CN1988490A - 光网络与无线通信网络互连的系统及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光网络与无线通信网络互连的系统及其通信方法。本发明主要包括基于光纤传输的光接入网络，以及与其连接的无线通信网络；其中，所述的无线通信网络中的基站连接设置于所述的光接入网络中，并与所述光接入网络中的实体连接，实现光网络与无线通信网络的互连。之后，用户终端设备便可以通过互连后的无线通信网络及光网络开展通信业务。本发明为光网络与无线通信网络之间的互连提供一种可行的技术方案，使得在通信网络中可以利用光网络和无线通信网络之间的优点进行业务传输。以3G/2G无线通信网络和OAN互连为例，无线通信网络作为OAN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，从而为OAN网络运营商发展无线网络提供了一种演进途径。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种光接入网与无线通信网络互联的技术领域。
背景技术
目前，广泛应用的网络通信系统包括光网络通信系统和无线通信系统。下面将分别对两种通信系统进行介绍。
所述的光网络通信系统包括光纤接入网(统称FTTx)，所述FTTx根据ONU(光网络单元)所在的位置具体可以分为FTTH(光纤到家)、FTTB(光纤到大楼)和FTTC(光纤到路边)等。由于光纤接入网，即FITL(光纤用户环路，Fiber in the loop)接入的高带宽特性，使得在光网络中能够更好的开展Triple Play(同时传输语音、数据与多媒体视频)的业务，因而使得光网络的应用日益普及。光纤接入网主要采用PON(无源光网络)的技术，目前比较成熟的PON技术主要包括两种，具体为：EPON(以太无源光网络)和GPON(千兆无源光网络)。
在光网络通信系统中FTTx网络主要的网络架构如图1所示，根据图1所示的网络架构确定光接入网的参考架构如图2所示。
在图2中，OAN(光接入网)的整个参考架构由CPN(用户驻地网)、AN(接入网，Access Network)和SNF(业务功能点，Service Node Function)组成。其中，AN中的AF为适配功能体，其为可选设备，主要用于提供ONU(光网络单元)/ONT(光网络终端)接口与UNI(用户网络接口)的相互转换，若AF内置在ONU中，则参考点(a)可以省去。所述AF也可以放在OLT之后作为OLT接口和SNI接口的相互转换。在光网络中，AF既可以看成CPN的功能体，也可以看成是Access Network的功能体。
OAN中的CPN和AN的主要网元包括：OLT、ODN(光分配网)、ONU/ONT和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。
所述的无线通信系统包括3G和2G无线通信系统，所述的3G和2G无线通信系统的参考架构如图3所示，主要包括RAN(无线接入网络，Radio Access Network)和CN(核心网络，Core Network)。
在图3中，所述的RAN用于处理所有与无线有关的功能，而所述CN用于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。在无线通信网络中，CN从逻辑上分为CS(电路交换域，Circuit Switched Domain)和PS(分组交换域，Packet Switched Domain)。所述RAN、CN与MS(移动台，Mobile Station)一起构成了整个3G/2G无线通信网络。
如图3所示，无线通信系统中包括以下功能实体：
BS(基站，Base Station)，BS在GSM(全球移动通信系统)、GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)及CDMA2000系统中称为BTS(基站收发信台，Base TransceiverStation)，而在WCDMA(宽带码分多址)、TD-SCDMA(时分-同步码分多址)系统中则称为Node B(节点B)；
BSC(基站控制器)，BSC在WCDMA中被称为无线网络控制器(Radio NetworkController，RNC)；
在CDMA2000中还包括PCF(包控制功能)，所述的PCF位于BSC与PDSN(分组数据服务节点，Packet Data Serving Node)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。
下面以WCDMA系统为例对现有的无线通信系统的组成进行详细描述。
在WCDMA系统的UTRAN(通用陆地无线接入网络)中使用了Iu系列接口，具体包括Iu、Iur和Iub接口，各接口按UTRAN接口通用协议模型划分协议栈由相应的RNL(无线网络层)和TNL(传输网络层)组成，其中：
(1)Iu接口是连接UTRAN和CN的接口，Iu接口是一个开放的标准接口，Iu接口控制面协议是RANAP(无线接入网络应用部分)，用户面协议是GTP(通用数据传输协议)；
(2)Iur接口是连接RNC之间的接口，Iur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，同样，Iur接口也是一个开放的标准接口，Iur接口控制面协议是RNSAP，用户面协议是Iur FP(Iur帧协议)；
(3)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Iub FP。
WCDMA系统中的基站Node B包括无线收发信机和基带处理部件。其通过标准的Iub接口和RNC互连，主要用于完成Uu接口物理层协议的处理。基站的主要功能是扩频、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。
WCDMA系统中的RNC用于控制UTRAN的无线资源，具体包括：执行系统信息广播与系统接入控制功能；切换和RNC迁移等移动性管理功能；以及宏分集合并、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，各协议分别分布在无线接入网络中的不同节点实现，所述多种协议如图4所示，包括：
(1)RRC协议，在UE和RNC中实现，主要用于实现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。并用于负责配置无线接口协议栈中其他协议实体的参数信息；
(2)RLC协议，也是在UE和RNC中实现，主要用于实现用户数据的传输功能，其提供了三种数据传输模式，分别适合用于传送不同QoS要求的业务数据；
(3)MAC协议，通常也是在UE和RNC中实现，其负责为用户数据选择合适的传送格式，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，在Node B中也有MAC协议的实现；
(4)PDCP(分组数据会聚协议)，还是在UE和RNC中实现，其功能包括：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，例如，TCP(传输控制协议)/IP和RTP(实时传输协议)/UDP(用户数据报协议)/IP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(PDCP服务数据单元)转发到RLC层，若支持无损SRNS(服务无线网络分系统)迁移功能，则转发PDCP-SDU及相应的序列号将多个不同的RB(无线承载)复用到同一个RLC实体。
在WCDMA系统中的BMC(广播/多播控制)的功能包括：(1)小区广播消息的存储；(2)业务流量监视和为CBS(小区广播业务)要求无线资源；(3)BMC消息的调度；(4)发送BMC消息到UE；(5)向高层(如NAS(非接入层))传送小区广播消息；等等。
由于现有协议栈中Node B只处理物理层协议，因此，若需要采用资源管理进行判决的自适应技术，则需要在RNC中实现，这样，由无线通信网络到终端必须经过由RNC到NodeB，再从Node B到终端两个阶段，反之亦然。
这样的处理过程必然会导致以下问题的出现：
(1)由于需要经过Iub接口，导致相应处理过程时延较长，而且降低了Node B的处理能力和Iub接口传输资源的统计复用率；
(2)RNC和UE之间的RLC层的重传机制在Iub接口存在较大时延情况下，导致无线通信网络的吞吐率下降；
(3)无线通信网络中应用的外环功率控制算法在Iub接口时延较大情况下，不能快速根据空中接口的变化进行SIRtarget(目标信干比)调整；
(4)由于在无线通信网络中的小区负载信息依赖Node B周期性上报，因此，上述处理过程大量占用Iub接口资源将导致上报小区负载信息的滞后，进而使得RNC无法获取实时准确的小区负载信息。
由上述描述不难看出，对于现有的无线通信网络中将所有接入高层均放在RNC中的协议结构，在采用类似于自适应协调、反馈控制的技术后，其显然无法保证高速、高效的数据传输，因而，现有的协议结构难以适应高速数据传输的需求，或者说无法很好地适应高速数据传输的需求。
前面分别描述了光网络和无线通信网络的主要结构及功能。下面再说明一下目前的通信网络发展趋势。
随着网络通信技术的快速发展，业界已经开始考虑综合利用各种网络的优点实现最佳的数据传输，其中包括FMC(固定移动融合)技术。例如，3G/2G无线通信网络与OAN网络互连便属于FMC技术的一个分支，然而，目前还没有一种技术可以实现该两网之间的互连互通。
发明内容
本发明的目的是提供一种光网络与无线通信网络互连的系统及其通信方法，从而可以为光网络与无线通信网络之间的互连提供一种可行的技术方案，使得在通信网络中可以利用光网络和无线通信网络之间的优点进行业务传输。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种光网络与无线通信网络互连的系统，包括：
基于光纤传输的光接入网络，以及与其连接的无线通信网络；
所述的无线通信网络中的基站连接设置于所述的光接入网络中，并与所述光接入网络中的实体连接，实现光网络与无线通信网络的互连。
所述的基站通过无线适配器与光网络中的实体连接，所述的无线适配器为从无线通信网络中的无线网络控制器或基站控制器中分离出来的部分或全部功能模块组成的功能实体。
所述的无线网络控制器或基站控制器中分离出无线适配器后的功能模块组成无线网关，将所述的无线网关作为光接入网络中的实体设备。
所述的基站与无线适配器构成一个网元，其与无线网关间的接口在用户面上采用现有的无线通信网络中无线网络控制器与服务GPRS支持节点之间间的接口的用户面，在控制面上采用现有的无线通信网络中的基站和无线网络控制器之间的接口的控制面。
所述的无线网关通过光接入网络中的参考点V连接设置于光网络中，并与核心网连接。
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与核心网连接通信。
所述的无线网关提供3G网络中的无线网络控制器与服务GPRS支持节点之间的Iu接口，并通过该接口与核心网连接通信。
所述的无线适配器还包括无线通信网络中的服务GPRS支持节点或移动交换中心或分组控制功能实现的功能，此时，核心网中不包含所述的服务GPRS支持节点或移动交换中心或分组控制功能，且所述无线适配器直接与核心网中的网关GPRS支持节点或网关移动交换中心或分组数据服务节点通信。
