移动网分组业务国际漫游方案研究 - dimpt.com · 邮电设计技术/2013/01 b）拜访地sgsn根据pdp上下文中携带的apn，向拜访根dns/grxdns/归属dns逐级递归查询。

邮电设计技术/2013/01

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收稿日期：2012-11-09

胡祎，王钦佩（中讯邮电咨询设计院有限公司，河南郑州 450007）Hu Yi，Wang Qinpei（China Information Technology Designing & Consulting Institute Co.，Ltd. Zhengzhou 450007，China）

移动网分组业务国际漫游方案研究

关键词：移动通信网；分组业务；国际漫游；实现方案

中图分类号：TN929.5

文献标识码：A

文章编号：1007-3043（2013）01-0073-05

摘要：介绍了移动通信网分组业务国际漫游网络结构；以某运营商移动网为例，对分组业

务国际漫游实现方案和业务流程进行了研究；分析了网络运行出现的问题，并提出

了改进的网络实现方案。

Abstract：It describes the network structure of international roaming mobile packet service. Taking mobile network of some operator as

example, it researches the implementation and business process of international roaming packet service, and analyzes the

problem on the network, finally proposes the improved implementations.

Keywords：Mobile communication network; Packet service; International roaming; Solution

0 前言

随着3G时代分组数据业务的迅猛发展，数据业务

将成为运营商收入的主要来源。运营商要在 3G时代

大有作为，必须不断地完善数据业务，进而吸引更多

的用户。同时，随着中国经济的高速发展，中国与国

际社会间的政治、经济、文化交流日益频繁，国内用户

因公务出差、会议交流、探亲旅游等将呈快速增长趋

势，加之数据上网卡和 iPhone、Android手机等智能终

端大规模普及，国际漫游用户使用移动数据业务的需

求与日俱增。

1 国际漫游网络结构

1.1 国际漫游概念

漫游是指移动电话用户在离开本地区或本国时，

仍可在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话

手机。漫游只能在网络制式兼容，且已联网的国内城

市间或已签署双边漫游协议的地区或国家间进行。根

据业务不同，国际漫游可分为电路交换（CS）如语音、

短信、可视电话（VT）和分组交换（PS）如 Internet、彩信

（MMS）、流媒体等多种业务类型。本文主要研究移动

分组数据业务国际漫游实现方案。

1.2 国际漫游结构模型

3GPP定义的不同 PLMN骨干网络间互联互通的

标准模型结构见图1。移动数据业务有归属地和拜访

地2种漫游接入方式。2种接入方式的比较见表1。a）归属地接入方式。当移动漫游用户发起业务

请求时，拜访地SSGN通过APN解析出归属地GGSN的

地址，通过拜访地SGSN和归属地GGSN间建立GTP通

道，回归归属地接入外部数据网。

Research on the Solution of International RoamingPacket Service in Mobile Communication Network

