CN111147426A - 一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法，所述承载侧网络系统包括：用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。

Description

一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法
技术领域
本发明实施例涉及但不限于固移融合网络领域，尤其涉及一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法。
背景技术
国际标准组织下一代移动网络(Next Generation Mobile Network，NGMN)在5G白皮书，明确了对固移融合网络的需求：为实现消费者端到端业务的无缝体验，5G系统应支持固移融合，同时，对于不同的接入类型的运营商用户，可通过统一的用户数据库及信息系统，完成独立的认证和计费，不限固定网络或移动网络。
目前，固定通信网络和移动通信网络是两个的独立专用网络，短期内，实现固定通信网络与移动通信网络的完全融合，在网络部署上是不现实的，因此，在过渡阶段，可以考虑通过城域网的融合来实现移动固定通信网络的共存融合演进；目前，主流移动通信网络采用长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术，LTE移动通信城域网络包括了城域IP网、城域传送网及综合接入网，承载层级为7-10级，存在承载层级复杂，业务调度路径绕行，业务转发过程时延增大等问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法，能够解决移动通信业务承载层级过多，流量绕行及网络延时时间长等问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种承载侧网络系统，所述承载侧网络系统包括：用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
本发明实施例还提供了一种移固共存融合系统，所述移固共存融合系统包括上述记载的承载侧网络系统、接入侧网络系统、多业务网关设备(MSG)和位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备；其中，所述MSG包括下沉至所述城域网的汇聚层的固定通信核心网用户面设备和位于核心网侧的固定通信核心网控制面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
本发明实施例还提供了一种承载侧网络系统的部署方法，所述方法包括：
将移动通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载；
构建承载侧网络系统，所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
本发明实施例还提供了一种移固共存融合系统的部署方法，所述方法包括：
将移动通信核心网用户面设备和固定通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载；
构建移固共存融合系统，所述移固共存融合系统包括承载侧网络系统、接入侧网络系统、多业务网关设备(MSG)和位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备；所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接；所述MSG包括所述固定通信核心网用户面设备和位于核心网侧的固定通信核心网控制面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
本发明实施例提供了一种承载侧网络系统、移固共存融合系统及其部署方法，承载侧网络系统包括用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。如此，通过将移动通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，可以解决移动通信业务承载层级过多，流量绕行及网络延时时间长等问题，具体地说，一方面可以减少移动通信网络的承载层级，实现承载网络的扁平化，降低网络时延；另一方面移动城域网通过与固定通信城域网络融合到同一个城域承载网，降低网络建设成本，提升网络运维效率等。
附图说明
图1为本发明实施例中共存模型的参考架构的示意图；
图2为本发明实施例的移固共存融合系统的结构示意图；
图3为本发明实施例的MSG的结构示意图；
图4为本发明实施例的移固共存融合系统的网络架构体系示意图；
图5为本发明实施例的移固共存融合系统的网络改造流程的示意图；
图6为本发明实施例的移固共存融合系统中实现移动控制业务及数据业务的承载的示意图；
图7为本发明实施例的移固共存融合系统中实现宽带用户上网业务的承载的示意图；
图8为本发明实施例的移固共存融合系统中实现家庭宽带IPTV业务的承载的示意图；
图9为本发明实施例的承载侧网络系统的部署方法的流程图；
