系統(tǒng)組網(wǎng)圖如下:
(1) MME:Mobility Management Entity,MME是一個信令實體,主要負責移動性管理、承載管理、用戶的鑒權認證、SGW和PGW的選擇等功能;
(2) SGW:Serving GW,SGW終結和E-UTRAN的接口,主要負責用戶面處理,負責數(shù)據(jù)包的路由和轉發(fā)等功能,支持3GPP不同接入技術的切換,發(fā)生切換時作為用戶面的錨點;
(3) PGW:PDN Gateway(Packet Data Network),PGW終結和外面數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(如互聯(lián)網(wǎng)、IMS等)的SGi接口,是EPS錨點,即是3GPP與non-3GPP網(wǎng)絡間的用戶面數(shù)據(jù)鏈路的錨點,負責管理3GPP和non-3GPP間的數(shù)據(jù)路由,管理3GPP接入和non-3GPP接入(如WLAN、WiMAX等)間的移動,還負責DHCP、策略執(zhí)行、計費等功能。
(4)HSS:Home Subscriber Servers是存儲用戶簽約信息數(shù)據(jù)庫,HSS存儲所有與用戶和業(yè)務相關數(shù)據(jù)的主要存儲器,主要數(shù)據(jù)包括:用戶身份、注冊信息、接入?yún)?shù)、業(yè)務觸發(fā)信息。HSS功能包括三部分:IMS功能;CS域HLR/AUC功能;PS域HLR/AUC功能。
(5)PCRF:Policy and Charging Rules Function策略與計費規(guī)則功能單元,PCRF提供對用戶和業(yè)務態(tài)QoS服務質量的控制,為用戶提供差異化的服務。并且能為用戶提供業(yè)務流承載資源保障以及流計費策略,真正讓運營商實現(xiàn)基于業(yè)務和用戶分類的更精細化的業(yè)務控制和計費方式。
3.3. LTE語音解決方案
LTE網(wǎng)絡架構提供了高帶寬的無線接入網(wǎng)絡,具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率、低時延、優(yōu)化分組數(shù)據(jù)等多方面優(yōu)點,但目前語音業(yè)務依然是各運營商的主要業(yè)務之一,而LTE標準不再支持用于支撐GSM,UMTS和CDMA2000網(wǎng)絡下語音傳輸?shù)碾娐方粨Q技術,它只能進行全IP網(wǎng)絡下的分組交換。隨著LTE網(wǎng)絡的部署,運營商亟需解決LTE網(wǎng)絡中的語音傳輸問題。運營商通常使用以下三種方法之一解決LTE網(wǎng)絡中的語音傳輸問
1) VoLTE(Voice over LTE):該方案基于IP網(wǎng)絡,配合LTE控制和媒體層面的語音服務標準,將語音以數(shù)據(jù)流形式在LTE網(wǎng)絡中傳輸,所以無需調(diào)用傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡,舊網(wǎng)絡將無需保留。
2) 電路交換網(wǎng)絡回落(CSFB、Circuit Switched FallBack):該方案中的LTE網(wǎng)絡將只用于數(shù)據(jù)傳輸,當有語音撥叫或呼入時,終端將使用原有電路交換網(wǎng)絡,因此運營商可以較迅速地向市場推出網(wǎng)絡服務。
l LTE與語音網(wǎng)同步支持(SVLTE、Simultaneous Voice and LTE):該方案使用可以同時支持LTE網(wǎng)絡和電路交換網(wǎng)絡的終端,使得運營商無需對當前網(wǎng)絡作太多修改。但這同時意味著終端價格的昂貴和電力消耗的迅速。
在運營商網(wǎng)絡中,由于LTE建網(wǎng)初期覆蓋面不足,而2G/3G網(wǎng)絡的建設已經(jīng)成熟,鑒于對現(xiàn)有資源的利用和建網(wǎng)費用的考慮,盡管全行業(yè)視VoLTE為未來的標準,但是這個方案目前還不夠成熟,目前CSFB是運營商比較普遍的選擇。該方案可以使用戶同時附著在LTE和2G/3G網(wǎng)絡之上,當用戶主叫時自動選擇2G/3G網(wǎng)絡,當用戶被叫時從LTE網(wǎng)絡切換到2G/3G網(wǎng)絡完成語音呼叫,不但可以實現(xiàn)語音業(yè)務的連續(xù)性,還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務的連續(xù)性,當呼叫結束后,用戶設備UE在適當?shù)臅r候返回即可。目前蘋果Iphome5S等企業(yè)的終端采用CSFB方式,而三星更傾向于SVLTE。
4. WCDMA+LTE是礦山行業(yè)的最佳選擇
4.1. WCDMA+LTE雙網(wǎng)協(xié)同方案
LTE作為下一代無線通信的技術標準已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)共識,目前LTE 已經(jīng)得到了全球眾多主流運營商的支持,而2013年12月我國三大運營商獲得LTE牌照,此舉標志著我國電信產(chǎn)業(yè)正式進入了4G時代。然而LTE正如其名字一樣,目前正處于長期演進過程之中,LTE無線系統(tǒng)的整體建網(wǎng)成本依然較高,對當前市場情況下的中小型礦山企業(yè)造成一定的資金壓力。同時LTE才開始在電信公網(wǎng)嶄露頭角,在對產(chǎn)品技術要求更加嚴酷苛刻的礦山專網(wǎng)通信市場還需要一定時間的演進。因此WCDMA依然是當前礦山行業(yè)無線通信系統(tǒng)的最佳選擇。
LTE作為未來移動通信發(fā)展的主流,相關標準化、產(chǎn)業(yè)化和商用化處于飛速發(fā)展過程之中,而在LTE建網(wǎng)之初,由于LTE只支持分組域,在運營商通常采用原有網(wǎng)絡的CS域語音方案來提供語音服務,中國聯(lián)通更是明確“到了LTE時代,LTE是只提供數(shù)據(jù)服務的網(wǎng)絡,語音服務還要靠3G,中國聯(lián)通有最好的3G網(wǎng)絡,能夠更好的過渡到4G,這樣就能保證給用戶提供更好的服務”。因此不管是采用CSFB還是SVLTE技術來為LTE網(wǎng)絡提供語音解決方案,礦山行業(yè)專網(wǎng)現(xiàn)在建設的WCDMA網(wǎng)絡在4G時代依然是整個系統(tǒng)的重要組成部分。WCDMA提供語音和部分數(shù)據(jù)功能,LTE提供熱點高速數(shù)據(jù),二者使用相同的IP傳輸網(wǎng)絡,即“WCDMA+LTE”雙網(wǎng)協(xié)同運行方式,是未來礦山行業(yè)建設無線專網(wǎng)的最佳方式。