| 出版日期：2003-03-24 总期号：1200 本年期号：19 |
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构建一个全IP移动网
北电给移动网新的血液 互联网对电信业的冲击是先从固网开始的，固网运营商被迫加快了传统固定话音网和IP网络的融合，使固定网络在多样化服务创建和话务传送成本压缩方面都有飞跃性的发展。移动网络相对于固定网的根本优势是随时随地自由获取原有的固网通信服务。但是今天移动网业务的单一性已经使得这一优势大打折扣，其直接后果是降低了移动运营商的赢利潜能。那么移动网运营如何保持自己的竞争力呢？透过目前悄然发展起来的GPRS、1XRTT、UMTS等所谓2.5G、3G不同移动通信技术，可以明显感受到移动通信目前正悄悄地酝酿着将网络全IP化的趋势，也就是所谓的全IP移动网。但是由于移动通信技术固有的高成本特点，导致了人们对他的每一步发展都慎之又慎，也就是为什么3G产业为某些人所唱衰，北电网络坚信人类对个人通信的追求是推动移动通信产业不断发展的原动力。 我们可以将“全IP的移动网”理解为：实现全IP的传送系统以降低成本、实现基于全IP的信令和网管以简化网络管理、实现基于IP的应用服务开发以增加新的赢利机会，如图所示。 基于IP的传送体系 这里所讲的传送体系是广义概念上的，它指的是所有独立于具体应用的用户通信数据的传送能力。实现全IP传送体系的目的在于降低网络成本，这体现在以下三个方面： 运营商在自己的网络中部署基于IP的业务传送平台，可以使得网络的可扩展性和灵活性得到提高从而降低投资费用。 
北电网络全IP移动网示意图 在核心网络中以统一的传输机制解决话音和数据的传送问题可以降低网络在业务传送上的成本。 构造基于IP的接入网将把今天主从式的垂直网络结构演变为全分布式的网络结构，这样可以充分利用IP网接入的普遍性优势，降低基建投资。 核心网作为移动网络业务传送全程中的骨干部分，从技术角度看承担着对接入网业务量传送的汇接功能和与其它网络的互联互通任务。可以说核心网络处于牵一发而动千军的地位，再考虑到移动运营商的投资保护问题，核心网的演变过程必须分阶段实施。对于GPRS网络已经发展到一定规模，并逐渐推出多媒体业务的运营商，可以考虑把话音和数据业务整合到统一的ATM传送平台上，这是因为由于IP技术在QoS方面的欠缺还无法解决移动运营商在网络融合上的迫切需求，特别是实时业务的服务质量。随着数据业务的发展，为提高带宽的使用效率可以将非实时业务分离到MPLS网上，为最终实现高效率地利用IP传送实时业务，可以在过渡期利用MPLS的带宽管理技术对IP在解决实时业务传送进行试验，技术成熟后再替换原有的ATM。 基于IP网络控制和信令体系 这一问题涉及到两个层面，一是由于传送系统的演进而引发网络向分布结构的演进，原有的网管不再适用；二是信令方式的变化。传统TDM系统由于将智能性的呼叫处理和简单的业务交换传送两种处理工作捆绑到同一个节点上，造成网络结构只能是严格的垂直层次化结构，也就是从T/GMSC到MSC/VLR至BSC再到BTS这样的自上而下的网络设备管理体系。此种网络结构的弊端很多，首先作为移动网最大的特征：话务量几乎不可预测的流动性导致分布于运营商服务区的大量BTS对容量要求波动性很大，实际情况中为应付容量调整的反复割接工程司空见惯；其二从网络故障管理的角度分析，位于上游的某一个网络设备如BSC、MSC一旦发生宕机事故与其相关联的下游网络设备必然随之也中断服务。 为解决这一问题，全IP的移动网将首先把数据传送的控制平台和用户平台进行分离，在一个综合骨干网上，各个网络设备在用户平台上能以对等的方式进行通信，传统的网络设备将演变为专用的服务器。 伴随网络结构向分布式的全IP网络发展，当前基于SS7的信令系统也将演进为以IP为传送载体的SIGTRAN， 除了开发能够对信令消息进行可靠传送的中间适配协议如M2UA, M3UA, SUA, and SCTP外，为了保证信令系统演进过程中的平滑性，传统网络设备之间应构造相应的信令网关。 基于IP的应用服务 北电网络的NGS平台（Network Gateway Server) 除了支持网络的OSA能力，还可以向移动运营商直接提供以JAVA作为软件开发平台的SIP应用服务控制系统(IMS)，使得运营商可以非常简单灵活地开发基于SIP的各类多媒体应用。 