SAE——移动核心网的大未来
摘 要：SAE架构作为3GPP的LTE/SAE项目中的重要组成部分，对移动网络的演进起着重要作用。本文简要先容了SAE的网络架构及其特点，重点研究了SAE的关键技术及网络部署。
关键词：SAE PCC off-path 网络部署
SAE——Future of the mobile core network
Abstract：SAE as an important component of the 3GPPLTE/SAE project plays an important role in the evolution of mobile networks. Thispaper briefly introduces the architecture and characteristics of SAE，expatiating the key technologies and network’s deploymentof SAE.
Keywords：SAE PCC off-path network’s deployment
SAE（SystemArchitecture Evolution，系统架构演进），3GPP在R7版本时启动并提出的一种全新的分组域网络架构。SAE以IP为基础，以分组交换为核心，将为运营商提供更有竞争力的移动核心网解决方案。
1 SAE概述
在网络向宽带化、移动化变革的过程中，各种移动宽带技术层出不穷；PS域中业务、控制、计费等功能耦合，设备复杂度高，导致网络扩容相对复杂，同时运维成本高。为了在PS域内实现业务、控制、承载相分离，各部分独立发展；为了更好地支撑移动宽带业务，保证移动网络未来的长远发展，3GPP在移动核心网提出了SAE方案，并制定了相关的标准。
3GPP在SAE的开发过程中明确了三大工作目标：一是提升用户的感知体验，降低时延，增加用户数据速率；二是实现一个基于IP的网络实施，提高系统容量和覆盖率，减少运营成本；三是集成其他非3GPP的接入技术，实现更灵活的移动性，从而在未来10年或者更长一段时间内确保3GPP系统的竞争力，并且支撑多种不同接入技术（EDGE，WCDMA，LTE，WLAN，CDMA2000等）之间的移动切换。
SAE的需求架构于2007年12月完成，其详细的技术流程和信令协议规范分别在2008年6月和12月完成。
2 SAE的架构分析
2.1 SAE的基本架构
图1 SAE基本架构
3GPP定义的SAE基本架构如图1所示，各实体及其功能概述如下：
MME（MobilityManagement Entity，移动管理实体），是SAE的控制核心，主要负责用户接入控制、业务承载控制、寻呼、切换控制等控制信令的处理。
Serving Gateway（服务网关），作为本地基站间切换时的锚定点，主要负责：在基站和公共数据网关之间传输数据信息；为下行数据包提供缓存；基于用户的计费等。
PDN Gateway（公共数据网关），作为数据承载的锚定点，负责：包转发、包解析、合法监听、基于业务的计费、业务的QoS控制，以及负责和非3GPP网络间的互联等。
HSS（HomeSubscriber Server，归属用户服务器），用于存储用户签约信息的数据库，存储的信息包括：用户标识信息、用户安全控制信息、用户位置信息、用户策略控制信息等。
PCRF（Policyand Charging Rules Function，策略和计费规则功能），主要负责策略控制和计费控制，根据用户使用的业务信息和用户签约的策略信息进行决策，确定用户业务使用和计费的策略，并下发给网关中的策略实行实体。
2.2 SAE的架构特点
图2 SAE与当前网络架构的比较
（1）控制平面和用户平面完全分离，增加组网灵活性
在SAE架构中，将控制平面和用户平面进行了分离，由MME负责控制平面的处理。在这种架构下、运营商可以更加灵活地根据用户数和业务量的发展情况，来选择扩展控制平面还是扩展用户平面，从而提高网络资源的利用率，降低建设成本。而用户平面设备可以通过适当的合并和归一化来减少网络层次，提升网络性能。通过将用户平面设备下移至网络边缘，可节省回程传输资源，降低运维成本。
（2）采用扁平化网络结构，减少网络层次
在原来的3GPP网络中，数据传输需要经过基站（Node B）、基站控制器（RNC）、SGSN、GGSN才能到达业务网络，而在SAE架构中，去掉了基站控制器节点，将其功能分配到核心网和基站上处理。数据传输从原来经过四个节点（NodeB、RNC、SGSN、GGSN）降到了只经过两个节点（E－NodeB、网关）。这种架构不但避免了对中间节点的投资，而且减少了数据传输的路径，减低了传输时延，为吞吐能力的提升奠定了基础。
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发表于 2015-1-16 14:37:31
