换成SNI接口(如Ethernet链路)的报文格式，再进行业务点的访问。 3G/2G无线通信系统采用了类似的结构，包括无线接入网络(RadioAccess Network，RAN)和核心网络(Core Network，CN)。其中无线接入网络于处理所有与无线有关的功能，而CN处理无线通信系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit Switched Domain，CS)和分组交换域(Packet SwitchedDomain，PS)，RAN、CN与移动台(Mobile Station，MS)一起构成了整个3G/2G无线通信网络，其系统参考架构如图3所示。 其中，基站(Base Station，BS)在GSM/GPRS/CDMA/CDMA2000中称为基站收发信台(Base Transceiver Station，BTS)，在WCDMA/TD-SCDMA中称为节点B(Node B)；基站控制器BSC在WCDMA中称为无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)；在CDMA2000中，PCF(包控制功能)，PCF位于BSC与分组数据服务节点(Packet Data Serving Node，PDSN)之间，提供分组数据业务支持，作为无线接入网络的一部分可以和BSC放置在一起，也可以单独放置。 对于WCDMA，UTRAN中使用了Iu系列接口，包括Iu，Iur和Iub接口，这些接口按UTRAN接口通用协议模型划分协议栈由相应的无线网络层(RNL)和传输网络层(TNL)组成。Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，具有一个开放的标准接口，其控制面协议是RANAP(无线接入网络应用部分)，用户面协议是GTP协议。Iur接口是连接RNC之间的接口，是UMTS系统特有的接口，用于对RAN中移动台的移动管理。比如在不同的RNC之间进行软切换时，移动台所有数据都是通过Iur接口从正在工作的RNC传到候选RNC。 Iur是开放的标准接口，其控制面协议是RNSAP(无线网络子系统应用部分)，用户面协议是Iur FP。Iub接口是连接NodeB与RNC的接口，Iub接口也是一个开放的标准接口。Iub接口控制面协议是NBAP，用户面协议是IubFP。 Node B是WCDMA系统的基站(即无线收发信机)，包括无线收发信机和基带处理部件，通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。 RNC是无线网络控制器，用于控制UTRAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。具体包括(1)执行系统信息广播与系统接入控制功能；(2)切换和RNC迁移(Relocation，或重定位)等移动性管理功能；(3)宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。 UE和UTRAN之间的无线接口协议栈架构包括了多种协议，它们分布在无线接入网络中的不同节点实现，如图4所示，无线资源控制RRC协议在UE和RNC中实现，它主要实现RRC连接的管理，无线承载的管理，寻呼/广播以及移动性管理等功能。它负责配置无线接口协议栈中其他协议实体的参数信息。 RLC协议在UE和RNC中实现，它主要实现用户数据的传输功能，它提供了三种数据传输模式，分别适合于传送不同QoS要求的业务数据。MAC协议通常在UE和RNC中实现，它负责为用户数据选择合适的传送格式，负责实现逻辑信道到传输信道的映射。对于一些特殊的信道类型，Node B中也有MAC协议的实现。 PDCP协议在UE和RNC中实现，它的功能包括在发送与接收实体中分别执行IP数据流的头部压缩与解压缩，如TCP/IP和RTP/UDP/IP头部头部压缩方法对应特定的网络层传输层或上层协议的组合；传输用户数据是将非接入层送来的PDCP-SDU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制与承载分离的网络互连系统，包括无线接入网络及对应的核心网络，所述无线接入网络包括基站网元；其特征在于，所述系统设置为控制与承载分离，包括无线接入网服务器和无线网关；　　　　所述无线接入网服务器包含无线网络控制器的控制面功能，所述控制面功能包括小区专用无线资源管理以及切换控制功能；　　　　所述无线网关包含无线网络控制器的用户面功能，所述用户面功能包括媒体接入控制、无线链路控制和分组数据汇聚协议，与所述基站网元之间采用多对多的连接关系。

【技术特征摘要】
为准。权利要求1.一种控制与承载分离的网络互连系统，包括无线接入网络及对应的核心网络，所述无线接入网络包括基站网元；其特征在于，所述系统设置为控制与承载分离，包括无线接入网服务器和无线网关；所述无线接入网服务器包含无线网络控制器的控制面功能，所述控制面功能包括小区专用无线资源管理以及切换控制功能；所述无线网关包含无线网络控制器的用户面功能，所述用户面功能包括媒体接入控制、无线链路控制和分组数据汇聚协议，与所述基站网元之间采用多对多的连接关系。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制面功能包括可选的多小区无线资源管理，系统信息广播，寻呼控制，接入控制，小区内控制，多小区间控制，迁移控制，无线接入网络应用部分消息转发或无线网络子系统应用部分消息转发功能。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户面功能包括可选的广播多播控制或服务质量调度功能，以及新架构和传统架构的核心网和无线网络控制器网元之间适配功能。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线接入网服务器还设置有线接入和无线接入间的切换控制的功能，用于支持有线接入和无线接入间相互切换的控制。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线接入网服务器和无线网关之间采用一对多或多对多的连接关系。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站网元通过接口Uu与用户设备连接；所述基站网元与无线网关间的接口采用接口Iub的用户面；所述基站网元与无线接入网服务器间的接口采用接口Iub的控制面。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线接入网服务器与无线网关间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，或全新的协议栈；并且所述无线接入网服务器通过Megaco/H.248对无线网关进行管理。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线网关与核心网络间的接口采用接口Iu的用户面；所述无线接入网服务器与所述核心网络间的接口采用接口Iu的控制面。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述无线接入网服务器间采用接口Iur的控制面；所述无线网关间采用接口Iur的用户面；所增加的基站网元间接口采用接口Iur。10.