中国移动山东公司青岛TD-LTE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 中国移动山东公司青岛td-lte回传wlan方案 cmdi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661 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4