所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来的功能包括：
媒体接入控制、无线链路控制、分组数据汇聚协议、小区专用无线资源管理和切换控制。
所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来的功能还包括：
广播多播控制、接入控制、小区内控制和/或服务质量调度。
所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来后余下的功能模块组成无线网关，所述无线网关的功能包括：系统信息广播和迁移控制。
所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来后，无线网关的功能还包括：
多小区无线资源管理、寻呼控制、有线接入和无线接入间的切换控制、多小区间控制、无线接入网络应用部分消息转发和/或无线电网络子系统应用部分消息转发。
所述的光接入网络及无线通信网络还与同一核心网连接，通过所述的核心网为光接入网络及无线通信网络中的用户终端提供服务及管理。
所述的基站还通过适配功能实体与光接入网络中的实体连接。
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，或者，通过所述无线适配器通过光接入网参考点T与适配功能实体连接。
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。
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T连接设置于光接入网络中；或者，
所述的适配功能实体、基站和无线适配器集成为一个无线通信网络中的网元，所述网元通过参考点(a)连接设置光接入网络中。
所述的基站与所述的无线适配器连接组成一个网元，并且该网元通过光网络中的参考点T、参考点(a)或者参考点V与光接入网络连接。
本发明中，当无线适配器通过参考点V与光接入网络连接时，无线适配器还与无线网关连接，并通过无线网关与核心网连接通信，同时，光接入网络也通过无线网关与核心网连接通信。
所述的基站和无线适配器组成的网元与无线网关之间为多对多的连接关系。
本发明中，当无线适配器通过参考点V与光接入网络连接时，分别与所述无线适配器及光接入网络连接的核心网或无线网关中包括有线接入和无线接入之间的切换控制功能模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
所述的基站与无线适配器连接，并通过无线适配器与光网络中的光网络单元或光网络终端连接，接入光网络。
当所述的无线适配器包含无线网络控制器或基站控制器全部功能时，则所述无线适配器通过所述的光网络中的光路终结点与核心网连接。
所述的基站与无线适配器，以及光网络中的光网络单元或光网络终端集成为无线通信网络中的一个网元，该网元与光网络中的光分配网连接，接入光接入网络中。
所述的基站通过直接与光网络中的光网络单元或光网络终端连接，并进一步通过所述的光网络中的光路终结点与无线网络控制器或基站控制器连接。
所述的基站与所述的光网络单元或光网络终端集成为无线通信网络中的一个网元，并提供无线通信网络中的用户终端的接入服务。
所述的基站直接连接于光接入网络中的参考点V，并通过参考点V接入核心网，所述的光接入网络通过参考点V接入核心网，且所述的核心网包括无线网络控制器或基站控制器。
所述的核心网中分别与基站及光路终结点连接的无线网络控制器或基站控制器包括有线接入和无线接入之间的切换控制功能模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
所述的无线通信网络包括3G、2.5G和2G网络。
本发明还提供了一种光网络与无线通信网络互连的系统的通信方法，包括：
在上行方向，无线通信网络中的用户终端向基站发送信息，并由基站将所述信息发送到光接入网络中的实体，之后，通过光接入网络传输所述的信息；光网络中的用户终端通过光接入网络中的实体传输所述信息；
在下行方向，光接入网络通过相应的实体将信息发送给所述基站，并通过基站发送给无线通信网络中基站下的用户终端；光接入网络还将信息通过相应的实体发送给光网络中的用户终端。
在上行方向，所述基站还通过无线适配器和/或光网络单元或光网络终端将所述信息发送给光接入网络中的实体；
在下行方向，所述的光接入网络中的实体还通过光网络单元或光网络终端和/或无线适配器将所述信息发送给基站。
所述的光接入网络还通过与其连接的无线网关与核心网之间进行信息交互。
本发明中，与所述无线适配器连接的光接入网络中的实体为：适配功能实体，或者，光网络单元或光网络终端，或者，光分配网络。
所述的光接入网络中的实体之间为基于二层桥接或三层路由的方式进行信息的传送。
本发明还提供了一种光网络与无线通信网络互连的系统的通信方法，包括：
在上行方向，无线通信网络中的用户终端向基站发送信息，并由基站通过光接入网络的参考点V将所述信息发送到核心网；光网络中的用户终端通过光接入网络中的实体将信息发送到所述核心网；
在下行方向，所述核心网将信息通过所述参考点V发送给所述基站，并通过基站将信息发送给无线通信网络中基站下的用户终端；所述核心网还通过光接入网络中的实体将信息发送给光网络中的用户终端。
在上行方向，所述基站还通过无线适配器和将所述信息发送给核心网；
在下行方向，所述的核心网还通过无线适配器将所述信息发送给基站。
所述的光接入网络及无线适配器还通过与其连接的无线网关与核心网之间进行信息交互。
所述的光接入网络中的实体之间为基于二层桥接或三层路由的方式进行信息的传送。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，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，提出了无线通信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具体实现方案；其中，所述的无线通信网络作为OAN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，从而为OAN网络运营商发展无线网络提供了一种演进途径。
本发明中，由于将无线接口协议栈下移到基站中，因此，使得互连通信系统具有如下优点：
(1)最大限度的重用了标准Iu和Iur接口，使得互连系统可以为针对现有UTRAN架构平滑演进；
(2)空口协议栈的下移，减小了传输时延对用户QoS(服务质量)的影响，为高速数据业务的QoS提供了保证；
由于无线接口协议控制面RRC配置无线接口协议用户面协议的消息会在BS内部执行，因此，BS和基站控制器之间的链路负载会大大降低；而且RLC重传也不会再使用该链路，使得BS和基站控制器间的传输机制将大大简化，有效提高了数据传输性能和无线接入网络资源的使用效率；
(3)采用多对多的网络架构，有效的避免了单点故障；
(4)适合于固定、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。
而且，本发明提出的紧耦合的方式，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，扩大网络的覆盖。其中，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。
同时，本发明提出的松耦合的方式，对无线网络与OAN，尽量共享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)，使得网络规划更为合理。
另外，本发明提供的无线通信网络与光网络的互连，既可以利用无线通信网络的良好的移动特性，又可以利用光网络的良好数据传输特性，从而使得通信网络能够为人们提供更好的业务传输服务。
附图说明
图1为光接入网络的基本网络架构图；
图2为OAN网络的参考架构图；
图3为3G/2G网络系统参考架构示意图；
图4为无线接口协议栈架构示意图；
图5为无线接口功能下移的移动网络架构示意图；
图6为图5中PS域Iub+接口协议结构示意图；
图7a和图7b分别为无线接口功能下移的移动网络用户面和控制面协议栈结构示意图；
图8为第一种OAN与无线通信网络互连方案一；
图9为第一种OAN与无线通信网络互连方案二；
图10为第一种OAN与无线通信网络互连方案三；
图11为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和AF网元分离情况下的用户面协议栈结构示意图；
图12为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和AF网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图13为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和AF网元分离情况下的控制面协议栈结构示意图；
图14为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和AF网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图15为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS+WA集成网元和AF网元分离情况下的用户面协议栈结构示意图；
图16为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS、WA和AF网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图17为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS+WA网元和AF网元分离情况下的控制面协议栈结构示意图；
图18为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS、WA和AF网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图19为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS+WA集成网元和AF网元分离情况下的用户面协议栈结构示意图；
图20为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS、WA和AF网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图21为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS+WA集成网元和AF网元分离情况下的控制面协议栈结构示意图；
图22为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS、WA和AF网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图23为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS+WA集成网元和AF网元分离情况下的用户面协议栈结构示意图；