根据权利要求1至9任意权项所述的系统，其特征在于，还进一步对核心网络的分组交换域做控制与承载分离，并定义功能单元包括服务GPRS支持节点服务器、服务GPRS支持节点网关、网关GPRS支持节点服务器和网关GPRS支持节点网关；所述服务GPRS支持节点服务器包含服务GPRS支持节点的控制面功能，用于实现移动性管理，连接管理，会话管理的服务GPRS支持节点控制面功能；所述服务GPRS支持节点网关包含服务GPRS支持节点的用户面功能；所述网关GPRS支持节点服务器包含网关GPRS支持节点的控制面功能；所述网关GPRS支持节点网关包含网关GPRS支持节点的用户面功能。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述核心网络中，所述服务GPRS支持节点网关与无线网关间的接口采用接口Iu的用户面；所述服务GPRS支持节点服务器与无线接入网服务器间的接口采用接口Iu的控制面。12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述服务GPRS支持节点网关与网关GPRS支持节点网关间的接口采用接口Gn的用户面；所述服务GPRS支持节点服务器与网关GPRS支持节点服务器间的接口采用接口Gn的控制面。13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述服务GPRS支持节点服务器与所述服务GPRS支持节点网关间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，或全新的协议栈；所述服务GPRS支持节点服务器通过Megaco/H.248对服务GPRS支持节点网关进行管理。14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述网关GPRS支持节点服务器与网关GPRS支持节点网关间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，或全新的协议栈；所述网关GPRS支持节点服务器通过Megaco/H.248对网关GPRS支持节点网关进行管理。15.根据权利要求1至9任意权项所述的系统，其特征在于，还进一步对核心网络的PS域设置为控制与承载分离，并定义功能单元包括综合GPRS支持节点服务器、综合GPRS支持节点网关；所述综合GPRS支持节点服务器包含服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节点的控制面功能；所述综合GPRS支持节点网关包含服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节点的用户面功能。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，在所述核心网络中，所述综合GPRS支持节点网关与无线网关间的接口采用接口Iu的用户面；所述综合GPRS支持节点服务器与无线接入网服务器间的接口采用接口Iu的控制面。17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述综合GPRS支持节点服务器与综合GPRS支持节点网关间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，或全新的协议栈；所述综合GPRS支持节点服务器通过Megaco/H.248对综合GPRS支持节点网关进行管理。18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述无线接入网服务器和综合GPRS支持节点服务器整合为一个网元，即为无线服务器，其包含原RNC、服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节点的控制面功能；所述无线网关和综合GPRS支持节点网关整合为一个网元，即为移动网关，其中包含原RNC、服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节点的用户面功能。19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述基站网元与移动网关间的接口采用接口Iub的用户面；所述基站网元与无线服务器间的接口采用接口Iub的控制面。20.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述无线服务器与移动网关间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，或全新的协议栈；所述无线服务器通过Megaco/H.248对移动网关进行管理。21.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述无线服务器间采用接口Iur的控制面；所述移动网关间采用接口移动网关的用户面；所增加的基站网元间的接口采用接口Iur。22.一种控制与承载分离的网络互连的方法，其特征在于，包括无线通信网络基站通过适配功能体与光接入网在光接入网内的参考点(a)互连，无线通信网络的无线网关或移动网关与光路终结点在光接入网内的参考点v互连，实现光网络与无线通信网络的互连。23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的基站直接通过光接入网参考点T与所述适配功能实体连接，所述的适配功能实体通过光网络中的参考点a与光接入网络中的光网络单元/光网络终端连接，或者，所述的适配功能实体与基站集成为一个无线通信网络中的网元，该网元通过参考点a连接设置于光接入网络中，与光接入网络中的光网络单元/光网络终端连接。24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的无线网关与光接入网络中的光路终结点集成为一个网元，并通过参考点Iu-D与核心网连接通信，或者，所述的移动网关与光接入网络中的光路终结点集成为一个网元。25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括启用压缩/解压缩功能，此时的用户面数据的传输过程包括上行用户设备的应用层数据被封装成IP包或者PPP包后发给无线网络层的PDCP协议，PDCP协议对数据包报头进行压缩，并将压缩后的数据传给无线网络层的RLC/MAC，RLC/MAC协议在接收到数据包处理完后，增加RLC/MAC报头后发给无线物理层；物理层对接收到的数据包进行编码调制等操作通过Uu接口发送到UTRAN；在UTRAN中基站的无线物理层收到数据后将数据封装入帧协议帧中，通过对应接口发往无线网关；节点B与无线网关间的对应接口帧协议直接承载在光接入网上。26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括所述节点B将FP/IP包分割成LNK帧，并承载在节点B和适配功能体间物理层送往适配功能体；所述适配功能体将LNK帧转换为LNK帧，承载在ONU/ONT和适配功能体间物理层送往ONU/ONT；ONU/ONT将ONU/ONT LNK帧转换为适合光传输的光分配网LNK帧，进行电光转换承载在光分配网物理层，经光纤送往光路终结点；所述光路终结点物理层进行光电转换得到光分配网LNK帧，再将光分配网LNK帧转换为LNK帧送往无线网关做进一步处理。27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述无线网关从Iub-D接口FP中得到无线网络层帧，发送给无线网络层的MAC/RLC协议，MAC/RLC协议依次去除协议报头，经过重组合并，将数据发给无线网络层的PDCP协议，PDCP协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑若滨，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]