电信交换Telecommunication Switching

胡祎，王钦佩移动网分组业务国际漫游方案研究

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2013/01/DTPT

不同 PLMN运营商间通过 GRX网络进行数据传输。

GRX是GPRS漫游交换的简称，用于连接不同运营商

的GPRS骨干网络和其他GRX网络，实现GPRS网络

间的互联互通。GRX是一个由第三方专业化运营管

理的 IP网络，负责不同运营商间的互联。

b）拜访地接入方式。当移动漫游用户发起业务

请求时，拜访地SSGN通过APN解析出拜访地GGSN的

地址，通过拜访地SGSN和拜访地GGSN间建立GTP通

道，在拜访地接入外部数据网。

由分析可知，归属地接入方式适用于PLMN间或

国际漫游间，拜访地接入方式更适用于同一PLMN不

同业务区间的漫游。因此，移动分组业务国际漫游通

常采用归属地接入方式（即回归属地接入数据网），以

灵活地实现对接与业务的控制。

2 国际漫游方案介绍

2.1 方案介绍

目前国内某运营商移动分组业务国际漫游采用通

过GGSN代理方式回归用户归属地接入方案。GGSN代理方式下的移动分组业务漫游网络结构见图2。

在用户发起业务时，漫游地国家的 SGSN 按照

3GPP相关标准进行 APN的判定及接入点选择。只

不过在 SGSN 向 GGSN 代理发起 PDP 数据连接后，

GGSN代理网关不像通常的GGSN设备那样和 SGSN建立 PDP数据连接通道，而是通过对 PDP数据包的

分析修改，进一步协助拜访地 SGSN和归属地GGSN建立数据连接，实现国际漫游出访用户的归属地接

入要求的。具体实现方案为：GGSN代理网关在收到

国外其他运营商 VPLMN 的 SGSN 发送过来的标准

“Create PDP Context Request”后，首先进行漫游用户

的 MSISDN 号码分析，查找到其归属省的 HGGSNIP。接着 GGSN代理网关将此 PDP数据连接请求包

的 IP 层目的地址修改为归属省 HGGSN 的 IP 地址，

并进行三层 IP包转发，把修改后的 PDP数据连接请

求包转发给归属HGGSN。归属HGGSN收到 PDP连

接请求后，再对国外的VSGSN返回“Create PDP Con⁃text Response”，在 PDP响应包中GGSN地址为归属省

HGGSN的 IP。接下来VSGSN会和HGGSN建立正常

的数据通信，做到对漫游出国用户依旧能完成归属

地接入的要求。

2.2 业务流程

下面以一个漫游用户使用数据业务为例，说明代

理方式下GPRS国际漫游的业务流程。GGSN代理方

式的业务流程见图3。a）漫游手机MS发出激活PDP上下文请求（包含：

NSAPI、TI、PDP 类型，APN，要求的 QoS，PDP 配置选

项）给拜访地SGSN。

图1 移动分组网络国际漫游模型结构

表1 归属地和拜访地接入方式的比较

网络组织

DNS解析

接入方式

业务范围

计费管理

业务监管

归属地接入方式

用户使用归属地APN发起业务，GPRS网络需要通过BG互联

需多级DNS的递归解析支撑及DNS间的互连

用户通过归属地的GGSN接入数据网络

可灵活地实现透明接入和非透明接入业务

便于计费管理，方便实现内容计费等计费策略

便于运营商对用户业务进行监管

拜访地接入方式

用户使用拜访地APN发起业务，需签约拜访地的APN，GPRS网络间不需要互连

没有DNS互连及递归解析的需要

用户通过拜访地的 GGSN接入数据网络

可灵活地实现透明接入业务，但非透明接入业务实现困难

不便于计费管理，计费策略开展不灵活

运营商对用户业务难以有效地进行监管

图2 GGSN代理方式漫游网络结构

SGSN用户归属地

HLR 归属GGSN外部

数据网

GGSN代理根DNS

BG

归属PLMN

GRX网络

GRX DNS

BGSGSN

GGSN

红色线条：控制面信令信息蓝色线条：用户面数据信息

拜访PLMN根DNS

IP网 IP网

PLMN A

Packet Data Network

Gi GpInter-PLMN Backbone

GGSN BG

Intra-PLMN BackboneSGSN SGSN

RNC RNC

GiGpBG

Intra-PLMN BackboneSGSN

GGSN

PLMN B



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b）拜访地 SGSN根据PDP上下文中携带的APN，

向拜访根DNS/GRX DNS/归属DNS逐级递归查询。