图10为本发明实施例的移固共存融合系统的部署方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相关技术中，国际标准组织宽带论坛(Broadband Forum，BBF)和第三代合作项目(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)，在固移融合(Fixed MobileConvergence，FMC)领域进行了标准化合作工作，目前标准工作正在开展过程中，其中，固定通信网络相关的功能主要在BBF展开，移动通信网络的需求功能则在3GPP展开，此标准工作的目的是实现固定通信网络和移动通信网络在网络结构及业务层面的深度融合，融合的宗旨是将不同类型的接入网统一接入到同一张5G核心网。BBF标准组织对固移融合的标准规范，给出了三条演进路线：
1.整合模型(Integration model)，接入网通过引入W-5GAN(Wireline-5G AccessNetwork)设备，实现与5GC(5G Core)的融合演进，此为融合演进的终极目标。
2.互通模型(Inter-working model)，通过在固定通信网络继续沿用宽带网络网关(Broadband Network Gateway，BNG)设备，加入互通设备(5G Fixed Mobile Inter-working Function，5G-FMIF)设备，来实现与5GC的融合演进。此为融合演进的过渡阶段。
3.共存模型(Co-existence model)。此种融合特点是：固定通信网络和移动通信网络走统一的传输城域网，但对于接入和核心还沿用原网络部署，以此减少对城域网的部署和维护。此为融合演进的前期部署推荐。
这里，整合模型和互通模型的网络融合部署，对固定通信网络和5G核心网络的互通设备作了较大改动；整合模型采用互通设备5G-AGF接入到5G核心网，互通模型采用互通设备5G-FMIF接入到到5G核心网，实现用户的注册、认证等。互通设备在通信控制面需要支持3GPP定义的N1、N2、N3等接口技术。对于共存模型，由于接入网和核心网还是沿用传统设备，只是传输承载网的融合，对现网设备改动较小，因此，可作为到5G移动通信网络融合演进的早期方案。BBF对共存场景应用模型进行了说明(参见BBF FMC-407文件)，也给出了共存模型的参考架构，图1为本发明实施例中共存模型的参考架构的示意图。
基于上述记载的内容，提出以下各实施例。
第一实施例
本发明实施例提出了一种移固共存融合系统，可以实现固移融合。
图2为本发明实施例的移固共存融合系统的结构示意图，如图2所示，该移固共存融合系统可以包括：承载侧网络系统、接入侧网络系统、核心侧网络系统和因特网；承载侧网络系统分别连接接入侧网络系统、核心侧网络系统和因特网。
这里，接入侧网络系统用于实现移动通信接入和固定通信接入；实际应用中，可以利用演进型基站(eNodeB，eNB)实现移动通信接入，利用家庭用户客户端(CustomerPremises)实现固定通信接入。
承载侧网络系统包括：用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
本发明实施例中，由于固定通信网络承载层级一般为3级，因而，将移动通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，可以解决移动通信业务承载层级过多，流量绕行及网络延时时间长等问题，具体地说，一方面可以减少移动通信网络的承载层级，实现承载网络的扁平化，降低网络时延；另一方面移动城域网通过与固定通信城域网络融合到同一个城域承载网，降低网络建设成本，提升网络运维效率等。
这里，核心侧网络系统可以包括移固融合控制面网络，移固融合控制面网络可以包括移动通信核心网控制面设备和固定通信核心网控制面设备；承载侧网络系统还包括固定通信核心网用户面设备，其中，移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备，固定通信核心网用户面设备，用于实现转发面的数据通信。
示例性地，可以利用移动通信核心网用户面设备和固定通信核心网用户面设备构成移固融合用户面网络，即，参照图2，承载侧网络系统可以包括移固承载IP城域网和移固融合用户面网络。
本发明实施例中，可以利用一个新增的多业务网关设备(Multi-serviceGateway，MSG)实现固定通信核心网用户面设备(MSG User Plane，MSG-U)和固定通信核心网控制面设备(MSG Control Plane，MSG-C)；具体地，MSG包括位于移固融合用户面网络中的固定通信核心网用户面设备和位于移固融合控制面网络中的固定通信核心网控制面设备；其中，固定通信核心网用户面设备下沉至上述城域网的汇聚层。
因特网用于实现移动通信和固定通信网络用户的上网访问。
进一步地，参照图2，该移固共存融合系统还可以包括：内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)，CDN用于提供固定通信网络交互式网络电视(Internet ProtocolTelevision，IPTV)服务，即可以实现固网IPTV用户视频源访问。
