专利名称：一种控制与承载分离的网络互连系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种3G/2G无线通信系统的光纤接入网技术，尤其涉及一种控制与承载分离的网络互连系统及方法。
背景技术：
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转发到RLC层，若支持无损SRNS迁移功能则转发PDCP-SDU及相应的序列号将多个不同的RB复用到同一个RLC实体。
BMC的功能包括小区广播消息的存储；业务流量监视和为CBS要求无线资源；BMC消息的调度；发送BMC消息到UE；向高层(NAS)传送小区广播消息等。
目前，3G/2G无线通信网络的无线接入网控制面和用户面不分离，为集中式星型拓扑结构，用户数据和信令全通过RNC/BSC，RNC/BSC容易成为瓶颈，形成单点故障，组网不灵活性，可扩展性不强，无法适应未来业务的发展。另外，3G/2G无线通信网络与OAN网络互连属于FMC(固定移动融合)的一个分支，为新兴的课题，尚无现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制与承载分离的网络互连的系统及方法，针对3G/2G无线通信网络和OAN(如PON技术接入的网络)互连的课题，提出将无线接入网络控制与承载分离，再与OAM网络紧耦合或松耦合的方案，作为OAM有线接入的无线延伸，适用于固定无线、游牧、便携和移动接入应用，为OAN网络运营商发展无线网络提供了一种演进途径。
本发明的技术方案包括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；其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
所述的系统，其中，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。
一种控制与承载分离的网络互连的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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，得到用户包，然后做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往核心网络的网元。
所述的方法，其中，在所述核心网络中，服务GPRS支持节点/服务GPRS支持节点-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW；网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
所述的方法，其中，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到的用户设备的IP包或者PPP包；IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
所述的方法，其中，所述方法还包括控制面信令的传输过程上行用户设备的无线资源控制将短消息或本层的信令消息被封装成数据包传给无线网络层的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。
所述的方法，其中，所述节点B将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/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帧转换为光网络单元LNK帧，并承载在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ODN 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ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往无线接入网服务器。
所述的方法，其中，所述无线接入网服务器从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL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RRC，RRC协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往CN的网元。
所述的方法，其中，在所述核心网络，IGSN/服务GPRS支持节点/IGSN-Server/服务GPRS支持节点-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到GMM/SM/SMS消息。
所述的方法，其中，所述节点B与无线网关间采用二层桥接技术，即其网元皆为二层网元。
所述的方法，其中，所述节点B与无线网关间采用三层路由技术，即其网元皆为三层网元。
所述的方法，其中，还包括下行步骤无线网关中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，用户设备中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩；其它与上行相同。
一种控制与承载分离的网络互连的方法，其包括无线通信网络的基站通过光网络单元或光网络终端与光接入网在光分配网络处互连，无线通信网络的无线网关或移动网关与光路终结点在参考点v互连，实现光网络与无线通信网络的互连。
所述的方法，其中，所述的基站直接通过光接入网参考点(a)与所述光网络单元或光网络终端连接，或者，所述的光网络单元或光网络终端与基站集成为一个无线通信网络中的网元，该网元与光接入网在光分配网络处互连。
所述的方法，其中，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。
所述的方法，其中，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，UTRAN中无线物理层收到数据后将数据封装入帧协议帧中，通过Iub-D接口发往无线网关。
