全球各大運營商已經或正在準備進行LTE試驗網建設。當LTE試驗網成熟穩定后，運營商將規模部署LTE，并實現與2G、3G互聯。為優化網絡結構，降低網絡綜合成本，運營商期望將無線多接入技術統一到一個公共的無線核心網絡上，即融合的無線分組核心網絡。
上海貝爾UWPC系統架構示意圖
如何實現無線分組核心網的融合，存在兩種路徑：一種是在現有部署的2G/3G核心網設備上升級支持EPC；一種是部署全新的EPC設備，向下支持2G/3G分組核心網功能，逐步替換現有2G/3G分組核心網。
EPC對分組核心網演進的影響
LTE具備更大的系統容量和更高的性能，現有2G/3G無線核心網絡無法提供LTE業務所需的高性能和擴展性，為此3GPP提出了一個全新的EPC架構，支持LTE更高的吞吐量和更低時延，滿足LTE提供具有增強QOE的高級實時和富媒體業務的需求。
1.EPC和2G/3G的功能比較
與2G/3G無線核心網相比，EPC具有控制平面和數據平面完全分離、扁平化IP結構等突出特點。為了適應LTE網絡和多業務需求，EPC的引入帶來完全不同的根本性變化。
2.EPC需求分析
LTE用戶必須通過分組核心EPC接入各種應用網絡，這要求EPC具有更高的可靠性和更優的性能。因為LTE網絡是扁平化的全IP架構，電路域不再存在，EPC負責實時語音和視頻業務，這需要端到端的QoS，有別于傳統的盡力傳送業務，這在無線核心網絡中首次成為一個關鍵需求。
SAEGW匯聚來自上千個eNB和上百萬用戶的流量，需要更大的信令處理能力。相對于2G/3G，在EPC中已經沒有RNC來匯聚流量，SGW需要直接匯聚上千個eNB的S1-U接口。特別地，由于用戶快速移動導致SGW變化，會大量增加SGW的信令負荷。因此，SGW在信令處理上需要更強的擴展性，這個需求比提高吞吐量更為重要。
此外，吞吐量、時延、有效用戶容量、承載建立時間、流量分析能力是SAEGW的基本需求。
融合網絡需全新EPC網元
融合網絡是無線運營商追求的終極目標，那么是在現有網絡上升級還是新建呢？問題的關鍵是現有2G/3G核心網是否能夠升級滿足LTE長期需求？升級成本是否足夠大，是否需要增加硬件？是否對現網穩定帶來隱患？升級現有2G/3G網絡的風險在于，原本設計支持低速2G/3G業務的產品或許無法擴展支持“扁平化”無線寬帶IP網絡。
1.SAEGW
當前2G/3GxGSN平臺升級LTE包處理能力將會大量消耗系統容量，導致更高的時延，更低的性能，性能/功能大打折扣。現有xGSN設備升級不足以滿足LTE長期需求，不具備業務擴展能力以支持LTE，需要全新的SAEGW網元。
2.MME
當前，現網SGSN基本上可升級提供MME功能，但在擴展性和性能等組網效率上遠低于專為LTE設計的MME平臺，主要體現在如下方面：
*大量eNB的S1接口(成千上萬個的eNB/MMEvs.幾百個RNC/SGSN)；
*MME信令和尋呼量大大高于2G/3G網絡，任何HO(eNB之間，IRAT)均需MME；
*若需增加SGSN硬件板卡支持MME的功能，則系統的承載容量和功能均受影響。
3.優化部署
EPC承載和控制完全分離特點決定了EPC網元部署方式更靈活，MME和SAEGW可獨立地優化設計，如MME集中可以降低管理成本、提高運營效率，SAEGW分布利于提高網絡性能。因此，現網2G/3G核心網升級難以滿足運營商更低OPEX、更高性能、更高擴展性的要求。
現有2G/3G分組核心網升級可能滿足融合網絡的短期過渡之需，但無法優化達到大規模LTE網絡部署的長期需求，部署專為LTE設計的全新EPC是最佳選擇。
無線運營商演進的最終目標是為無線多接入環境提供融合的、高性能的、可擴展的無線分組核心網絡。為了達成這一目標，以全新的功能強大的EPC平臺建設LTE網絡，然后吸收合并現有核心網網元到新建的EPC網元中，最終實現統一的融合核心網絡。為了最大限度地減少對現有2G/3G網絡的影響，建議分步實施向SAE融合網絡的平滑演進。
第一步：新建SAE網絡，LTE和2G/3G沒有互聯，不影響現有2G/3G；
第二步：LTE通過Gn/Gp與Pre-R8SGSN互聯，MME、SAEGW支持Gn接口，實現與2G/3G網絡之間的移動，不需要改造現網；
第三步：將SGSN功能集成到MME中，將GGSN功能集成到SAEGW中，逐步將SGSN和GGSN拆除，最終實現融合。
上海貝爾融合的UWPC
上海貝爾提出了高性能可擴展的融合無線分組核心解決方案UWPC(UltimateWirelessPacketCore)，如左圖所示。UWPC主要由幾個關鍵融合硬件平臺構成：
*7750SR無線網關：基于7750SR，單一平臺支持S-GW、P-GW和GGSN；
*9471WMM：基于ATCA2高性能平臺，單一平臺支持MME和SGSN功能；
*5780DSC：基于ATCA2架構的PCRF平臺，提供靈活的業務和計費策略控制；
*5620SAM：統一管理UWPC網元集成網絡和業務管理，提高運營管理效率。
這些UWPC融合平臺為高性能可擴展的融合分組核心網而設計定制，消除了現有2G/3G分組核心網存在的問題，無論從功能、性能還是靈活性上均體現了上海貝爾UWPC方案的競爭優勢：
*從回程的路由匯聚、無線網關到骨干路由采用統一的7750SR平臺，實現投資成本和運營效率的最大化；
*根據部署需求，7750SR軟件可靈活地定義為SGW、PGW或GGSN，或SGW/PGW/GGSN共存；
*7750SR無線網關可提供160Mpps(包長300字節)的包轉發性能，無需額外硬件可提供80Gbps的深度包檢測(DPI)能力，遠超現有GGSN或SAEGW平臺；
*內置芯片基于每SDF的H-QoS機制，提供差異化QoS和內容計費功能；
*繼承了7750SR業界領先的IP業務路由、高可靠(NSR/NSS/雙機備份)、OAM等技術優勢；
*9471WMM集成2GSGSN、3GSGSN和MME功能，提供業界領先的系統容量，無論用戶容量、基站數量還是信令處理；
*創新專利尋呼算法，提高尋呼效率，減少了信令對系統資源的開銷；
*數據分析工具PCMD，提供實時診斷和排除手段，優化小區和設備性能；
*5780DSC與5750SSC共平臺(相同的硬件平臺，共享的軟件架構)，便于實現無線和固網的業務策略的融合；
*端到端地統一管理EPC所有網元，并集成應用和業務管理，標準的北向接口可快速有效地實現與現網OSS集成。
向LTE平滑演進，一個高性能可擴展融合無線分組核心網是運營商追求的目標。為了實現這個目標，現網升級只是短期策略而并非最佳選擇，打造一個專為LTE設計且向下兼容現網的全新EPC才是正道。上海貝爾的融合網絡方案UWPC可以助無線運營商實現這個目標。