可以理解的是，相关技术中，长期演进(Long Term Evolution，LTE)核心网的服务网关(Service Gateway，SGW)和公用数据网网关(Public Data Network Gateway，PGW)是LTE移动通信网络中演进分组核心(Evolved Packet Core，EPC)的重要网元，其中，SGW通过S1-U接口实现RAN回传业务S1用户面终结，PGW通过SGi接口实现与因特网用户面连接。
本发明实施例中，移动通信核心网用户面设备包括PGW和SGW的用户面设备，也就是说，本发明实施例中，可以将SGW和PGW合并，简称为S/PGW。为解决移动通信LTE网络承载层级多，及业务绕行的问题，通过将移动通信核心网用户面设备(S/PGW User Plane，S/PGW-U)下沉至汇聚层，将承载层级缩减为3级，从而实现移动承载网络的极大扁平化；即，通过网络扁平化改造，降低网络建设成本，降低网络传送时延，及提升网络维护效率等。
可选地，MSG中固定通信核心网用户面设备(MSG-U)和固定通信核心网控制面设备(MSG-C)用于采用转控分离架构实现；进一步地，所述转控分离架构可以基于软件定义网络(Software Defined Network，SDN)和网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)实现；也就是说，MSG可以为转控分离体系架构，通过构建基于软件虚拟化SDN、NFV技术的MSG设备来实现对固定通信网络和移动通信网络的统一汇聚接入，从而实现固定通信网络和移动通信网络业务的共存融合。
具体地说，基于SDN和NFV技术实现的上述MSG，采用控转分离架构，控制面通过软件虚拟化实现业务控制，转发面采用专用业务板(如：基于NP)的高性能转发，克服X86软转发的性能瓶颈，满足电信级网络高会话、高带宽的运营需要。
可选地，MSG可以充分利用现网设备实现，例如，MSG可以采用虚拟边缘网络网关设备(virtual Border Network Gateway，vBNG)实现；vBNG可以包括用户面vBNG(vBNG UserPlane，vBNG-U)和控制面vBNG(vBNG Control Plane，vBNG-C)组成；vBNG-C用于宽带用户接入的协议协商、用户认证、接入控制、用户管理等，vBNG-U用于实现用户数据业务的转发。
可选地，所述移动通信核心网用户面设备通过所述SGW的S1-U接口连接所述移固承载IP城域网的汇聚网络；移动通信核心网用户面设备通过所述PGW的SGi接口连接所述固定通信核心网用户面设备；也就是说，由于S/PGW-U下沉至汇聚层，原移动通信核心网用户面设备用于SGW转发功能的S1-U接口，可以通过下沉至汇聚层的S/PGW-U与城域汇聚网络连接，实现用户面数据通信；原移动通信核心网用户面设备与因特网直连的SGi接口，下沉到固定通信网络汇聚层，连接到MSG-U，实现到互联网的数据访问。
可选地，承载侧网络系统还包括交换机(switch，SW)设备，S/PGW-U可以通过SW设备连接MSG-U，如此，利用SW设备可以实现S/PGW-U与MSG-U间的相互通信。实际应用中，SW设备用于支持对S/PGW-U的S1-U业务及SGi业务的透传；这里，SW设备并不是必须的设备，而是基于地理位置的考虑而增加的可选设备。
可选地，对于移动通信核心网或固定通信核心网的控制面通信，可以通过可扩展虚拟局域网(Virtual Extensible LAN，VXLAN)隧道来承载PPP等用户接入信令的传输及管理；具体地说，对于移动业务，可以在S/PGW-U与S/PGW-C之间建立第一VXLAN隧道，利用第一VXLAN隧道实现移动通信信令及管理通道的信息传输；对于固定通信网络宽带及IPTV业务等，可以在vBNG-U和vBNG-C之间建立第二VXLAN隧道，利用第二VXLAN隧道实现固定通信网络业务信令及管理通道的信息传输。
可选地，CDN下沉至固网通信网络汇聚层，侧挂到MSG-U，用以实现用户IPTV服务的就近获取，降低IPTV业务的访问时延。
可选地，MSG支持网络地址转换(Network Address Transport，NAT)功能，可以用于将用户私网IP地址到公网IP地址的转换，实现到CDN的IPTV访问。
可选地，在业务部署上，采用双平面备份方式，控制面通信网络和用户面通信网络均部署主备备份，确保在网络故障情况下的保护切换。
具体地说，可以在上述移固共存融合系统，设置用于对用户面通信网络的工作状态进行备份的第一备份网络，第一备份网络和用户面通信网络用于采用主备模式进行工作，在用户面通信网络出现故障时，可以利用第一备份网络实现保护切换；这里，用户面通信网络包括所述移动通信核心网用户面设备和所述固定通信核心网用户面设备中的至少一个。
还可以在上述移固共存融合系统，设置用于对控制面通信网络的工作状态进行备份的第二备份网络，第二备份网络和控制面通信网络用于采用主备模式进行工作，在控制面通信网络出现故障时，可以利用第二备份网络实现保护切换；这里，用户面通信网络包括所述移动通信核心网控制面设备和所述固定通信核心网控制面设备中的至少一个。
可以看出，本发明实施例基于BBF提出的固移融合共存模型参考结构(参照图1)，并结合实际通信网络部署情况，提出了一种移固共存融合系统，可以实现移动通信网络与固定通信网络共存融合，可以在利用现网传统设备的前提下，通过城域网层面的固定通信网络与移动网络的融合，降低运营商的资本性支出(Capital Expenditure，CAPEX)和运营成本(Operating Expense，OPEX)，提升用户的宽带上网业务体验，为后期固定通信网络及移动通信网络演进到5G终极融合统一做准备。