所述的方法，其中，还包括BS+ONU/ONT将FP/IP包分割成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；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。
所述的方法，其中，所述无线网关从Iub-D接口FP中得到RNL帧，发送给RNL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RNL的PDCP协议，PDCP协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往核心网络网元。
所述的方法，其中，在所述核心网络，服务GPRS支持节点/服务GPRS支持节点-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW，网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW从Gn/Gn-D接口的GTP隧道接收到用户设备的IP包或者PPP包；网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
所述的方法，其中，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到用户设备的IP包或者PPP包；IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
所述的方法，其中，所述方法还包括控制面信令的传输过程上行用户设备的无线资源控制将短消息或本层的信令消息被封装成数据包传给无线网络层的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；UTRAN中的无线物理层收到数据后将数据封装入Iub-C接口无线网络层帧中，通过Iub-C接口传输网络层承载发往无线接入网服务器的无线资源控制层。
所述的方法，其中，还包括BS+ONU/ONT将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成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帧送往无线接入网服务器做进一步处理。
所述的方法，其中，所述无线接入网服务器从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL的MAC/RLC协议，MAC/RLC协议依次去除协议报头，经过重组合并，将数据发给无线资源控制，所述无线资源控制协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往核心网络网元。
所述的方法，其中，所述核心网络中，IGSN/服务GPRS支持节点/IGSN-Server/服务GPRS支持节点-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到短消息。
所述的方法，其中，所述上行还包括节点B与无线网关间的对应接口帧协议可直接承载在光接入网上；在节点B与无线网关间采用二层桥接技术，即光路终结点为二层网元。
所述的方法，其中，所述上行还包括节点B与无线网关间的对应接口帧协议可直接承载在光接入网上；在节点B与无线网关间采用三层路由技术，即光路终结点为三层网元。
所述的方法，其中，所述下行中，无线网关中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，用户设备中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩；其它与上行相同。
本发明所提供的一种控制与承载分离的网络互连系统及方法，由于采用了对无线网络网元功能的重组，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，使组网具有更强的灵活性和可扩展性，为组网带来便利。
图1为现有技术的光接入网的基本网络架构示意图；图2为现有技术的OAN的网络参考架构示意图；图3为现有技术的3G/2G系统参考架构示意图；
图4为现有技术的无线接口协议栈架构示意图；图5为本发明系统的第一较佳实施例的控制与承载分离的增强型移动网络架构示意图；图6为本发明系统的第一较佳实施例的控制与承载分离的增强型移动网络接口协议栈的示意图；图7为本发明系统的另一较佳实施例中控制与承载分离的增强型移动网络架构示意图；图8为本发明系统的第三较佳实施例中控制与承载分离的增强型移动网络架构示意图；图9为本发明系统的第四较佳实施例的控制与承载分离的增强型移动网络架构示意图；图10为本发明方法的光接入网与无线网络互连实施例一的示意图；图11为本发明方法的光接入网与无线网络互连实施例二的示意图；图12为本发明方法的网络互连实施例之一的用户面上BS集成网元和AF网元分离的结构示意图；图13为本发明方法的网络互连实施例之一的用户面中BS和AF网元集成的结构示意图；图14为本发明方法的网络互连实施例之一的用户面中BS和AF网元集成示意图；图15为本发明方法的网络互连实施例之一的控制面上BS集成网元和AF网元分离而OLT和RGW集成的结构示意图；图16为本发明方法的网络互连实施例之一的控制面中BS和AF网元集成而OLT和RGW集成的结构示意图；图17为本发明方法的网络互连实施例之一的控制面中BS和AF网元集成且OLT和WGW集成的结构示意图；图18为本发明方法的光接入网与无线网络互连实施例之二的结构示意图一；图19为本发明方法的光接入网与无线网络互连实施例之二的结构示意图二；图20是本发明方法的网络互连实施例之二的用户面上BS和ONU/ONT网元集成的示意图；图21是本发明方法的网络互连实施例之二的控制面上BS和ONU/ONT网元集成且RGW和OLT网元集成示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。