向全IP的演进过程是一个按照市场需求分阶段进行的，每一阶段都要解决好以下几个问题: 服务质量、网络安全、新的运营模式。 服务质量向多维发展 和传统移动通信服务不同的是，由于业务的多样化以及用户群体的多样化，用户对服务选择趋向从过去单一的价格敏感性扩展为：包括服务质量敏感性、业务种类敏感性的多维服务使用倾向预期，而且高端用户对后两个因素更加敏感。为了方便对QoS的控制，在UMTS技术中QoS被定义成一整套的量化参数，比如：服务可获性、延迟、吞吐率、抖动、误码率，按照我们的理解实际上QoS对于移动运营商来讲，就是如何利用有限的网络资源满足不同用户的使用期望，因此管理QoS的关键取决于系统对用户、应用服务的分类能力以及根据不同类别调配相应网络资源的能力。 需要格外强调指出的是，QoS的管理必须是端到端的。目前大多文章都是讨论如何用MPLS、Diffserv等协议解决IP的实时问题，北电网络则在如何解决好无线频谱的利用率(空中接口)的服务质量，以及Gi接口处(UMTS QoS的边界)增加应用层交换机，进行内容服务器的负荷均衡，以保证内容服务器的响应时间不至于影响端到端的服务质量。 网络安全全面保障 UMTS和GPRS都极力推崇永远在线的概念，永远在线必须要在不增加用户的使用复杂程度和不降低数据传输速度的前提下，对用户数据进行安全可靠的控制。另外移动网络的IP化使得移动运营商可以向集团用户推出无线IP-VPN这样的高增值服务，而对于此类面向集团用户的服务来讲，加密和安全是重中之重的制胜要素。网络安全的两方面含义：首先要保证用户业务使用的私密性和用户数据的安全性，另外网络应能对恶意数据传送具备相当的抵抗能力。 北电网络借助在数据网络解决方案上的多年经验，采用具备内置防火墙的Shasta平台作为GGSN，为了保证VPN用户在享受网络安全性的同时不影响数据处理速度，Shasta GGSN专门设计了协处理器完成TripleDES算法。另外由于某些多媒体业务需要对高层协议如TCP的端口号进行动态分配，这会使得某些安全管理算法受到限制，因次真正有效的加密或安全控制算法应针对每一个用户实施安全管理。Shasta正是通过针对每个用户制定安全策略模板，使移动运营商将用户对安全的期望变成另外一个赢利机会。 Shasta GGSN采用状态跟踪的防火墙技术，可以在网络层对数据包进行分析，获取有关端口号、地址、高层协议后与应用层的安全判决条件进行比较。此外Shasta GGSN还具备很强的事件跟踪和记录能力，特别是通过对不符合网络安全特征而被屏蔽掉的数据包各种原始数据的分析，可以使移动运营商更加主动地对付网络中的各种恶意攻击。 开启新的运营模式 按照北电网络的理解，由于移动通信管制的逐步开放，移动运营商未来仅定位于业务的传输载体是没有主导权的。移动运营商最富竞争力的两个优势是：一，庞大的用户群；二，不可一日而蹴的网络资源。因此在部署新业务时，如果移动运营商能对新业务的用户管理数据库整合于原有的用户数据库，一方面可以利用丰富用户数据信息提供个性化服务，也可以使一体化计费、网络安全等问题得到完善解决；更重要的是可以提高用户对原有移动网络品牌的忠诚度。针对第二个优势，运营商应该更多关注网络的标准化以及接口开放的问题。因为只有在开放接口的条件下，移动网络才能在与业务提供商合作中处于主导地位，才不致绑定于某一应用平台。正是基于这样的理解，北电网络先期推出了IMS业务开发平台，它最终将服务于UMTSR5系统。按照我们的理解，SIP协议将是未来应用业务的主要标准，目前它可以应用于GPRS、CDMA1X等环境中，帮助应当运营商尽快调整新的运营模式。 全IP不仅仅局限于分离的IPv6、Voice over IP等概念，“All IP”是今后移动网络发展的核心目标，是最终实现理想的个人通信过程中的必要环节。在未来几年中，移动通信业将通过对市场需求变化的冷静思考以及对原有运营模式的调整，迎接下一轮移动通信发展高潮的到来。北电网络与众多的移动运营商在2.5G、3G技术上开展广泛合作，积极推动新一代全IP移动网络的发展，并帮助运营商在各个层次上为实现网络的全IP化作好冷静的规划工作。 |
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