本发明实施例中，通过将S/PGW-U下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，来解决移动通信业务承载层级过多，流量绕行及网络延时时间长等问题，同时，通过将固定通信网络CDN下沉至汇聚层，实现对IPTV网络的扁平化改造，降低了网络建设成本(Total Cost ofOwnership，TCO)，提升了网络的传输效率，并降低城域网的维护难度和维护成本，降低故障的影响率，并缩短故障定位的解决时间。
通过上述记载的内容，可以看出，本发明实施例可以基于新增的设备MSG来实现，图3为本发明实施例的MSG的结构示意图，如图3所示，MSG可以包括管理面操作支持系统(Operations Support System，OSS)、MSG-C和MSG-U；MSG-C可以分别与管理面OSS和MSG-U进行通信，MSG-C可以通过北向接口(NBAP1)协议与管理面OSS进行数据交互，MSG-C可以通过南向接口(SBAP1)协议与MSG-U进行数据交互。
实际应用中，MSG-C用于通过北向接口协议接收外部指令(来自于OSS的外部指令)，通过南向接口协议实现对所述MSG转发面的业务配置、业务监控及所述MSG用户面的管理控制等；这里，MSG-C可以通过软件虚拟化实现转控分离。
MSG-U用于从MSG-C获取业务配置信息，将所述业务监控信息上报至所述固定通信核心网控制面设备；具体地说，MSG-U可以通过南向(SB)接口通过MSG-C获取业务配置，并将业务监控信息实时上报到MSG-C，实现由MSG-C的统一控制。MSG-U可以采用采用高性能业务板(如：NP，Network Processor)实现。
这里，MSG-C设备和所述MSG-U设备可分别布置，一个MSG-C可同时实现对一个或多个MSG-U的控制管理。
本发明实施例中，MSG的用户面和控制面实现转控分离，可实现控制面和转发面的完全解耦，实现业务的灵活部署，并可通过网元结构的单独升级来降低运营商CAPEX投入，促使运营商网元结构与网络架构的灵活发展与部署。
第二实施例
为了能够更加体现本发明的目的，在本发明第一实施例的基础上，进行进一步的举例说明。
根据前述实施例记载的内容，通过图4给出了本发明实施例的移固共存融合系统的网络架构体系示意图，图4中，虚线表示控制报文，实现表示转发报文；MSG-C和S/PGW-C处于控制云，MSG-U处于转发云，当移动通信业务的用户(如手机用户)发起网络接入请求时，可以基于综合业务光传输网(UTN)汇聚、移动网络数据业务(简称为移网数据业务)、UTN接入，实现与S/PGW-U的通信；固定通信业务可以包括宽带业务、IPTV业务、专线业务或VPN业务，可选地，固定通信业务的接入可以通过SW实现；转发云中的MSG-U可以通过核心路由器(Core Router，CR)实现到因特网(Internet)的访问。
对于前述实施例和图4所示的移固共存融合系统，本发明实施例提出了上述移固共存融合系统的网络改造流程。
图5为本发明实施例的移固共存融合系统的网络改造流程的示意图，如图5所示，该流程可以包括：
步骤500：网络拓扑层次划分。
首先进行准备工作，对网络整体拓扑进行层次划分，根据控转分离的原则，分为控制面网络和用户面网络，所述控制面网络命名为一级控制数据中心(Data Center，DC)，所述用户面网络命名为二级转发数据中心DC，并设置DC间的承载网、IP城域网以及eNB。
步骤501：各级DC网络资源部署。
进行各级DC内部资源部署规划及业务规划，这里，DC内部资源部署规划及业务规划涉及不同网络拓扑层次的处理。
本发明实施例中，一级控制DC为控制面网络，S/PGW-C用于实现核心网S1-MME业务，MSG-C用于实现宽带用户接入的协议协商、用户认证、接入控制、用户管理等。二级转发DC为转发面网络，包括S/PGW-U和MSG-U，为打通用户面业务，可通过新加入SW设备来实现两者间通信，这里，SW设备为可选项。
这里，一级控制DC和二级转发DC之间，通过承载网、IP城域网等来实现DC间的通信；二级转发DC与互联网之间有CR承载网衔接。
这里的业务部署包括控制面网络和转发面网络的分别业务部署；控制面信令及管理信息的传输，采用VXLAN隧道来承载；在进行数据转发面的传输时，可采用如SR(SegmentRouting)技术实现对数据业务的封装。
步502：一级控制DC网络搭建。
具体地说，进行一级控制DC内部组网搭建，一级控制DC内部网络包括S/PGW-C及MSG-C，MSG-C需侧挂AAA(Authentication、Authorization、Accounting)服务器及动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)服务器，用于用户AAA身份认证、身份授权、IP地址获取及计费等功能；一级控制DC与二级转发DC设备的L3逻辑链路打通，可实现信令及管理层面的信息传输。
步骤503：二级转发DC网络搭建。
具体地说，进行二级转发DC内部组网搭建，二级转发DC内部网络包括S/PGW-U及MSG-U，分别用于移动通信网络融合后核心网用户面业务下沉至城域汇聚层的移动业务通信，及固定通信网络业务的控转分离架构的用户面业务转发。