图24为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和AF网元集成，RGW和SGSN网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图25为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS+WA集成网元和AF网元分离情况下的控制面协议栈结构示意图；
图26为第一种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和AF网元集，RGW和SGSN网元成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图27为第二种OAN与无线通信网络互连方案一；
图28为第二种OAN与无线通信网络互连方案二；
图29为第二种OAN与无线通信网络互连方案三；
图30为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和ONU/ONT网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图31为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中BS和ONU/ONT网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图32为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图33为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图34为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图35为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图36为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和ONU/ONT网元集成，RGW与SGSN网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图37为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图38为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和ONU/ONT网元集成，RGW与SGSN网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图39为第二种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS、WA和ONU/ONT网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图40为第三种OAN与无线通信网络互连方案一；
图41为第三种OAN与无线通信网络互连方案二；
图42为第三种OAN与无线通信网络互连方案三；
图43为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中光接入网络的用户面和控制面协议栈结构示意图；
图44为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中无线通信网络的用户面协议栈结构示意图；
图45为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(1)中无线通信网络的控制面协议栈结构示意图；
图46为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)或(3)中无线通信网络的用户面协议栈结构示意图；
图47为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(2)中无线通信网络的控制面协议栈结构示意图；
图48为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(3)中无线通信网络的控制面协议栈结构示意图；
图49为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS和WA网元集成，RGW和SGSN网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图50为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS和WA网元集成情况下的用户面协议栈结构示意图；
图51为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS和WA网元集成，RGW和SGSN网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图；
图52为第三种OAN与无线通信网络互连方案的模式(4)中BS和WA网元集成情况下的控制面协议栈结构示意图。
具体实施方式
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，并考虑到现有的无线通信网络的缺点，提出了将无线网络的无线接口协议栈下移到基站，再与OAN网络紧耦合或松耦合的两网互连实现方案，作为OAN有线接入的无线延伸，因此，本发明可以适用于固定无线、游牧、便携和移动接入应用。
本发明中所述的基站包括各种无线通信网络中的基站设备或其实现的功能类似基站的设备，如BS、Node B等。
同时需要说明的是，在后续的针对本发明的具体实施方式的描述过程中，涉及的无线通信网络及光网络中的实体设备的名称也仅为现有的两种网络中相应实体设备的名称，即后续描述仅为依据现有的特定的无线通信网络及光网络组成的具体应用举例。因此，在实际实现本发明过程中，对于采用设备的名称不同，但实现功能类似的实体设备同样应属于本发明的保护范围。
为对本发明有进一步的理解，下面将对本发明的具体实现方式进行详细说明。
本发明中，光网络与无线通信系统之间的互连具体可以通过OAN(光接入网络)与RAN(无线接入网络)之间的互连实现。
为便于本发明的实现，以及实现过程中的灵活性，首先需要对RAN做功能分解，具体将RAN分解定义的功能单元包括：BS(基站)、WA(无线适配器，Wireless Adaptor)和RGW(无线网关，Radio Gateway)，其中，所述的WA和RGW的具体实现功能在不同类型的无线通信网络中采用不同的划分方式，下面将以四种类型的无线通信网络为例进行说明。
1、对于WCDMA、GPRS和TD-SCDMA等无线通信网络的RAN，其中的WA和RGW有如下模式：
(1)在光网络，即光接入网络中设置WA和RGW不存在；
(2)在光网络中设置WA，且所述WA相当于RNC/BSC，此时，RGW不存在；
(3)在光网络中设置WA，所述的WA相当于RNC和SGSN(服务GPRS支持节点)，此时，RGW不存在；
(4)在光网络中设置相应的BS、WA和RGW，具体可以将BS、WA和RGW实现的功能分解定义为如表1所示，其中，所述的WA可以下移到BS，以保证无线通信网络中良好的通信性能，优化BS与RNC之间的接口：
表1
| 功能 | BS | WA(下移功能) | RGW |
| 物理层PHY | 必选 | ||
| 媒体接入控制MAC | 必选 | ||
| 无线链路控制RLC | 必选 | ||
| 广播多播控制BMC | 可选 | ||
| 分组数据汇聚协议PDCP | 必选 | ||
| 无线资源控制RRC | |||
| ·多小区无线资源管理MC-RRM | 可选 | ||
| ·小区专用无线资源管理CS-RRM | 必选 | ||
| ·系统信息广播BroadcastDistribution | 必选 | ||
| ·切换控制HO Control | 必选 | ||
| ·寻呼控制Paging Control | 可选 | ||
| ·接入控制Admission Control | 可选 | ||
| ·小区内控制Cell Control | 可选 | ||
| ·多小区间控制 | 可选 | ||
| 迁移控制Relocation Control | 必选 | ||
| QoS调度 | 可选 | ||
| RANAP消息转发 | 可选 | ||
| RNSAP消息转发 | 可选 | ||
| 有线接入和无线接入间的切换控制 | 可选 |
基于上述针对RAN划分确定的功能单元BS、WA和RGW的功能，本发明的核心思想是：
将现有的BS和RNC等组成无线接入网的功能分解为两个网元：一个网元为RGW，另一个网元包括BS和WA(称为BS+WA网元)，其中，WA和RGW共同实现现有的无线通信网络中的RNC等无线网络控制器的功能；
之后，还将现有的RNL(无线网络层)协议栈的部分RRC、PDCP/BMC/RLC/MAC等无线接口协议下移到基站(如Node B、BS等)的WA，而RGW的主要功能是实现本发明提供的互连系统架构与传统的无线通信网络架构的CN/RNC网元之间适配，并提供不同的BS和WA构成的网元(即BS+WA网元)之间的迁移、多小区无线资源管理、系统信息广播、寻呼控制，以及现RANAP(无线接入网络应用部分)/RNSAP(无线电网络子系统应用部分)消息的转发等功能。本发明中，所述的BS+WA网元和RGW网元之间还可以采用多对多的连接设置方式，从而使得无线通信网络与光网络互连系统的组网灵活性大大增加。
基于上述针对RNC等无线网络控制器的功能的分解定义，相应的无线通信网络架构如图5所示，其中各接口定义如下：
UE网元与包括BS+WA网元间的接口Uu+采用现有无线通信网络中的UE与UTRAN之间的接口Uu，Node B和RNC间的Iub接口不再存在；
BS+WA网元与RGW间的接口Iub+在用户面上采用现有的无线通信网络中RNC与SGSN间的接口Iu的用户面，接口Iub+在控制面上采用现有的无线通信网络中的Node B和RNC间的Iub接口的控制面，相应的PS域的Iub+接口协议结构具体如图6所示；
RGW与传统CN之间采用现有的无线通信网络中RNC与SGSN间的接口Iu，RGW与RGW之间则采用现有的无线通信网络中的RNC之间的接口Iur，另外，增加的BS+WA网元之间接口也采用现有的无线通信网络中RNC之间的接口Iur。
本发明中，无线接口功能下移(即WA下移到基站)的增强型移动网络接口协议栈如图7a和图7b所示，基于该协议栈，在相应的无线接口功能下移的无线通信网络中便可以实现用户面数据的传输，以及控制面信令的传输。
2、对于对于GSM网络，其中的RGW不存在，WA有如下模式：
(1)在光网络中，WA不存在；
(2)在光网络中设置WA，WA相当于BSC；
(3)在光网络中设置WA，WA相当于BSC和MSC。
3、对于CDMA2000网络，RGW不存在，WA有如下模式：
(1)在光网络中，WA不存在；
(2)在光网络中设置WA，WA相当于BSC；
(3)在光网络中设置WA，WA相当于BSC和PCF，或者，BSC和MSC。
4、对于IS-95网络，RGW不存在，WA有如下模式：
(1)在光网络中，WA不存在；
(2)在光网络中设置WA，WA相当于BSC；
(3)在光网络中设置WA，WA相当于BSC和MSC。