c）归属PLMN的根DNS将解析出来的GGSN代理

的 IP地址逐级反馈给拜访地SGSN。

d）拜访地 SGSN向归属地 GGSN代理发起创建

PDP上下文请求（包含PDP类型、PDP地址、APN、商定

的QoS、TID、选择模式、PDP配置选项）。

e）归属地GGSN代理利用GTP协议的 redirect功能，分析 PDP建立请求消息、获取MSISDN，并翻译出

归属省GGSN的 IP地址，同时GGSN代理修改三层 IP包，把目的地址改为归属GGSN的 IP地址，然后将再生

的PDP请求消息转发至归属省GGSN。

f）归属省 GGSN 直接向拜访地 SGSN 发起创建

PDP上下文响应。

g）拜访地 SGSN收到归属GGSN的创建PDP上下

文响应后，则在该PDP上下文中插入NSAPI、GGSN地

址、动态 PDP地址，并根据商定的QoS选择无线优先

权，然后向MS返回激活 PDP上下文接受消息（包含

PDP类型、PDP地址、TI、商定的QoS、无线优先权、PDP配置选项）。本步骤执行完后，PDP转入激活状态。

h）此时就已建立起了漫游MS与归属GGSN间的

路由，并开始计费、进行分组数据传送。

2.3 问题分析

按照目前的业务流程，国外运营商 SGSN向国内

GGSN代理网关发起建立PDP连接请求，GGSN代理网

关路由PDP连接请求到用户归属省的GGSN后，由用

户归属省GGSN直接向国外运营商 SGSN应答并最终

建立 PDP连接。这样就导致了不同的源地址进行回

复。

随着3G数据业务的发展，为预防网络攻击及垃圾

信息，更多的国外运营商对网络安全提出了更高的要

求，如在 GTP层面增加防火墙、增加“dynamic sourceports”机制等。一旦增加这些机制，就要求用同一个源

地址进行回复才能 PDP激活（成功建立GTP通道）。

这将对GGSN代理机制（不同 IP地址回复）产生影响，

结果将导致漫游出访用户无法使用数据业务。漫游方

案问题分析见图4。3 改进方案建议

3.1 方案建议

为解决GGSN代理方式下移动分组业务漫游方案

存在的问题，避免国际出访用户出现无法使用数据业

务的情况，在此提出一种改进方案，即国际GGSN实现

方案。

将现 GGSN 代理网关改造为符合 3GPP 标准的

GGSN设备作为国际GGSN关口局，在业务层面增加全

国WAP网关及ENUM DNS等设备，用户可使用归属地

业务。改造后的国际GGSN关口局与国外 SGSN间的

Gp接口保持不变，但需开放Gi接口，连接外部数据网。

互联网业务由国际GGSN直接访问所在地的互联

网，无需回归属省即可实现互联网的接入。增值业务

由国际GGSN访问所在地的全国WAP网关根据收到

的用户MSISDN进行业务层面的消息转发，回归属省

的业务平台，实现增值业务访问。

图3 GGSN代理方式业务流程

⑧ 分组数据传送

⑦ Activate PDP Context

④ Create PDP Context Request③ DNS解析响应（国际GGSNIP地址）

② DNS递归查询（APN解析

① Activate PDP Context

归属PLMN省GGSN

归属PLMNGGSN代理

拜访DNS/GRXDNS/归属DNS

拜访PLMN SGSN漫游用户

Request（with APN）

Response

重定向至归属GGSN⑤ Create PDPContext Request⑥ Create PDP Context Response



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2013/01/DTPT

图4 漫游方案问题分析

如果需要对预付费用户开放国际漫游数据业务，

国际GGSN还需要向预付费系统OCS开放Gy接口，国

际GGSN与所在地的DCC proxy设备相连，通过DCC

proxy路由到归属省OCS实现国际漫游预付费用户的

实时在线计费。

改造后的移动分组漫游网络结构见图5。

图5 改造后漫游网络结构

3.2 业务流程

网络改造后的GPRS国际漫游业务流程见图6。a）漫游手机MS发出激活PDP上下文请求（包含

NSAPI、TI、PDP 类型、APN、要求的 QoS、PDP 配置选

项）给拜访地SGSN。

b）拜访地 SGSN根据PDP上下文中携带的APN，

向拜访根DNS/GRX DNS/归属DNS逐级递归查询。

c）归属PLMN的根DNS将解析出来的国际GGSN关口局 IP地址逐级反馈给拜访地SGSN。

d）拜访地SGSN向国际GGSN发起创建PDP上下

文请求（包含 PDP类型、PDP地址、APN、商定的QoS、