根据S/PGW-U与MSG-U地理位置的不同，考虑增加SW设备来完成S/PGW-U与MSG-U的之间数据交互；S/PGW-U可以不是直接与IP城域网直连，而是通过SW设备转接，因此，在二级转发DC内部网络搭建时，需增加至少一个SW设备，与IP城域网汇聚设备、S/PGW-U、MSG-U分别进行连接互通，以实现所述S/PGW-U、SW设备、IP城域网汇聚设备、MSG-U之间的通信。
MSG-U需支持NAT功能，并侧挂CDN网络，通过NAT地址转换后用户请求到CDN视频源。
步骤504：跨DC间网络搭建。
具体地说，跨DC间网络搭建可以通过以下方式实现：
1)一级控制DC与二级转发DC间的逻辑通道VXLAN隧道的部署；
2)二级转发DC与IP城域网传输网的互通，实际应用中，可以通过增加SW设备，实现IP城域网、SW设备、及S/PGW-U之间的S1-U无线RAN(Radio Access Network)业务通信，同时，支持对S/PGW-U、SW设备、及MSG-U之间的SGi业务通信；在外层隧道部署上，可采用SR技术实现。
3)二级转发DC与承载网的互通，实现到因特网的接入。
步骤505：移动VXLAN隧道部署。
这里，移动VXLAN隧道部署的含义为移动通信业务VXLAN隧道的打通；通过移动通信业务VXLAN隧道的打通，可以实现S/PGW-C与S/PGW/U之间的逻辑通信，上述逻辑通信建立的前提是网元间有确定的IP路由可达链路；在路由打通后，进行移动通信网络VXLAN隧道的部署。
步骤506：固网VXLAN隧道部署。
这里，固网VXLAN隧道部署的含义为固定通信业务VXLAN隧道的打通；通过固定通信业务VXLAN隧道的打通，可以实现MSG-C与MSG-U之间的逻辑通信，上述逻辑通信建立的前提是网元间有确定的IP路由可达链路；在路由打通后，进行固定通信网络VXLAN隧道的部署。
步骤507：典型业务部署及验证，之后，结束流程。
这里，典型业务可以是网络融合业务；网络融合业务的验证，可以通过一些基本业务的加载，来验证融合后的业务运行情况，进而验证网络融合的可行性；示例性地，可以通过固定通信网络IP连接协议(Internet Protocol over Ethernet，IPoE)、点到点连接协议(Point to Point Protocol over Ethernet，PPPoE)用户认证，验证固定通信网络基本业务运行的可靠性，并通过移动S1-MME信令报文的传输，进行移动网络业务运行的可行性验证。
至此，完成了移固共存融合系统的网络改造，可以实现固移网络共存融合。
第三实施例
为了能够更加体现本发明的目的，在本发明前述实施例的基础上，进行进一步的举例说明。
对于本发明前述实施例的移固共存融合系统，可以通过以下几个典型示例说明不同业务在移固共存融合系统上的统一承载实现方式。
示例1：
图6为本发明实施例的移固共存融合系统中实现移动控制业务及数据业务的承载的示意图，如图6所示，带箭头的虚线表示控制报文，带箭头的实线表示数据报文，粗实线表示VXLAN隧道。
eNB可以通过IP承载网连接到一级控制DC中的S/PGW-C，从而实现移动S1-MME业务控制面信令及管理流量的承载。
可选地，S/PGW-C与S/PGW-U之间的三层(L3)逻辑链路打通。
可选地，在S/PGW-C与S/PGW-U之间配置第一VXLAN隧道，第一VXLAN隧道采用城域网公网地址作为VXLAN隧道的端地址，用于核心网控制信令在IP城域网的承载。
优选地，eNodeB用户注册认证处理过程可以采用方法一或方法二实现，其中，
方法一为：eNB用户注册请求经过IP城域网，由S/PGW-U连接到S/PGW-C，完成S1-MME的信令处理，所述信令处理包括：用户的接入认证、安全认证及移动性控制等；
方法二为：eNB用户注册请求经过原传送网(现有的传送网)连接到S/PGW-C进行S1-MME的信令处理，包括：用户的接入认证、安全认证及移动性控制等。
本发明实施例中，对于eNB用户注册认证处理过程，上述方法一和方法二可以互为备份，优选地，本发明实施例可以采用方法一实现eNB用户注册请求。
可选地，eNB用户数据业务，经过IP城域网，连接到S/PGW-U，由MSG-U发送到因特网(Internet)，实现移动用户数据面的网络访问。
这样，可以完成移动S1-MME控制业务及网络访问业务的承载。
示例2：
图7为本发明实施例的移固共存融合系统中实现宽带用户上网业务的承载的示意图，如图7所示，带箭头的虚线表示控制报文，带箭头的实线表示数据报文，粗实线表示VXLAN隧道。
参照图7所示的网络部署，用户的个人计算机(PC)可以接入IP城域网，进而连接到MSG-U，实现到MSG-C的逻辑连接。
可选地，MSG-U与MSG-C之间之间的三层(L3)逻辑链路打通，从而实现IP路由可达。
可选地，在MSG-U与MSG-C之间配置第二VXLAN隧道，这里，第二VXLAN隧道采用城域网公网地址作为VXLAN隧道的端地址，用于承载所述MSG-C到所述MSG-U间的信令信息。
可选地，家庭用户PC宽带业务注册请求，经过MSG-U到MSG-C，通过MSG-C侧挂AAA服务器(AAA Server)完成家庭用户宽带业务的PPPoE或IPoE用户的注册认证。
可选地，家庭用户PC宽带业务IP地址分配请求，经过MSG-U到MSG-C，通过MSG-C侧挂DHCP服务器(DHCP Server)完成家庭用户宽带业务的IP地址分配。