本发明的控制与承载分离的网络互连实现方法中，首先对无线接入网络RAN的单元实体做功能分解，定义功能单元基站BS、无线接入网服务器(RAN-Server)和无线网关RGW(Radio Gateway)；其中，RAN-Server和RGW的功能划分如下对于WCDMA/GPRS/TD-SCDMA网络的RAN，BS、RAN-Server和RGW功能分解如表1所示。
表1BS和RGW功能分解
基于如表1所示的BS、RAN-Server和RGW功能分解的网络，本发明系统的核心思想是将基站控制器(如RNC)进行控制与承载分离，功能被分解为两个网元——RAN-Server和RGW；RAN-Server包含原RNC的控制面功能，另外，RAN-Server还包含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；RGW包含原RNC的用户面功能，BS和RGW之间采用多对多的连接关系，RAN-Server和RGW之间采用一对多或多对多的连接关系。
因此，本发明的新的无线网络架构如图5所示，用户设备UE网元与基站BS网元间的接口采用原UE和UTRAN接口Uu，Node B和RNC间的Iub接口不再存在；BS网元与RGW间的接口Iub-D采用原RNC与Node B间的接口Iub的用户面；BS网元与RAN-Server间的接口Iub-C采用原RNC与Node B间的接口Iub的控制面；RAN-Server与RGW间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，也可以采用全新的协议栈，RAN-Server通过Megaco/H.248对RGW进行管理；RGW与CN间的接口Iu-D采用原RNC与SGSN间的接口Iu的用户面；RAN-Server与CN间的接口Iu-C采用原RNC与SGSN间的接口Iu的控制面；RAN-Server间采用原RNC间的Iur接口的控制面；RGW间采用原RNC间的Iur接的用户面；另外所增加的BS网元间接口采用原RNC间的接Iur口。
本发明系统的无线接口功能下移的增强型移动网络接口定义及其协议栈如图6(a)-(c)所示，其中图6(a)为控制与承载分离的增强型移动网络用户面的示意图，图6(b)为本发明控制与承载分离的增强型移动网络控制面的示意图；图6(c)为本发明的基于IP的Megaco/H.248的协议栈的示意图。
本发明系统进一步对CN PS域做控制与承载分离功能分解，其中的一种功能分解方法是定义功能单元服务GPRS支持节点服务器SGSN-Server、服务GPRS支持节点网关SGSN-GW、网关GPRS支持节点服务器GGSN-Server和网关GPRS支持节点网关GGSN-GW。SGSN-Server包含原SGSN的控制面功能，实现移动性管理，连接管理，会话管理等SGSN控制面功能，SGSN-GW包含原SGSN的用户面功能，GGSN-Server包含原GGSN的控制面功能，GGSN-GW包含原GGSN的用户面功能。
与此相应，本发明的新的无线网络架构如图7所示，其中，RAN与图5的RAN相同；在CN中，SGSN-GW与RGW间的接口Iu-D采用原RNC与SGSN间的接口Iu的用户面；SGSN-Server与RAN-Server间的接口Iu-C采用原RNC与SGSN间的接口Iu的控制面；SGSN-GW与GGSN-GW间的接口Gn-D采用原GGSN与SGSN间的接口Gn的用户面；SGSN-Server与GGSN-Server间的接口Gn-C采用原GGSN与SGSN间的接口Gn的控制面；SGSN-Server与SGSN-GW间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，也可以采用全新的协议栈，SGSN-Server通过Megaco/H.248对SGSN-GW进行管理；GGSN-Server与GGSN-GW间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，也可以采用全新的协议栈，GGSN-Server通过Megaco/H.248对GGSN-GW进行管理。
本发明的另一种CN PS域功能分解方法是定义功能单元综合GPRS支持节点服务器IGSN-Server和综合GPRS支持节点网关IGSN-GW，IGSN-Server包含原SGSN和GGSN的控制面功能，IGSN-GW包含原SGSN和GGSN的用户面功能。与此相应的无线网络架构如图8所示，其中，RAN与图5的RAN相同；在CN中，IGSN-GW与RGW间的接口Iu-D采用原RNC与SGSN间的接口Iu的用户面；IGSN-Server与RAN-Server间的接口Iu-C采用原RNC与SGSN间的接口Iu的控制面；IGSN-Server与IGSN-GW间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，也可以采用全新的协议栈，IGSN-Server通过Megaco/H.248对IGSN-GW进行管理。
本发明系统的第四种新的无线网络架构如图9所示，其中，RAN-Server和IGSN-Server整合为一个网元，称为无线服务器W-Server(Wireless-Server)，其包含了原RNC、SGSN和GGSN的控制面功能；RGW和IGSN-GW整合为一个网元，称为移动网关WGW(Wireless Gateway)，其中包含原RNC、SGSN和GGSN的用户面功能。BS网元与WGW间的接口Iub-D采用原RNC与NodeB间的接口Iub的用户面；BS网元与W-Server间的接口Iub-C采用原RNC与Node B间的接口Iub的控制面；W-Server与WGW间的接口采用IETF的Megaco或ITU-T的H.248，也可以采用全新的协议栈，W-Server通过Megaco/H.248对WGW进行管理；W-Server间采用原RNC间的Iur接口的控制面；WGW间采用原RNC间的Iur接口的用户面；另外所增加的BS网元间接口采用原RNC间的接Iur口。
以下更加详细的说明本发明方法的各实施例。如图10、图11所示，3G/2G无线通信网络BS通过AF与OAN在OAN内的参考点(a)互连，3G/2G无线通信网络RGW或WGW与OLT在参考点v互连。该方案可以使3G/2G接入网的建设尽量利用原OAN已布设的资源，如运营商已经有了FTTB/FTTC的网络，3G/2G无线通信网络设备设在大楼直接利用大楼的铜线资源，通过ONU接入OAN网，从而减少了无线通信网络的额外布线，降低3G/2G接入网的建设成本，属于紧耦合方案。
