中国移动山东公司青岛TDLTE回传WLAN方案.docx

中国移动山东公司青岛TD-LTE回传WLAN方案（讨论稿）建设单位：中国移动通信集团山东有限公司分建设单位：中国移动通信集团山东有限公司青岛分公司设计单位：中国移动通信集团设计院有限公司二一三年一月目 录1需求背景12TD-LTE回传WLAN方案12.1TDFi方案网络组织架构12.2TDFi方案实现说明22.3TDFi业务流程33计费44网管55TDFI方案对现有网元的要求55.1对TD-LTE网络的要求55.2对WLAN网络的要求66现网实施说明61 需求背景TD网络回传WiFi系统也称TDFi，主要是解决传统WLAN网络在移动性场景应用存在的不足。传统WLAN网络需要采用有线传输方式，在移动性场景中，如公交车场景下如果想要提供WiFi信号覆盖，传统WLAN就无法满足；在固定场景，如某些建筑物业主不同意有线施工，传统WLAN也无法满足建设。TDFi可以弥补有线传输的局限性，其灵活布网的模式，可以适应不同无线或移动场景需求。青岛分公司TD-LTE基站正在进行建设，并计划对部分公交线路、站台利用TDFi实现WLAN覆盖。为了支持TDFi，青岛TD-LTE网络需要配合TDFi新增配置，通过TD-LTE回传实现WiFi在公交车的覆盖。2 TD-LTE回传WLAN方案TDFi是TD技术与Wi-Fi技术的结合，该方案使用TD-LTE网络做透明通道回传WiFi业务，业务数据通过P-GW（EPC网络边界网关）转发到AC（无线接入控制服务器）上，实现和现网WLAN的融合。通过对TDFi终端进行部署，用户看到的是一个WiFi热点，而在TD-LTE网络端看到TDFi终端仅仅是一个特殊的终端。这种部署不影响网络中的其他用户，网络中关联的Wi-Fi用户看不见TD-LTE网络。2.1 TDFi方案网络组织架构TD-LTE回传WLAN解决方案，主要是利用现有的TD-LTE网络，实现WLAN的快速覆盖，其网络组织结构详见下图。图2.1-1 网络组织架构TD-LTE回传WLAN解决方案，主要涉以下几部分。（1） WiFi终端；即普通的WLAN终端。（2） TDFi终端：支持内置瘦AP或外接WLAN AP（分体式）组网；支持MUE、支持定制专用APN；支持本地信息服务功能，扩展业务运营和行业应用空间。（3） 4G无线网络eNodeB：负责无线资源管理；MME：LTE接入下的控制面网元，负责移动性管理功能；S-GW：SAE网络用户面接入服务网关；P-GW：EPC网络的边界网关，提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能；HSS：EPC网络用户数据管理网元，提供鉴权和签约等功能为实现TDFi终端的接入，P-GW需要配置专用的APN，P-GW根据专用APN进行识别WLAN业务，并新增到AC/BRAS的路由；HSS需要给TDFi终端的SIM卡配置TDFi专用APN。（4） WLAN网络AP：瘦AP组网结构需要与同厂家AC对接，提供WLAN QoS管理和跨AP间切换功能，确保最终用户感知。AC：无线接入控制服务器，需支持与TDFi终端之间建立CAPWAP隧道，MUE组网时支持与TDFi终端之间建立多条隧道。AAA：完成CAPWAP隧道内数据的鉴权、计费和认证。2.2 TDFi方案实现说明实现TDFi方案的需要考虑以下方面的内容。（1）认证方式AP定制专用的APN，TDFi由MME完成接入鉴权，WLAN用户在AC/BRAS完成接入认证。（2）IP地址分配WLAN用户由AC/BRAS分配动态IP地址，与普通WLAN用户相同；可以分配公网或私网地址，如果是私网地址则需要在接入Internet前进行NAT转换。TDFi终端由P-GW根据数据专用APN分配动态IP地址；TDFi获得P-GW分配的动态IP地址后上报给AC/BRAS和网管。