在家庭用户完成宽带业务的用户认证及IP地址分配后，可以实现固网家庭宽带用户到因特网(Internet)的访问。
示例3：
图8为本发明实施例的移固共存融合系统中实现家庭宽带IPTV业务的承载的示意图，如图8所示，带箭头的虚线表示控制报文，带箭头的实线表示数据报文，粗实线表示VXLAN隧道。
参照图8，家庭宽带IPTV用户的机顶盒(Set Top Box，STB)发送的请求，可以通过IP城域网，接入到城域汇聚层，进而连接到MSG-U，MSG-U设备侧挂CDN。
可选地，MSG-U与MSG-C之间之间的三层(L3)逻辑链路打通，从而实现IP路由可达。
可选地，在MSG-U与MSG-C之间配置第二VXLAN隧道，这里，第二VXLAN隧道采用城域网公网地址作为VXLAN隧道的端地址，用于承载所述MSG-C到所述MSG-U间的IPTV业务控制信令。
可选地，家庭宽带用户STB发送的业务注册请求，经过MSG-U传输到MSG-C，通过MSG-C侧挂AAA服务器获取IPTV用户的注册认证。
可选地，家庭宽带用户机顶盒业务请求中，用于获取IPTV业务的IP地址的请求，经过MSG-U传输到MSG-C，通过MSG-C侧挂DHCP服务器完成IPTV用户的IP地址分配。
完成IPTV的用户认证及用户IP地址分配后，进行组播(multicast)视频源的申请，可以完成IPTV业务通信。
综上，根据示例1至示例3，可以基于上述移固共存融合系统，完成对移动通信业务及固定通信业务的统一承载。
示例4：
MSG-C与MSG-U之间的控制面接口协议根据实际情况进行选择。
可选地，MSG-C根据业务需求，通过NetConf协议将VxLAN隧道业务配置信息下发到MSG-U转发面。
可选地，MSG-U转发面将收到的不同业务的协议报文，通过VxLAN报文封装发送至MSG-C控制面处理。
可选地，MSG-C控制面解封装VxLAN报文，对地址资源进行统一分配，待用户上线后，采用OpenFlow协议向对应MSG-U转发面下发用户转发表项。进而完成MSG-C控制面与MSG-U转发面间的用户实例创建及业务通信需求。
第四实施例
为了能够更加体现本发明的目的，在本发明前述实施例的基础上，单独从承载侧网络系统的角度，进行进一步的举例说明。
本发明实施例提出了一种承载侧网络系统，所述承载侧网络系统包括：用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
在一实施方式中，所述承载侧网络系统还包括：下沉至所述城域网的汇聚层的固定通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
在一实施方式中，所述承载侧网络系统还包括SW设备；所述移动通信核心网用户面设备通过所述SW设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
在一实施方式中，所述SW设备用于支持对所述移动通信核心网用户面设备的S1-U业务及SGi业务的透传。
在一实施方式中，所述固定通信核心网用户面设备侧挂有下沉至固定通信网络汇聚层的CDN。
在一实施方式中，所述承载侧网络系统还包括：第一备份网络，所述第一备份网络和用户面通信网络用于采用主备模式进行工作，所述用户面通信网络包括所述移动通信核心网用户面设备和所述固定通信核心网用户面设备中的至少一个。
在一实施方式中，所述移动通信核心网用户面设备包括PGW和SGW的用户面设备。
在一实施方式中，所述移动通信核心网用户面设备通过所述SGW的S1-U接口连接所述移固承载IP城域网的汇聚网络。
在一实施方式中，所述承载侧网络系统还包括：下沉至汇聚层的固定通信核心网用户面设备；所述移动通信核心网用户面设备通过所述PGW的SGi接口连接所述固定通信核心网用户面设备。
第五实施例
在本发明前述实施例的基础上，本发明实施例提出了一种承载侧网络系统的部署方法。
图9为本发明实施例的承载侧网络系统的部署方法的流程图，如图9所示，该流程可以包括：
步骤901：将移动通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载；
步骤902：构建承载侧网络系统，所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
这里，承载侧网络系统的具体结构以及承载侧网络系统的业务承载方式已经在前述实施例中作出说明，这里不再赘述。
第六实施例
在本发明前述实施例的基础上，本发明实施例提出了一种移固共存融合系统的部署方法。
图10为本发明实施例的移固共存融合系统的部署方法的流程图，如图10所示，该流程可以包括：
步骤1001：将移动通信核心网用户面设备和固定通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载。
步骤1002：构建移固共存融合系统，所述移固共存融合系统包括承载侧网络系统、接入侧网络系统、MSG和位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备；所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接；所述MSG包括所述固定通信核心网用户面设备和位于核心网侧的固定通信核心网控制面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