该方案中的BS和AF可以网元分离，以参考点T互连；或BS和AF网元集成为一体；RGW或WGW可以和OLT网元集成为一体。
以WCDMA为例，在UE-＞Node B-＞ONU-＞OLT-＞Core Network路径下的协议栈，用户面如图12-图14所示，控制面如图15-图17所示。BS、RAN-Server和RGW功能分解如表1所示；Core Network包括了SGSN和GGSN；SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN；Core Network也可以按图7和图8的方案。
基于本发明系统的上述协议栈结构，UE在数据通信时首先通过控制面协议栈建立RRC连接，在和核心网协商后开始进行无线接入承载RAB的建立，RAB的建立过程伴随着用户面承载RB的建立。RAB建立成功后，用户就可以通过已经建立好的用户面承载传送数据了。PDCP的压缩/解压缩功能可以启用，也可以不启用。信令建立流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功后，UE通过RNC建立与CN的信令连接，也叫“NAS信令建立流程”，用于UE与CN的信令交互NAS信息，如鉴权、业务请求、连接建立等。
本发明系统启用压缩/解压缩功能的用户面数据的传输过程如下上行UE的应用层数据被封装成IP包或者PPP包后发给无线网络层RNL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RNL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RFL(Radio Frequency Layer)；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。
UTRAN中BS的无线物理层RFL收到数据后将数据封装入帧协议FP(Framing Protoco1)帧中，通过Iub-D接口发往RGW。Node B与RGW间的Iub-D接口帧协议FP可直接承载在OAN之上；在Node B与RGW间可以采用二层桥接技术(例如，以太网桥接)，即AF、ONU/ONT和OLT皆为二层网元；或在Node B与RGW间采用三层路由技术(例如，IP三层路由)，即AF、ONU/ONT和OLT皆为三层网元。
Node B将FP/IP包分割成LNK帧，然后承载在Node B和AF间物理层送往AF；AF将LNK帧转换为ONU LNK帧，然后承载在ONU/ONT和AF间物理层送往ONU/ONT；ONU/ONT将ONU/ONT LNK帧转换为适合光传输的ODNLNK帧，然后进行电光转换承载在ODN物理层，经光纤送往OLT；OLT PHY进行光电转换得到ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往RGW做进一步处理。RGW从Iub-D接口FP中得到RNL帧，发送给RNL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RNL的PDCP协议，PDCP协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，然后做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往CN的网元。
在CN，SGSN/SGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给GGSN/GGSN-GW。GGSN/GGSN-GW从Gn/Gn-D接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN/GGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络；或者，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
下行与上行类似，只是RGW中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，而UE中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩。
本发明系统控制面信令的传输过程如下上行UE的RRC将GMM/SM/SMS消息或本层的信令消息被封装成数据包传给RNL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RFL，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。
UTRAN中BS的无线物理层RFL收到数据后将数据封装入Iub-C接口无线网络层(如FP)帧中，通过Iub-C接口传输网络层(如IP/LNK/PHY)承载发往RAN-Server的RRC层。Node B与RAN-Server间的Iub-C接口的无线网络层(如FP或NBAP)和传输网络层(如IP层或信令承载层Signaling Bearer(例如SCTP/IP))可直接承载在OAN之上；在Node B与RAN-Server间可以采用二层桥接技术(例如，以太网桥接)，即AF、ONU/ONT和OLT皆为二层网元；或在Node B与RAN-Server间采用三层路由技术(例如，IP三层路由)，即AF、ONU/ONT和OLT皆为三层网元。
Node B将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成LNK帧，然后承载在Node B和AF间物理层送往AF；AF将LNK帧转换为ONU LNK帧，然后承载在ONU/ONT和AF间物理层送往ONU/ONT；ONU/ONT将ONU/ONTLNK帧转换为适合光传输的ODN LNK帧，然后进行电光转换承载在ODN物理层，经光纤送往OLT；OLT PHY进行光电转换得到ODN LNK帧，再将ODNLNK帧转换为LNK帧送往RAN-Server做进一步处理。RAN-Server从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL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RRC，RRC协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，然后通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往CN的网元。