下面将结合附图分别对本发明提供的几种具体的光网络与无线通信网络之间的互连实现方式进行描述。
本发明提供的第一种OAN与无线通信网络之间互连的实现方案如图8至图10所示：
在图8至图10中所示，3G/2G无线通信网络BS或WA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CN与OLT在参考点v互连。这几种实现方案可以使3G/2G接入网的建设尽量利用原OAN已布设的资源，例如，当运营商已经有了FTTB/FTTC的网络时，相应的3G/2G无线通信网络设备设便可以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，同时降低3G/2G接入网的建设成本，这几种实现方案属于紧耦合实现方案。
这几种实现方案中的BS、WA和AF可以网元分离，以参考点T互连；或BS和WA网元集成、BS+WA网元和AF可以网元分离，以参考点T互连；或BS、WA和AF网元集成为一体。RGW可以和OLT网元集成为一体。
以WCDMA系统为例，在图8至图10中分别给出了不同模式下互连系统示意图：
(1)当WA不存在，RGW也不存在，则互连系统模型参见图8，此时，无线通信网络中的RNC设置于核心网中；
(2)当WA＝RNC时，则RGW必然不存在，此时的系统模型参见图9，且此时在核心网中不包括RNC功能；
(3)当WA＝RNC+SGSN时，RGW也不会存在，此时的系统模型仍参见图9，而且，在这种情况下，核心网中不再包含RNC和SGSN功能；
(4)当将RNC分解为WA和RGW功能，具体分解方式如表1所示时，则互连系统的模型参见图10，此时，核心网中将不再包括RNC功能。
下面将结合图11至图14，对各种模式下的由无线通信网络中的UE(用户设备，UserEquipment)至核心网的路径，即UE->Node B->ONU->OLT->Core Network路径的协议栈及相应的信号传输处理过程进行说明。
在图6和图7，图11至图14，以及后面的各种模式下的接口协议栈的图例中，具体涉及的实际协议信息仅为具体的应用举例，实际应用中并不限定采用在图中给出的各种协议。
(一)模式(1)下的协议栈及相应的信号处理过程：
参照图11至图14所示，在模式(1)下，不存在WA，相应的核心网CN，即Core Network包括了：RNC、SGSN和GGSN(网关GPRS支持节点)，而且，在WCDMA中，UE即为MS(移动台)；CN下的SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN(集成GPRS支持节点)。其中，RNL(Radio network layer，无线网络层)在用户面包括PDCP、RLC和MAC，在控制面包括RRC、RLC和MAC。
基于上述图11和图12所示的协议栈结构，UE在数据通信时相应的处理过程包括：
首先，UE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RAB(无线接入承载)的建立，RAB的建立过程伴随着用户面RB(无线承载)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，在该过程中PDCP的压缩/解压缩功能可以启用，也可以不启用；
相应的控制面的信令建立流程是在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(非接入层)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。
下面将以启用了压缩/解压缩功能为例，对用户面数据的传输过程进行说明。
在用户面数据的上行方向的传输处理过程为：
如图11和图12所示，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WCDMA物理层RFL(Radio frequencylayer，无线频率层)；物理层对接收到的数据包进行编码调制等操作，并通过Uu接口发送到UTRAN。
UTRAN中Node B的WCDMA物理层RFL收到数据后将数据封装入FP(Framing Protocol，帧协议)帧中，并通过Iub接口发往RNC。
其中，Node B与RNC之间的Iub接口FP可直接承载在OAN之上；在RNC和Node B之间可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在RNC和Node B之间也可以采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
所述Node B具体是将FP/IP包分割成LNK(数据链路层，Data Link Layer)帧，然后承载在Node B和AF间物理层送往AF；由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帧转换为适合于光传输的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RNC做进一步处理。
RNC从Iub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。其中，Iu为RNC和SGSN间的接口，Gn为SGSN和GGSN间的接口。
在CN上，IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
在下行方向上的用户面数据处理过程与上行方向的用户面处理过程类似，区别在于：在下行方向上，RNC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，当未启用压缩功能，则上、下行信号处理过程相同。
本发明中相应的模式(1)下的控制面信令传输处理过程采用的协议栈如图13和图14所示，基于相应的协议栈结构，则具体的控制面信令传输处理过程显而易见，故不再详述。
(二)在模式(2)下的协议栈及相应的信号处理过程：
如图9所示，模式(2)和模式(1)的不同之处在于：在模式(2)下WA相当于RNC，CoreNetwork包括了SGSN和GGSN；SGSN和GGSN也可以合二为一作为网元IGSN。
下面将以在模式(2)下启用了压缩/解压缩功能为例，对相应的用户面数据的传输过程进行详细说明，具体包括：
模式(2)下的上行处理过程参照图15和图16所示，包括：
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WCDMA物理层RFL；
物理层RFL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Node B+WA的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给RNL的MAC/RLC协议，MAC/RLC协议依次去除协议报头，经过重组合并；然后，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，当然，如果未启用压缩功能，则无此压缩操作。
之后，Node B+WA网元通过GTP隧道将解出来的数据经过Iu接口转发到CN，WA与CN间的Iu接口GTP隧道协议、UDP和IP可直接承载在OAN网络之上，其中，所述的WA与CN之间的OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在WA与CN间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
其中，由Node B+WA将用户面数据发送到CN的处理过程具体为：
Node B+WA将GTP/UDP/IP包分割成分割成LNK帧，然后承载在Node B+WA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帧转换为适合于光传输的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CN的网元做进一步处理。
在CN中，由IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
模式(2)下的下行信号处理过程与上行处理过程类似，区别仅在于Node B+WA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，当未启用压缩功能，则上、下行信号处理过程相同。
本发明中相应的模式(2)下的控制面信令传输处理过程采用的协议栈如图17和图18所示，基于相应的协议栈结构，则具体的控制面信令传输处理过程显而易见，故不再详述。
(三)在模式(3)下的协议栈及信号处理过程：
如图19至图22所示，所述的模式(3)和模式(1)的不同之处在于：模式(3)下的WA相当于RNC+SGSN，Core Network包括了GGSN，GGSN即对应于图中的IGSN；其中，图19给出了在用户面上，BS和WA集成为同一网元且和AF分离情况下的模式(3)的协议栈示意图，图20则给出了在用户面，BS、WA和AF网元集成后的模式(3)的协议栈示意图，图20和图21则分别给出了相应的模式(3)的控制面的协议栈结构示意图。
在模式(3)下，仍以启用了相应的压缩/解压缩功能为例，对用户面数据的传输过程进行说明。
其中，在上行方向下，在相应的用户面数据的传输处理过程包括：
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WCDMA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Node B+WA(即BS+WA网元)的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
所述的Node B+WA具体是通过GTP隧道将解出来的数据经过Gn接口转发到CN，所述WA与CN间的Gn接口GTP隧道协议、UDP和IP协议可直接承载在OAN网络之上，所述的WA与CN间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在WA与CN间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
所述的Node B+WA将用户面数据发送给CN的处理过程具体为：
Node B+WA将GTP/UDP/IP包分割成分割成LNK帧，然后承载在Node B+WA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帧转换为适合于光传输的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CN的网元做进一步处理。
在CN上，GGSN做Gn接口的传输网络层和无线网络层处理，从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
模式(3)下的下行信号处理过程与上行处理过程类似，只是Node B+WA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。
本发明中相应的模式(3)下的控制面信令传输处理过程采用的协议栈如图21和图22所示，基于相应的协议栈结构，则具体的控制面信令传输处理过程显而易见，故不再详述。
(四)在模式(4)下的协议栈及信号处理过程包括：
