femto网络ip流量旁路方案研究

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1、FEMTO网络IP流量旁路方案研究谷金山张忠平王常玲中国联通集团移动网络有限公司网络建设部1引言FEMTO又称家庭基站，是伴随着3G技术及网络发展诞生的面向家庭用户的智能接入终端设备。其借助固定宽带接入为室内环境中的3G用户提供质量更好、速度更快、服务更多的3G业务，实现3G业务在室内覆盖的有效增强与延伸，是3G业务发展的助推器及重要配套产品。从现有技术发展来看，FEMTO技术能给运营商带来如下的好处：◆为家庭和办公室等室内环境提供3G覆盖；◆能提供比宏蜂窝更优质的3G服务；◆可以降低3G宏蜂窝小区的负荷；◆可以提供新的固定和移动网络融合业务；◆可以增加用户忠诚度等。可以预见，FEMTO将成

2、为固定和移动融合的典型技术，大大促进两网资源的融合和利用，促成新的运营和盈利模式的诞生。图1FEMTO接入网络架构FEMTO的部署可以分流宏网络业务，减少空口负荷，降低无线侧的扩容压力。但是现有的FEMTO网络架构决定了在FEMTO下发起Internet业务主要会存在以下两方面的问题：（1）路由迂回。在FEMTO下的UE发起Internet业务时，数据流将经HNB－Internet－移动核心网－Internet的迂回路由，这将造成承载网资源的浪费和时延的增加。（2）核心网的扩容压力。HNBGW接移动核心网，HomeNodeB下的Internet业务和WAP业务都经过移动核心网接入到Inter

3、net，随着业务量的增加，将会给移动核心网网元SGSN、GGSN造成巨大的扩容压力，增加运2FEMTO引入后对核心网容量的影响FEMTO的网络架构如图1所示：收稿日期：2010年1月10日【摘要】文章首先介绍了FEMTO网络的优点以及对核心网容量的影响，接着阐述了两种减轻核心网负荷压力的IP流量旁路解决方案，最后总结了两种方案的优缺点以及运营商选择方案时的考虑。【关键词】FEMTOHNBIP旁路核心网营商的运营成本。Internet的数据连接；如果为非Internet业务，HNB建立到GGSN的连接，从GGSN接入到外部数据网络。具体的本地旁路建立流程如图3：3IP流量本地旁路的解决方案针对

4、上述问题，我们提出了IP流量本地旁路解决方案，可以使FEMTO下的Internet业务流量不经由移动核心网而直接接入到Internet，解决了迂回路由的问题，同时减小了移动核心网的扩容压力。这里又包括两种解决方案：HomeNodeB旁路解决方案以及HomeNodeB网关旁路解决方案。3.1HomeNodeB旁路解决方案HomeNodeB旁路解决方案对于HomeNodeB下Internet业务采用从HomeNodeB直接分流的方式，不再经由移动核心网而直接接入到Internet。具体方案如图2所示：HomeNodeB本地旁路方案主要涉及的网元包括图3HomeNodeB本地旁路流程图步骤301：

5、驻留在HNB下的UE发起PDP上下文激活请求到SGSN；步骤302：SGSN根据APN判断可接入性，并通过DNS得到GGSN的IP地址，然后发送PDP建立请求到GGSN；步骤303：GGSN收到PDP建立请求后，会根据APN为UE进行动态地址分配，并将分配的IP地址返回给SGSN；步骤304a：SGSN发送RAB指派信令到HNB；步骤304b：HNB为UE分配无线承载资源，并向UE发送RAB指派信令；步骤305：SGSN将GGSN分配的IP地址发送给UE，PDP激活成功；步骤306：PDP激活成功后，UE使用分配的IP地址和外部网络进行通信，首先发送数据包到HNB，HNB根据目标IP地址判断

6、UE请求的业务类型；步骤307a：若UE请求的业务为Internet业务，则直接由BRAS接入Internet；步骤307b：若UE请求的业务为非Internet业务（如WAP业务），则数据连接由GGSN接入到外部数据网络，如WAP网关。图2HomeNodeB本地旁路方案示意图HNB、HNB接入设备、HNBGW、GGSN等。HNB主要负责无线链路的承载、数据业务的区分；HNBGW主要负责信令和WAP数据业务的汇聚转发；GGSN负责PDP激活、UE地址的动态分配，以及WAP数据业务的转发；此外还有HNB接入设备（如ADSLModem）提供到Internet网络的连接。如果GGSN为UE分配的I

7、P地址为私网IP，该设备还须具备NAT功能。在该方案中，控制面的PDP激活等信令流程仍然走移动核心网，PDP信令终结在GGSN处。GGSN将会为终端分配动态IP地址，并保存该UE的PDP上下文。在用户面，HNB根据UE请求业务的IP地址判断是否为Internet业务，如果是Internet业务，HNB将建立到46责任编辑：左永君zuoyongjun@mbcom.cn3.2HomeNodeB网关旁路解决方案Ho