在CN，IGSN/SGSN/IGSN-Server/SGSN-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到GMM/SM/SMS消息。类似的，UE通过相反的过程来接收核心网的信令消息和接入网的RRC信令消息。
本发明的另一较佳实施例中，如图18-图19所示，3G/2G无线通信网络的BS与OAN宽带网在ODN处互连，3G/2G无线通信网络RGW或WGW与OLT在参考点v互连，属于松耦合方案。3G/2G无线通信网络直接利用OAN的光网络资源，如运营商已经有了FTTH的网络，WiMAX设备设在大楼直接接入ODN网。该方案BS集成了ONU/ONT的功能，RGW或WGW可以和OLT网元集成为一体。
以WCDMA为例，在UE-＞Node B-＞ONU-＞OLT-＞Core Network路径下的协议栈，用户面如图20所示，控制面如图21所示，BS、RAN-Server和RGW功能分解如表1所示；Core Network包括了SGSN和GGSN；SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN；Core Network也可以按图7和图8的方案。
本发明的启用了压缩/解压缩功能的用户面数据的传输过程包括上行UE的应用层数据被封装成IP包或者PPP包后发给RNL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RNL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RFL，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。UTRAN中BS+ONU/ONT的无线物理层RFL收到数据后将数据封装入帧协议FP(Framing Protocol)帧中，通过Iub-D接口发往RGW。
Node B与RGW间的Iub-D接口帧协议FP可直接承载在OAN之上；在Node B与RGW间可以采用二层桥接技术(例如，以太网桥接)，即OLT为二层网元；或在Node B与RGW间采用三层路由技术(例如，IP三层路由)，即OLT为三层网元。
BS+ONU/ONT将FP/IP包分割成适合光传输的ODN LNK帧，然后进行电光转换承载在ODN物理层，经光纤送往OLT；OLT PHY进行光电转换得到ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往RGW做进一步处理。RGW从Iub-D接口FP中得到RNL帧，发送给RNL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RNL的PDCP协议，PDCP协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，然后做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往CN的网元。
在CN，SGSN/SGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给GGSN/GGSN-GW。GGSN/GGSN-GW从Gn/Gn-D接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN/GGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络；或者，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
下行与上行类似，只是RGW中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，而UE中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩。
本方法实施例中控制面信令的传输过程如下上行UE的RRC将GMM/SM/SMS消息或本层的信令消息被封装成数据包传给RNL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RFL，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。UTRAN中BS+ONU/ONT的无线物理层RFL收到数据后将数据封装入Iub-C接口无线网络层(如FP)帧中，通过Iub-C接口传输网络层(如SCTP/IP/LNK/PHY)承载发往RAN-Server的RRC层。
Node B与RAN-Server间的Iub-C接口的无线网络层(如FP或NBAP)和传输网络层(如IP层或信令承载层Signaling Bearer(例如SCTP/IP))可直接承载在OAN之上；在Node B与RAN-Server间可以采用二层桥接技术(例如，以太网桥接)，即OLT为二层网元；或在Node B与RAN-Server间采用三层路由技术(例如，IP三层路由)，即OLT为三层网元。
BS+ONU/ONT将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成适合光传输的ODN LNK帧，然后进行电光转换承载在ODN物理层，经光纤送往OLT；OLT PHY进行光电转换得到ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往RAN-Server做进一步处理。RAN-Server从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL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RRC，RRC协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，然后通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往CN的网元。