其中，用户面的协议栈如图23和图24所示，控制面的协议栈如图25和图26所示，WA和RGW功能分解如表1所示，Core Network包括了SGSN和GGSN；SGSN和GGSN也可以合二为一作为网元IGSN。
首先，以启用了压缩/解压缩功能为例，对模式(4)下的用户面数据的传输处理过程进行描述。
在上行方向上，模式(4)的处理过程为：
参照图23和图24所示，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，由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WCDMA物理层RFL，物理层RFL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+WA网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
所述的BS+WA网元通过GTP隧道将解出来的用户面数据经过Iub+接口通过RGW转发到CN，WA与RGW间的Iu接口GTP隧道协议、UDP和IP可直接承载在OAN网络之上，WA与RGW间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，也可以在RNC和Node B间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时，AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
相应的，BS+WA网元将用户面数据转发到CN的具体处理过程包括：
BS+WA网元将GTP/UDP/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+接口GTP隧道接收到数据然后，做Iu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中，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
模式(4)下的下行处理过程与上行处理过程类似，只是BS+WA网元中的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。
其次，对模式(4)下的控制面信令的传输过程进行说明。
对于相应的上行方向的控制面信令的传输处理过程，如图25和图26所示，具体为：
UE的RRC将GMM(GPRS移动性管理)/SM(会话管理)/SMS(短消息业务)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WCDMA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+WA网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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RRC协议，RRC协议通常直接解析信令消息，进行相应处理，如连接建立、测量报告等。但是，对于BS+WA网元之间迁移、多小区无线资源管理、系统信息广播、寻呼控制，以及现RANAP/RNSAP消息的转发等功能，BS+WA网元的RRC将直接把相应的信令消息通过Iub+接口无线网络层(如FP)和传输网络层(如IP/LNK/PHY)承载将处理结果通知RGW的RRC层，再通过RGW转交CN处理。
其中，相应的WA与RGW间的Iub+接口的RRC、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流控制传输协议层/IP))可直接承载在OAN网络之上。该WA与RGW间的OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时，AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在WA与RGW间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时，AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
相应的BS+WA网元将控制信令转发给CN的处理过程具体为：
BS+WA网元将Iub+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/ONT LNK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ODN LNK帧转换为LNK帧送往RGW做进一步处理。RGW做Iub+接口的传输网络层和无线网络层处理，从FP中得到RRC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，得到数据包，然后通过Iu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中，IGSN/SGSN做Iu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，即UE通过相应的下行方向的处理过程接收CN发来的信令消息。
上述协议栈处理模型中，RRC层分别由RGW和基站中的WA实现，这样针对RRC中功能不同，把类似于快速建立连接、快速反馈、资源调度等功能在基站中由WA实现，而类似于一些数据管理、数据存储以及需要处理多个基站的内容放在RGW中实现，从而实现了相应的RNC中部分功能的下移到基站的处理。
本发明提供的第二种OAN与无线通信网络互连的具体实现方案如图27至图29所示：
如图27至图29所示，3G/2G无线通信网络的BS或WA与OAN宽带网在ODN处互连，3G/2G无线通信网络RGW或CN与OLT在参考点v互连。该实现方案属于紧耦合方案。3G/2G无线通信网络直接利用OAN的光网络资源，例如，复用运营商已经有存在的FTTH网络，无线通信网络中的WiMAX等设备设可以在大楼直接接入ODN网。
在该实现方案中，要求BS集成ONU/ONT的功能，或BS、WA和ONU/ONT网元集成为一体。而RGW可以和OLT网元集成为一体。
以WCDMA为例，图27至图29中分别给出了不同模式下的互连系统示意图，其中：
(1)当WA不存在，RGW也不存在时，相应的互连系统的模型参见图27，此时，相应的RNC设置于核心网中；
(2)当WA＝RNC，RGW不存在时，相应的互连系统的模型也参见图28，此时，核心网中不包括所述的RNC；
(3)当WA＝RNC+SGSN，RGW不存在时，相应的互连系统的模型仍参见图28，此时，核心网中不包括所述的RNC和SGSN；
(4)当WA和RGW功能分解如表1所示时，则相应的互连系统的模型参见图29，此时，由于RNC被分解设置于光接入网络中，因此在核心网中不包括RNC功能。
各种模式下在UE->Node B->ONU->OLT->Core Network路径下的协议栈如图30至图39所示，下在将分别对该第二种方案的不同模式下的协议栈及信号传输处理过程进行说明。
(一)在模式(1)下的协议栈及信号传输处理过程：
如图27所示，在该模式下，WA不存在，Core Network包括：RNC、SGSN和GGSN，MS在WCDMA中称为UE；SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN。
下面将以启用了压缩/解压缩功能为例，结合附图对模式(1)下的用户面数据的传输过程进行详细说明。
如图30所示，在模式(1)下的上行方向上相应的用户面数据的传输处理过程为：
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WCDMA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中包括Node B和ONU/ONT的WCDMA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接口发往CN中的RNC。
其中，所述的Node B与RNC间的Iub接口帧协议FP可直接承载在OAN之上；在RNC和NodeB间可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在RNC和Node B间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时ONU/ONT和OLT均为三层网元。
相应的包含Node B和ONU/ONT的网元将用户面数据传输到CN的处理过程为：
Node B+ONU/ONT将FP/IP包分割成适合于光传输的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CN中的RNC做进一步处理。所述的RNC从Iub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的其他网元，例如，IGSN/SGSN。
在CN中，IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
下行与上行类似，只是RNC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。
该第二种实现方案中的模式(1)下的控制面信令传输处理过程采用的协议栈如图31所示，基于相应的协议栈结构，则具体的控制面信令传输处理过程显而易见，故不再详述。
(二)在模式(2)下的协议栈结构及相应的信号处理过程：
如图28所示，该模式(2)和所述模式(1)不同之处在于，WA相当于RNC，Core Network包括了SGSN和GGSN，而不再包括RNC；SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN，其协议栈结构如图32和图33所示。
在此，仍以启用了压缩/解压缩功能为例，对模式(2)下的用户面数据的传输过程进行详细说明。
如图32所示，相应的在模式(2)下的上行方向的用户面数据传输处理过程包括：
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WCDMA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Node B+WA+ONU/ONT网元(包含基站、WA和ONU/ONT的网元)的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
所述的Node B+WA+ONU/ONT网元通过GTP隧道将解出来的数据经过Iu接口转发到CN，WA与CN间的Iu接口GTP隧道协议、UDP和IP可直接承载在OAN网络之上，其中，所述的WA与CN间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在WA与CN间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
相应的具体的由Node B+WA+ONU/ONT网元至CN的用户而数据传输处理过程包括：
Node B+WA+ONU/ONT将GTP/UDP/IP包分割成分割成适合于光传输的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CN的网元做进一步处理。