TDFi终端的IP地址可以分配为公网地址或私网地址，如果P-GW与AC/BRAS之间是通过CMNet连接且TDFi终端被分配的是私网IP地址，则需要在P-GW与AC/BRAS之间建立VPN隧道。WALN AP的地址由TDFi终端分配（TDFi终端做DHCP Server），分配私网地址，WALN AP的IP地址在TDFi终端会进行NAT转换。（3）QoS根据需求，对专用APN配置高优先级的QoS Profile，保证TDFi的QoS。（4）路由方式对于上行，TDFi对WLAN用户的数据进行二层透传，通过空口上传至TD-LTE网络；TD-LTE网络P-GW根据专用APN进行识别WLAN业务，对WLAN业务进行二层透传至AC。对于下行，AC根据WLAN用户的IP地址网段下行路由至P-GW；P-GW对AC的下行数据进行二层透传，下发到对应的TDFi；TDFi根据本地会话下发到相应的WLAN终端。2.3 TDFi业务流程TDFi的业务流程详见下图。图2.3-1 TDFi方案业务流程业务流程描述如下：（1） TDFi终端开机附着到TD-LTE网络，并建立默认承载；（2） TDFi终端内置AP或外接AP与AC建立CAPWAP隧道；（3） WiFi用户通过认证，从AC/BRAS获取IP地址并发起业务；（4） TDFi终端对CAPWAP封装的WiFi用户数据进行NAT后转发；（5） TD-LTE网络回传WiFi用户数据，并经P-GW转发给AC；（6） AC将WiFi用户数据转发到CMNet；（7） AAA完成WiFi用户的认证和计费。3 计费对于WiFi用户的计费由现有的WLAN的认证和计费系统完成，计费方式可以与现有的WLAN用户一致。对于LTE网络不需要对TDFi用户进行计费。4 网管对于TDFi和AC的管理由现有的WALAN的网管系统进行管理，对于LTE网络中网元的管理仍有LTE的网管系统进行管理。5 TDFi方案对现有网元的要求为实现TDFi方案，需由现网TD-LTE和WLAN网络共同配合完成。5.1 对TD-LTE网络的要求（1）P-GW新增TDFi专用APN，该APN给TDFi用户分配私网地址；新增TDFi专用的VPN，VPN和AC起GRE隧道，GRE隧道使用公网地址建立，该隧道在CMNET骨干网上路由；并可针对TDFi专用APN，配置缺省路由指向GRE隧道。TDFi业务模型与TD手机的业务模型差异很大，需独立规划APN话单策略。TDFi接多个WLAN用户，流量较大，中间话单生产速度远大于普通的手机用户，通过独立规划APN，在P-GW上配置此类APN的计费规则，将中间话单的生成规则配置为10M-20M，减少AP用户向CG发送话单的量，避免大量话单对CG的冲击。目前青岛的P-GW软硬件均可以满足上述需求，仅需要针对TDFi增加配置即可。（2）HSSHSS上需针对TDFI用户新增签约APN和QoS。青岛TD-LTE网络使用的是集团统建的HSS，仅需要针对TDFi做相应的数据配置即可，应该不需要软硬件的升级改造。（3）CGCG对TDFi专用APN的话单不需要进行特殊处理。（4）Gi防火墙防火墙上需要新增策略及路由，允许P-GW和AC之间的GRE隧道通过。5.2 对WLAN网络的要求（1）组网方面本次工程采用集中转发方式组建WLAN网络，AC与eNode（基站）采用长连接。P-GW与AC采用专线方式连接，可通过P-GW与AC下行汇聚交换机的连接来实现，采用三层组网。AC对TDFi终端的管理与普通AP的管理方式是一样的。TDFi终端的管理地址由eNode负责分配。在实际组网时，为方便维护管理，管理TDFi终端的AC连接在一对AC下行汇聚交换机上。AAA服务器及Potal服务器利用现有宽带认证计费系统。 （2）设备方面AC与TDFi设备之间能够建立CAPWAP隧道，AC具有BRAS功能，支持与现网Portal和AAA互联。新配置AC设备应支持集团规定的认证方式及山东公司特有的认证方式，如MAC认证方式。 （3）带宽方面每AP按照20Mb/s计算，并发系数取10%，每对AC可以管理40