在CN，IGSN/SGSN/IGSN-Server/SGSN-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到GMM/SM/SMS消息。类似的，UE通过相反的过程来接收核心网的信令消息和接入网的RRC信令消息。
本发明系统的无线接口协议栈下移到基站，并具有如下优点1、最大限度的重用了标准Iu/Iur接口，使现有UTRAN架构可以平滑演进；2、采用控制面和用户面分离，可以简化每个实体的设计，优化RNC和基站、SGSN和GGSN的功能，使其更适用于采用分布式网络结构的接入网结构，且保证网络与UE之间有快速的反应机制，并具有更强的灵活性和可扩展性，为组网带来便利，从而更能适应未来业务的发展；3、采用多对多的网络架构，有效的避免了单点故障；4、特别适合与固定、游牧、便携和低速移动的无线接入应用，便于与有线网络融合。
本发明系统提出的紧耦合方式，基于Wireless/Mobile over Fiber(光纤承载无线/移动网络)，根据对无线/移动接入技术和OAN接入技术的特点进行互补，扩大了网络的覆盖；由于Wireless/Mobile over Fiber主要利用无线覆盖性对OAN覆盖范围进行补充，可以使3G/2G接入网的建设尽量利用原OAN网络已布设的线路资源，从而降低3G/2G接入网的建设成本。
本发明系统及方法提出的松耦合方式对无线网络与光接入网络OAN，尽量共享了两个网络的核心网资源，进行统一的认证、计费和客户服务(Customer Care)。
综上，本发明针对3G/2G无线通信网络和OAN(如PON技术接入的网络)互连的课题，提出了无线网络将无线接口协议栈下移到基站，再与OAM网络紧耦合或松耦合的方案，作为OAM有线接入的无线延伸，适用于固定无线、游牧、便携和移动接入应用，为OAN网络运营商发展无线网络提供了一种演进途径。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，但不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
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，得到用户包，然后做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往核心网络的网元。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，在所述核心网络中，服务GPRS支持节点/服务GPRS支持节点-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW；网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到的用户设备的IP包或者PPP包；IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
30.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括控制面信令的传输过程上行用户设备的无线资源控制将短消息或本层的信令消息被封装成数据包传给无线网络层的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。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述节点B将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/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帧转换为光网络单元LNK帧，并承载在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ODN 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ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往无线接入网服务器。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述无线接入网服务器从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL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RRC，RRC协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往CN的网元。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在所述核心网络，IGSN/服务GPRS支持节点/IGSN-Server/务GPRS支持节点-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到GMM/SM/SMS消息。
34.根据权利要求25或30所述的方法，其特征在于，所述节点B与无线网关间采用二层桥接技术，即其网元皆为二层网元。
35.根据权利要求25或30所述的方法，其特征在于，所述节点B与无线网关间采用三层路由技术，即其网元皆为三层网元。
36.根据权利要求25或30所述的方法，其特征在于，还包括下行步骤无线网关中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，用户设备中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩；其它与上行相同。