在CN中，IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
相应的下行方向上的用户面数据的处理过程与上行方向上的处理过程类似，区别仅在于：在上行方向上，Node B+WA+ONU/ONT网元中的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。
相应的控制面信令的传输处理过程依据如图33所示的协议栈结构实现，不再详述。
(三)在模式(3)下的协议栈结构及相应的信号处理过程：
如图28所示，图中的WA相当于RNC+SGSN，Core Network包括了GGSN，相应的GGSN对应于图25中的IGSN。通信过程中采用的协议栈结构如图34和图35所示。
下面将以启用了压缩/解压缩功能为例，对模式(3)下的用户面数据的传输过程进行详细的说明。
如图34所示，相应的上行方向的模式(3)下的用户面数据传输处理过程包括：
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WCDMA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Node B+WA+ONU/ONT网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
其中，Node B+WA+ONU/ONT网元通过GTP隧道将解出来的数据经过Gn接口转发到CN，WA与CN间的Gn接口GTP隧道协议、UDP和IP可直接承载在OAN网络之上，其中，所述的WA与CN间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为二层网元；或者，在WA与CN间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时AF、ONU/ONT和OLT均为三层网元。
由Node B+WA+ONU/ONT网元将用户面数据发送给CN的处理过程具体为：
Node B+WA+ONU/ONT网元将GTP/UDP/IP包分割成适合于光传输的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CN的网元做进一步处理。
在CN中，GGSN做Gn接口的传输网络层和无线网络层处理，从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
相应的下行方向上的用户面数据处理过程与上行方向的处理过程类似，区别仅在于：在下行方向上，Node B+WA+ONU/ONT网元中的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。
该模式下相应的控制面信令的传输处理依据图35所示的协议栈结构实现。
(四)在模式(4)下的协议栈结构及相应的信号处理过程：
在该模式下的用户面的协议栈结构如图36和图37所示，控制面的协议栈如图38和图39所示，在该模式(4)下，相应的WA和RGW功能分解如表1所示，且WA和RGW共同实现无线通信网络中的RNC的功能，所述的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。
在该模式(4)下，仍以启用了压缩/解压缩功能为例，对相应的用户面数据的传输过程进行详细的说明。
如图36和图37所示，在上行方向上相应的用户面数据的传输过程包括：
首先，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WCDMA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。
之后，UTRAN中BS+WA+ONU/ONT网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
其中，所述的BS+WA+ONU/ONT网元具体需要通过GTP隧道将解出来的数据经过Iub+接口通过RGW转发到CN，WA与RGW间的Iu接口GTP隧道协议、UDP和IP可直接承载在OAN网络之上，WA与RGW间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时OLT为二层网元；或者，在RNC和Node B间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时OLT为三层网元。
所述的BS+WA+ONU/ONT网元将用户面数据发送到CN的处理过程包括：
BS+WA+ONU/ONT网元将GTP/UDP/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ODNLNK帧转换为LNK帧送往RGW做进一步处理。RGW从Iub+接口GTP隧道接收到数据然后做Iu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。
最后，在CN中，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
该模式(4)的下行方向的用户面数据处理过程与相应的上行方向的用户面数据处理过程类似，区别仅在于：在下行方向上，BS+WA+ONU/ONT网元中的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。
下面再对在模式(4)下的控制面信令的传输过程进行说明。
如图38和图39所示，在上行方向上，相应的控制面信令的传输过程包括：
首先，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WCDMA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。
其次，UTRAN中BS+WA+ONU/ONT网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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RRC协议，RRC协议通常直接解析信令消息，进行相应处理，如连接建立、测量报告等。但是，对于BS+WA+ONU/ONT网元之间迁移、多小区无线资源管理、系统信息广播、寻呼控制，以及现RANAP/RNSAP消息的转发等功能，BS+WA+ONU/ONT网元的RRC将直接把相应的信令消息通过Iub+接口无线网络层(如FP)和传输网络层(如IP/LNK/PHY)承载将处理结果通知RGW的RRC层，再通过RGW转交CN处理。
其中，WA与RGW间的Iub+接口的RRC、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网络之上，所述的WA与RGW间OAN网络可以采用二层桥接技术，例如，采用以太网桥接技术，此时OLT为二层网元；或者，在WA与RGW间采用三层路由技术，例如，采用IP三层路由技术，此时OLT则为三层网元。
相应的BS+WA+ONU/ONT网元将控制信令发送给CN的处理过程包括：
BS+WA+ONU/ONT网元将Iub+接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成适合光传输的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做Iub+接口的传输网络层和无线网络层处理，从FP中得到RRC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，得到数据包，然后通过Iu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。
最后，在CN中，IGSN/SGSN做Iu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。
与上述上行处理过程类似，在下行方向上相应的控制信令传输过程为：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。
上述协议栈处理模型中，RRC层分别由RGW和基站中的WA实现，这样针对RRC中功能不同，可以将类似于快速建立连接、快速反馈、资源调度等功能在基站中由WA实现，而类似于一些数据管理、数据存储以及需要处理多个基站的内容放在RGW中实现，这样便可以实现RNC部分功能通过WA下移到基站中，从而实现针对RNC与基站之间的接口的优化。
本发明提供的第三种OAN与无线通信网络互连的具体实现方案如图40至图42所示：
在该方法中，3G/2G无线通信网络中的BS或者BS和WA直接与OAN宽带网在V参考点互连，OAN宽带网OLT以V接口接入核心网，该实现方案属于松耦合方案，在该方案中无线通信网络的接入网与光网络的接入网仅在边缘即参考点V对接，并共用相应的核心网CN。该方案的实现主要是为了共享两个网络的业务、应用资源，例如，实现在核心层进行统一的认证、计费和客户服务(Customer Care)等。以BS和WA集成为同一网元为例，该方案提供的互连系统如图40至图42所示。
仍以WCDMA系统为例，图43至图52中分别给出了该第三种互连实现方案中不同模式下的协议栈结构示意图，所述的不同模式参照前面所述具体包括：
(1)当WA和RGW均不存在时，此时，BS直接连接于光接入网络的参考点V，相应的RNC则可以属于核心网，相应的参考系统模型如图40所示；
(2)当WA＝RNC时，则RGW不存在，此时，WA和BS集成为同一网元，且该网元连接于光接入网络的参考点V，相应的参考系统模型如图41所示；
(3)当WA＝RNC+SGSN时，RGW也不存在，同样，此时WA和BS集成为同一网元，且该网元连接于光接入网络的参考点V，相应的参考系统模型如图41所示；
(4)当WA和RGW功能分解如表1所示时，则BS和WA集成为同一网元，且该网元连接于光接入网络的参考点V，同时该网元还与RGW连接，进而接入核心网，相应的参考系统模型如图42所示。
在该方案中，各种模式下的协议栈结构如图43至图52所示，下在将分别对该第三种方案提供的不同模式下的协议栈及信号传输处理过程进行说明。
(一)在模式(1)下的协议栈及信号传输处理过程：
如图40所示，该模式(1)下WA和RGW均不存在，Core Network包括了RNC、SGSN和GGSN，MS在WCDMA中称为UE；SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN。
该模式(1)下的光接入网络传输路径，即由CPE->AF->ONU/ONT->OLT->Core Network路径下的用户面协议栈和控制面协议栈结构如图43所示，该模式(1)下的无线通信网络的接入网络传输路径，即由UE->Node B->RNC->IGSN路径下的用户面协议栈结构如图44所示，相应的控制面协议栈结构如图45所示。其中，RNC包含有线接入和无线接入之间的切换控制的功能，即实现相应功能的模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
下面将以启用了压缩/解压缩功能为例，对在该模式(1)下的用户面数据的传输过程进行详细的说明。
如图43所示，在模式(1)下的光网络中相应的上行方向的用户面数据的传输处理过程包括：