这里，移固共存融合系统的具体结构以及移固共存融合系统的业务承载方式已经在前述实施例中作出说明，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (34)

1.一种承载侧网络系统，其特征在于，所述承载侧网络系统包括：用于实现对移动通信和固定通信的统一承载的移固承载IP城域网、以及下沉至所述城域网的汇聚层的移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
2.根据权利要求1所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述承载侧网络系统还包括：下沉至所述城域网的汇聚层的固定通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
3.根据权利要求2所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述承载侧网络系统还包括交换机SW设备；所述移动通信核心网用户面设备通过所述SW设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
4.根据权利要求3所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述SW设备用于支持对所述移动通信核心网用户面设备的S1-U业务及SGi业务的透传。
5.根据权利要求2所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述固定通信核心网用户面设备侧挂有下沉至固定通信网络汇聚层的内容分发网络CDN。
6.根据权利要求2所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述承载侧网络系统还包括：第一备份网络，所述第一备份网络和用户面通信网络用于采用主备模式进行工作，所述用户面通信网络包括所述移动通信核心网用户面设备和所述固定通信核心网用户面设备中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述移动通信核心网用户面设备包括公用数据网网关PGW和服务网关SGW的用户面设备。
8.根据权利要求7所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述移动通信核心网用户面设备通过所述SGW的S1-U接口连接所述移固承载IP城域网的汇聚网络。
9.根据权利要求7所述的承载侧网络系统，其特征在于，所述承载侧网络系统还包括：下沉至汇聚层的固定通信核心网用户面设备；所述移动通信核心网用户面设备通过所述PGW的SGi接口连接所述固定通信核心网用户面设备。
10.一种移固共存融合系统，其特征在于，所述移固共存融合系统包括权利要求1所述的承载侧网络系统、接入侧网络系统、多业务网关设备MSG和位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备；其中，所述MSG包括下沉至所述城域网的汇聚层的固定通信核心网用户面设备和位于核心网侧的固定通信核心网控制面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
11.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述承载侧网络系统还包括交换机SW设备；所述移动通信核心网用户面设备通过所述SW设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
12.根据权利要求11所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述SW设备用于支持对所述移动通信核心网用户面设备的S1-U业务及SGi业务的透传。
13.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网用户面设备侧挂有下沉至固定通信网络汇聚层的内容分发网络CDN。
14.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，还包括：第一备份网络，所述第一备份网络和用户面通信网络用于采用主备模式进行工作，所述用户面通信网络包括所述移动通信核心网用户面设备和所述固定通信核心网用户面设备中的至少一个。
15.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移固共存融合系统还包括：位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备。
16.根据权利要求15所述的移固共存融合系统，其特征在于，还包括：第二备份网络，所述第二备份网络和控制面通信网络用于采用主备模式进行工作，所述控制面通信网络包括所述移动通信核心网控制面设备和所述固定通信核心网控制面设备中的至少一个。
17.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移动通信核心网用户面设备包括公用数据网网关PGW和服务网关SGW。