37.一种控制与承载分离的网络互连的方法，其包括无线通信网络的基站通过光网络单元或光网络终端与光接入网在光分配网络处互连，无线通信网络的无线网关或移动网关与光路终结点在参考点v互连，实现光网络与无线通信网络的互连。
38.根据权利要求37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(a)与所述光网络单元或光网络终端连接，或者，所述的光网络单元或光网络终端与基站集成为一个无线通信网络中的网元，该网元与光接入网在光分配网络处互连。
39.根据权利要求37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。
40.根据权利要求37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，UTRAN中无线物理层收到数据后将数据封装入帧协议帧中，通过Iub-D接口发往无线网关。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括BS+ONU/ONT将FP/IP包分割成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；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。
42.根据权利要求41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RNL帧，发送给RNL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RNL的PDCP协议，PDCP协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，做Iu-D接口的无线网络层和传输网络层处理，通过GTP隧道将数据包发往核心网络网元。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，在所述核心网络，服务GPRS支持节点/服务GPRS支持节点-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到数据再用GTP隧道经过Gn/Gn-D接口发送给网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW，网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW从Gn/Gn-D接口的GTP隧道接收到用户设备的IP包或者PPP包；网关GPRS支持节点/网关GPRS支持节点-GW再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
44.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，IGSN/IGSN-GW做Iu/Iu-D接口的传输网络层和无线网络层处理，从GTP隧道接收到用户设备的IP包或者PPP包；IGSN/IGSN-GW再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
45.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法还包括控制面信令的传输过程上行用户设备的无线资源控制将短消息或本层的信令消息被封装成数据包传给无线网络层的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；UTRAN中的无线物理层收到数据后将数据封装入Iub-C接口无线网络层帧中，通过Iub-C接口传输网络层承载发往无线接入网服务器的无线资源控制层。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，还包括BS+ONU/ONT将Iub-C接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成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帧送往无线接入网服务器做进一步处理。
47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述无线接入网服务器从Iub-C接口FP中得到Uu接口的RNL帧，发送给RNL的MAC/RLC协议，MAC/RLC协议依次去除协议报头，经过重组合并，将数据发给无线资源控制，所述无线资源控制协议将被压缩的数据包报头进行解压缩，得到用户包，通过Iu-C接口的无线网络层和传输网络层处理将数据包发往核心网络网元。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述核心网络中，IGSN/服务GPRS支持节点/IGSN-Server/服务GPRS支持节点-Server做Iu-C接口传输网络层和无线网络层处理，从RANAP中得到短消息。
49.根据权利要求40或45所述的方法，其特征在于，所述上行还包括节点B与无线网关间的对应接口帧协议可直接承载在光接入网上；在节点B与无线网关间采用二层桥接技术，即光路终结点为二层网元。
50.根据权利要求40或45所述的方法，其特征在于，所述上行还包括节点B与无线网关间的对应接口帧协议可直接承载在光接入网上；在节点B与无线网关间采用三层路由技术，即光路终结点为三层网元。
51.根据权利要求40或45所述的方法，其特征在于，所述下行中，无线网关中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行压缩，用户设备中的PDCP协议负责对下行数据的报头进行解压缩；其它与上行相同。
全文摘要
本发明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。
文档编号H04L12/46GK1996913SQ20061003261
公开日2007年7月11日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者郑若滨 申请人:华为技术有限公司