TID、选择模式、PDP配置选项）。

e）国际GGSN向拜访地 SGSN发起创建PDP上下

文响应。

f）拜访地 SGSN收到国际GGSN的创建PDP上下

文响应，则在该 PDP上下文中插入 NSAPI、GGSN地

址、动态 PDP地址，并根据商定的QoS选择无线优先

权，然后向MS返回激活 PDP上下文接受消息（包含

PDP类型、PDP地址、TI、商定的QoS、无线优先权、PDP配置选项）。本步骤执行完毕后，PDP转入激活状态。

g）此时就已建立起漫游MS与国际GGSN间的路

由，并开始计费，可进行分组数据传送。

GGSN ProxyBG

国际运营商

SGSN

IP承载网

GGSNCG

BSS系统 WAP网关OCS

省B省A互联网

WAP网关 BSS系统

SGSNGGSN

BG

CG SGSN

全国31省份

MMS/流媒体等数据网络WAP网关

OCS

国际WAP网关DCC PROXY

国际GGSN关口局

计费支撑骨干节点

归属PLMN拜访PLMN

SGSN

Gp GyGi

蓝色线条：用户面数据信息红色线条：控制面信令信息

Gi Internet

IP网



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改进以后的业务流程与GGSN代理方式不同之处

主要在于：国际GGSN是直接向拜访地SGSN回复PDP请求，由国际GGSN接入外部业务网络，而代理GGSN利用重定向功能、由归属省GGSN向拜访地SGSN回复

PDP请求，由归属省GGSN接入外部业务网络。这样

即实现了同一源地址回复，可正常建立 PDP激活，保

证了漫游用户可使用数据业务。

4 结束语

通过对现有移动通信网的分组业务国际漫游方案

进行网络改造和流程优化，移动运营商可保障国际漫

游出访用户的数据业务正常高效使用，有效提升用户

的感知，获得用户尤其高端用户的认可，提高自身品牌

价值，吸收更多的业务收入。

参考文献：

［1］ 3GPP TS 23.060 Technical Specification Group Services and SystemsAspects；General Packet Radio Service（GPRS）；Service description［S/OL］.［2011-12-10］. http://www.doc88.com/p-233401928799.html.

［2］葛慧明. GPRS国际漫游的实现方案探讨［J］. 移动通信，2008（1）.［3］刘小发，宋齐军，张珂珂. 国际出访用户数据业务实时计费实现方

案探讨［J］. 邮电设计技术，2010（8）.

图6 改造后的业务流程

作者简介：

胡祎，工程师，硕士，主要从事移动

核心网咨询规划设计工作；王钦佩，

助理工程师，学士，主要从事移动核

心网规划设计工作。

访问外部数据网⑦ 分组数据传送

⑥ Activate PDP Context⑤ Create PDP Context Response④ Create PDP Context Request

③ DNS解析响应（国际GGSNIP地址）

② DNS递归查询（APN解析

① Activate PDP Context

外部数据网PDN

归属PLMN国际GGSN关口局

拜访DNS/GRXDNS/归属DNS

拜访PLMN SGSN漫游用户

Request（with APN）

Response

近日，2012年度国家科学技术奖励

大会在北京人民大会堂举行，中兴通讯

和中国电信集团共同合作完成的“新一

代无源光网络EPON/10G-EPON关键技

术与应用创新”项目荣获国家科学技术

进步二等奖。

该技术以创新理念提出了业界首个

运营级宽带无源光网络体系架构，率先

突破了EPON/10G-EPON的器件、平台、

业务、互通、管理、运营等一系列关键技

术。

应用此技术可以使接入速率在5年

内提升20倍，为我国宽带网络跨越式发

展和“宽带中国”战略奠定了坚实基础。

（钱文森）

中兴通讯项目获国家科学技术进步二等奖

日前，美国能源部和美国环保署共

同宣布，鉴于伊顿旗下产品高效节能的

突出表现和可持续发展的企业理念，正

式接纳伊顿为美国能源之星计划的合作

伙伴，进一步肯定了伊顿在绿色环保方

面做出的贡献。

能源之星标准通常比美国联邦标准

节能20%～30%。能获得能源之星标识

的产品，在高效、低能耗等方面更具有可

以信赖的品质保障。

此次伊顿共有3款UPS获得能源之

星标识。（张荔）

伊顿入选美国“能源之星”计划



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