CPE将用户的包分割成LNK帧，然后承载在CPE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帧转换为适合于光传输的ODN LNK帧，然后进行电光转换承载在ODN物理层，经光纤送往OLT；OLTPHY进行光电转换得到ODN LNK帧，再将ODN LNK帧转换为LNK帧送往CN做进一步处理。
反之亦然，即相应的下行处理过程与上行处理过程相同，只是方向不同。
在该模式下的光网络中，相应的控制面信令传输处理过程也依据图43所示的协议栈结构实现，在些不再详述具体实现过程。
如图44所示，在无线通信网络中相应的上行方向的用户面数据的传输处理过程包括：
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WCDMA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Node B的WCDMA物理层RFL收到数据后将数据封装入FP帧中，并通过Iub接口发往CN中的RNC。
CN中的RNC从Iub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的其他网元，如IGSN/SGSN网元等。
在CN中，IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
在模式(1)中，相应的无线通信网络中的下行方向的用户面数据处理过程与上行方向的数据处理过程类似。区别仅在于：在下行方向，RNC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。
在模式(1)下，无线通信网络中的控制面信令传输处理过程依据图45提供的协议栈结构实现，在此不再详述。
(二)在模式(2)下的协议栈及信号传输处理过程：
模式(2)与模式(1)的不同之处在于：在模式(2)中，WA相当于RNC，则CoreNetwork包括SGSN和GGSN，无需包括RNC；CN中的SGSN和GGSN也可以合二为一，形成新的网元IGSN。
在该模式(2)下，光网络中的传输路径，即由CPE->AF->ONU/ONT->OLT->CoreNetwork的路径下的协议栈结构如图44所示；无线通信网络中的传输路径，即由UE->Node B+RNC->IGSN的路径下的协议栈结构如图46和图47所示。其中，CN包含有线接入和无线接入之间的切换控制的功能，即实现相应功能的模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
在模式(2)下，以启用了压缩/解压缩功能为例，对相应的的用户面数据的传输过程进行详细描述。
如图46所示，相应的无线通信网络中的上行方向的用户面数据处理过程包括：
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WCDMA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Node B+WA的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。
Node B+WA做Iu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中，IGSN做Iu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再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络；或者，SGSN做Iu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接口发送给GGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
相应的下行方向的用户面数据处理过程与所述上行方向的数据处理过程类似，区别仅在于，在下行方向上，Node B+WA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。
在模式(2)下，相应的无线通信网络中的控制面信令传输处理过程则依据图47所示的协议栈结构实现。
在模式(2)下，相应的光网络中的用户面数据的传输过程参照图43所示，与前面的描述相同，故在此不再详述。
(三)在模式(3)下的协议栈及信号传输处理过程：
模式(3)与模式(1)的不同之处在于，WA相当于RNC+SGSN，Core Network包括了GGSN，GGSN对应于图43中的IGSN。
相应的各路径下的协议栈结构与模式(2)相同，即由CPE->AF->ONU/ONT->OLT->CoreNetwork的路径下的协议栈结构如图43所示，由UE->Node B+WA->IGSN的路径下的协议栈结构如图46和图48所示。其中，CN包含有线接入和无线接入之间的切换控制的功能，即实现相应功能的模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
在此，仍以启用了压缩/解压缩功能为例，对无线通信网络中的用户面数据的传输过程进行说明。相应的光网络中的用户面数据的传输处理过程与模式(1)相同，故不再详述。
在模式(3)下，相应的上行方向的用户面数据的处理过程如图46所示，包括：
首先，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WCDMA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Node B+WA网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。Node B+WA做Gn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中，由于不再包括SGSN，所以由GGSN做Gn接口的传输网络层和无线网络层处理，从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式发给外部网络。
相应的无线通信网络中的下行方向的用户面数据传输处理过程与上行处理过程类似，区别仅在于：在下行方向上，Node B+WA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。
在模式(3)下的控制面信令的传输处理依据图48所示的协议栈结构实现。
(四)在模式(4)下的协议栈及信号传输处理过程：
在该模式(4)下，WA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。
在该模块(4)下，无线通信网络中的传输路径，即由UE->Node B->RNC->IGSN的路径下用户面的协议栈结构如图49和图50所示，相应的控制面的协议栈结构如图51和图52所示。相应的光网络传输路径，即由CPE->AF->ONU/ONT->OLT->Core Network的路径下的协议栈结构如图43所示。其中，RGW还包含有线接入和无线接入之间的切换控制的功能，即实现相应功能的模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
在该模式(4)下，以启用了压缩/解压缩功能为例，对无线通信网络中的用户面数据的传输过程进行描述。
如图49和图50所示，相应的上行方向的用户面数据的传输处理过程包括：
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WCDMA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+WA网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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。BS+WA网元通过GTP隧道将解出来的数据经过Iub+接口发往RGW，RGW从Iub+接口GTP隧道接收到数据然后做Iu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。
SGSN做Iu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接口发送给GGSN，所述的SGSN可以为与RGW集成的SGSN，也可以为设置于CN中SGSN。GGSN从Gn接口的GTP隧道接收到的数据就是UE的IP包或者PPP包，GGSN再以IP包或者PPP协议包的形式通过Gi接口发给外部网络。
相应的无线通信网络中的下行方向的用户面数据处理过程与上行处理过程类似，区别仅在于：在下行方向，BS+WA网元中的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。
下面再对无线通信网络中的控制面的控制信令传输过程进行描述。
如图51和图52所示，相应的控制信令的上行方向的传输处理过程包括：
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WCDMA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+WA网元的WCDMA物理层RFL收到数据后发送给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RRC协议，RRC协议通常直接解析信令消息，进行相应处理，如连接建立、测量报告等。但对于BS+WA网元之间迁移、多小区无线资源管理、系统信息广播、寻呼控制，以及现RANAP/RNSAP消息的转发等功能，BS+WA的RRC将直接把相应的信令消息通过Iub+接口无线网络层(如FP)和传输网络层(如IP/LNK/PHY)承载将处理结果通知RGW的RRC层，再通过RGW转交CN处理。
相应的由BS+WA网元将控制信令发送给CN的处理过程具体包括：
BS+WA网元将Iub+接口的FP/IP或NBAP/SCTP/IP包分割成LNK帧，然后承载在BS+WA和RGW间物理层送往RGW。RGW做Iub+接口的传输网络层和无线网络层处理，从FP中得到RRC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，得到数据包，然后通过Iu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中，由IGSN/SGSN做Iu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。
相应的在该模式下的下行方向的控制面信令的传输处理过程为：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。
在上述各协议栈处理模型中，所述的RRC层分别由RGW和基站实现，这样针对RRC中功能不同，将类似于快速建立连接、快速反馈、资源调度等功能在基站中实现，而类似于一些数据管理、数据存储以及需要处理多个基站的内容的功能放在RGW中实现。