18.根据权利要求17所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移动通信核心网用户面设备通过所述SGW的S1-U接口连接所述移固承载IP城域网的汇聚网络。
19.根据权利要求17所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移动通信核心网用户面设备通过所述PGW的SGi接口连接所述固定通信核心网用户面设备。
20.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述MSG中固定通信核心网用户面设备和固定通信核心网控制面设备用于采用转控分离架构实现。
21.根据权利要求20所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述转控分离架构是基于软件定义网络SDN和网络功能虚拟化NFV实现的。
22.根据权利要求20所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网控制面设备用于通过北向接口协议接收外部指令，通过南向接口协议实现对所述MSG转发面的业务配置、业务监控及所述MSG用户面的管理控制。
23.根据权利要求20所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网用户面设备用于从所述固定通信核心网控制面设备获取业务配置信息，将所述业务监控信息上报至所述固定通信核心网控制面设备。
24.根据权利要求10或20所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述MSG支持网络地址转换NAT功能。
25.根据权利要求10或20所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述MSG为虚拟边缘网络网关设备vBNG。
26.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移动通信核心网控制面设备和所述移动通信核心网用户面设备之间具有处于连通状态的三层逻辑链路。
27.根据权利要求10或26所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述移动通信核心网控制面设备和所述移动通信核心网用户面设备之间建立有第一可扩展虚拟局域网VXLAN隧道，所述第一VXLAN隧道用于实现移动通信信令及管理通道的信息传输。
28.根据权利要求10所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网控制面设备和所述固定通信核心网用户面设备之间具有处于连通状态的三层逻辑链路。
29.根据权利要求10或28所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网控制面设备和所述固定通信核心网用户面设备之间建立有第二VXLAN隧道，所述第二VXLAN隧道用于实现固定通信网络业务信令及管理通道的信息传输。
30.根据权利要求29所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网控制面设备用于通过网络配置NetConf协议将VxLAN隧道业务配置信息下发到所述固定通信核心网用户面设备。
31.根据权利要求30所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网用户面设备用于对接收到的协议报文进行VXLAN报文封装，将经VXLAN报文封装得到的VXLAN报文发送至所述固定通信核心网控制面设备。
32.根据权利要求31所述的移固共存融合系统，其特征在于，所述固定通信核心网控制面设备用于解封装所述VXLAN报文，对地址资源进行统一分配，采用OpenFlow协议向所述固定通信核心网用户面设备下发用户转发表项。
33.一种承载侧网络系统的部署方法，其特征在于，所述方法包括：
将移动通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载；
构建承载侧网络系统，所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接。
34.一种移固共存融合系统的部署方法，其特征在于，所述方法包括：
将移动通信核心网用户面设备和固定通信核心网用户面设备下沉至移固承载IP城域网的汇聚层，所述移固承载IP城域网用于实现对移动通信和固定通信的统一承载；
构建移固共存融合系统，所述移固共存融合系统包括承载侧网络系统、接入侧网络系统、多业务网关设备MSG和位于核心网侧的移动通信核心网控制面设备；所述承载侧网络系统包括：所述移固承载IP城域网、所述移动通信核心网用户面设备，所述移动通信核心网用户面设备与所述移固承载IP城域网形成通信连接；所述MSG包括所述固定通信核心网用户面设备和位于核心网侧的固定通信核心网控制面设备，所述移动通信核心网用户面设备连接所述固定通信核心网用户面设备。
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