综上所述，本发明实现了针对3G/2G无线通信网络和OAN(如PON技术接入的网络)的互连，并提出了在无线通信网络中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互连的实现方案，从而将无线通信网络作为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。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (38)
1、一种光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，包括：
基于光纤传输的光接入网络，以及与其连接的无线通信网络；
所述的无线通信网络中的基站连接设置于所述的光接入网络中，并与所述光接入网络中的实体连接，实现光网络与无线通信网络的互连。
2、根据权利要求1所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站通过无线适配器与光网络中的实体连接，所述的无线适配器为从无线通信网络中的无线网络控制器或基站控制器中分离出来的部分或全部功能模块组成的功能实体。
3、根据权利要求2所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线网络控制器或基站控制器中分离出无线适配器后的功能模块组成无线网关，将所述的无线网关作为光接入网络中的实体设备。
4、根据权利要求3所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站与无线适配器构成一个网元，其与无线网关间的接口在用户面上采用现有的无线通信网络中无线网络控制器与服务GPRS支持节点之间间的接口的用户面，在控制面上采用现有的无线通信网络中的基站和无线网络控制器之间的接口的控制面。
5、根据权利要求3所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线网关通过光接入网络中的参考点V连接设置于光网络中，并与核心网连接。
6、根据权利要求5所述的光网络与无线通信网络互连的系统，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与核心网连接通信。
7、根据权利要求5所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线网关提供3G网络中的无线网络控制器与服务GPRS支持节点之间的Iu接口，并通过该接口与核心网连接通信。
8、根据权利要求2所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线适配器还包括无线通信网络中的服务GPRS支持节点或移动交换中心或分组控制功能实现的功能，此时，核心网中不包含所述的服务GPRS支持节点或移动交换中心或分组控制功能，且所述无线适配器直接与核心网中的网关GPRS支持节点或网关移动交换中心或分组数据服务节点通信。
9、根据权利要求2所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来的功能包括：
媒体接入控制、无线链路控制、分组数据汇聚协议、小区专用无线资源管理和切换控制。
10、根据权利要求9所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来的功能还包括：
广播多播控制、接入控制、小区内控制和/或服务质量调度。
11、根据权利要求2所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来后余下的功能模块组成无线网关，所述无线网关的功能包括：系统信息广播和迁移控制。
12、根据权利要求11所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线适配器从无线网络控制器或基站控制器中分离出来后，无线网关的功能还包括：
多小区无线资源管理、寻呼控制、有线接入和无线接入间的切换控制、多小区间控制、无线接入网络应用部分消息转发和/或无线电网络子系统应用部分消息转发。
13、根据权利要求1所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的光接入网络及无线通信网络还与同一核心网连接，通过所述的核心网为光接入网络及无线通信网络中的用户终端提供服务及管理。
14、根据权利要求1至13任一项所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站还通过适配功能实体与光接入网络中的实体连接。
15、根据权利要求14所述的光网络与无线通信网络互连的系统，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，或者，通过所述无线适配器通过光接入网参考点T与适配功能实体连接。
16、根据权利要求15所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，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。
17、根据权利要求14所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于：
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T连接设置于光接入网络中；或者，
所述的适配功能实体、基站和无线适配器集成为一个无线通信网络中的网元，所述网元通过参考点(a)连接设置光接入网络中。
18、根据权利要求1至13任一项所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站与所述的无线适配器连接组成一个网元，并且该网元通过光网络中的参考点T、参考点(a)或者参考点V与光接入网络连接。
19、根据权利要求18所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，当无线适配器通过参考点V与光接入网络连接时，无线适配器还与无线网关连接，并通过无线网关与核心网连接通信，同时，光接入网络也通过无线网关与核心网连接通信。
20、根据权利要求19所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站和无线适配器组成的网元与无线网关之间为多对多的连接关系。
21、根据权利要求18所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，当无线适配器通过参考点V与光接入网络连接时，分别与所述无线适配器及光接入网络连接的核心网或无线网关中包括有线接入和无线接入之间的切换控制功能模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
22、根据权利要求1至13任一项所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站与无线适配器连接，并通过无线适配器与光网络中的光网络单元或光网络终端连接，接入光网络。
23、根据权利要求22所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，当所述的无线适配器包含无线网络控制器或基站控制器全部功能时，则所述无线适配器通过所述的光网络中的光路终结点与核心网连接。
24、根据权利要求22所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站与无线适配器，以及光网络中的光网络单元或光网络终端集成为无线通信网络中的一个网元，该网元与光网络中的光分配网连接，接入光接入网络中。
25、根据权利要求1所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站通过直接与光网络中的光网络单元或光网络终端连接，并进一步通过所述的光网络中的光路终结点与无线网络控制器或基站控制器连接。
26、根据权利要求25所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站与所述的光网络单元或光网络终端集成为无线通信网络中的一个网元，并提供无线通信网络中的用户终端的接入服务。
27、根据权利要求1所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的基站直接连接于光接入网络中的参考点V，并通过参考点V接入核心网，所述的光接入网络通过参考点V接入核心网，且所述的核心网包括无线网络控制器或基站控制器。
28、根据权利要求27所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的核心网中分别与基站及光路终结点连接的无线网络控制器或基站控制器包括有线接入和无线接入之间的切换控制功能模块，用于支持有线接入和无线接入之间相互切换。
29、根据权利要求1所述的光网络与无线通信网络互连的系统，其特征在于，所述的无线通信网络包括3G、2.5G和2G网络。
30、一种光网络与无线通信网络互连的系统的通信方法，其特征在于，包括：
在上行方向，无线通信网络中的用户终端向基站发送信息，并由基站将所述信息发送到光接入网络中的实体，之后，通过光接入网络传输所述的信息；光网络中的用户终端通过光接入网络中的实体传输所述信息；
在下行方向，光接入网络通过相应的实体将信息发送给所述基站，并通过基站发送给无线通信网络中基站下的用户终端；光接入网络还将信息通过相应的实体发送给光网络中的用户终端。
31、根据权利要求30所述的通信方法，其特征在于，所述的方法还包括：
在上行方向，所述基站还通过无线适配器和/或光网络单元或光网络终端将所述信息发送给光接入网络中的实体；
在下行方向，所述的光接入网络中的实体还通过光网络单元或光网络终端和/或无线适配器将所述信息发送给基站。
32、根据权利要求31所述的通信方法，其特征在于，所述的光接入网络还通过与其连接的无线网关与核心网之间进行信息交互。
33、根据权利要求31所述的通信方法，其特征在于，与所述无线适配器连接的光接入网络中的实体为：
适配功能实体，或者，光网络单元或光网络终端，或者，光分配网络。
34、根据权利要求30至33所述的通信方法，其特征在于，所述的光接入网络中的实体之间为基于二层桥接或三层路由的方式进行信息的传送。
35、一种光网络与无线通信网络互连的系统的通信方法，其特征在于，包括：
在上行方向，无线通信网络中的用户终端向基站发送信息，并由基站通过光接入网络的参考点V将所述信息发送到核心网；光网络中的用户终端通过光接入网络中的实体将信息发送到所述核心网；
在下行方向，所述核心网将信息通过所述参考点V发送给所述基站，并通过基站将信息发送给无线通信网络中基站下的用户终端；所述核心网还通过光接入网络中的实体将信息发送给光网络中的用户终端。
36、根据权利要求35所述的通信方法，其特征在于，所述的方法还包括：
在上行方向，所述基站还通过无线适配器和将所述信息发送给核心网；
在下行方向，所述的核心网还通过无线适配器将所述信息发送给基站。
37、根据权利要求36所述的通信方法，其特征在于，所述的光接入网络及无线适配器还通过与其连接的无线网关与核心网之间进行信息交互。
38、根据权利要求35至37所述的通信方法，其特征在于，所述的光接入网络中的实体之间为基于二层桥接或三层路由的方式进行信息的传送。
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