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移动IP改写无线通信新时代

http://www.sina.com.cn  2007年08月10日 14:33  《中国通信》杂志

  中国通信 文/张跃辉

  今天,全球3G商用快速启动。3G 网络将是一个全IP的分组网络,承载的业务将以数据和互联网业务为主,包括实时话音、移动多媒体、移动电子商务等。它的发展方向将是实现移动通信技术和Internet技术的完美结合,帮助人们实现任何时间、任何地点、用任何一种媒体与任何一个人进行不间断通信的梦想。然而,按照现在的IP地址分配方式,在未来无线移动通信网络的过程中,随着用户不断的移动,需要重新为用户分配IP地址,这样,用户将无法实现不中断业务的随意移动。移动IP是一种移动性管理技术,可以实现网间无缝切换功能。它可以通过提供一种IP路由机制使移动节点可以以一个永久的IP地址连接到任何链路上,保证用户在移动的过程中享受不中断业务。那么,移动IP到底给用户带来什么样的便利?目前的发展研究状况又如何?本刊特邀请来自运营商和企业的专家学者就移动IP的几个关键问题进行了共同探讨。

  采访嘉宾 :

  中国移动研究院IP通信研究所副所长 孙少陵

  中兴通讯移动核心网分组产品项目经理 刘西亮

  华为移动IP专家

  采访人:《中国通信》记者 张跃辉

  无处不在的移动IP

  “通过移动IP技术,用户可以随时随地在任何有支持Mobile IP的无线技术覆盖地点享受到目前Internet可以提供的丰富资讯和业务服务;可以随时随地收发电子邮件;可以享受到永远在线的即时通信服务;可以随时随地进行Internet资讯搜索和查询;可以随时随地享受到Internet丰富的娱乐资源;可以随时随地与朋友和家人进行各种各样的P2P业务。”

  《中国通信》: 移动IP将给普通用户带来什么样的改变?

  孙少陵:移动IP是移动性管理技术的一种,目前移动通信网如WCDMA、GPRS、TD-SCDMA等都不是采用移动IP作分组域的移动管理。而从技术的选择上,对于用户来说,具体使用什么样的移动管理技术他们是没有感知的。

  刘西亮:通过移动IP技术,普通用户不仅仅只有在固定终端上才能使用Internet,享受到Internet带来资讯服务。用户可以随时随地在任何有支持Mobile IP的无线技术覆盖地点享受到目前Internet可以提供的丰富资讯和业务服务;可以随时随地收发电子邮件;可以享受到永远在线的即时通信服务;可以随时随地进行Internet资讯搜索和查询;可以随时随地享受到Internet丰富的娱乐资源;可以随时随地与朋友和家人进行各种各样的P2P业务。随着无线宽带技术和移动IP技术发展,人们日常生活将与Internet结合更加紧密,将真正意义上进入无处不在的无线Internet时代。

  华为移动IP专家:从普通用户角度出发,他们希望可以方便、灵活地以合理的价格获取综合化、交互化和多样化的业务;具有高带宽、QoS保证,满足用户对安全性要求的新一代的网络。而移动IP将为用户提供基于移动性的多样化业务, 同时给普通用户带来全新的用户体验。第一可以为用户提供业务的无缝切换,例如用户乘坐汽车或火车等交通工具享受网络业务如IPTV时,可以在行驶过程中始终保持业务连续。第二可以为用户提供全球一致的任意接入,例如用户无论接入的是那个网络业务提供商,都可以享受原始所在地已经定制的电信业务,如好友名单,电话本,Qos等信息。

  移动IP应成运营商必备

  《中国通信》:移动IP对于运营商具有什么样的意义?可以实现什么样的业务?比如什么样的业务要用到这种技术?

  刘西亮:未来的无线通信是建立在IP基础上,如何在IP上实现对移动业务支持,影响到下一代无线网络发展。对于运营商来说就是如何建立一个支持移动IP的网络将影响到其对于下一代移动业务支持。由于终端、无线技术等问题,当前移动无线网络可提供的无线数据业务的用户带宽相对较小,制约了无线数据业务的发展。由于带宽的限制,在固定环境下广泛使用的各种基于IP的业务,无法在目前的无线网络中得到广泛应用。

  但随着无线技术的发展,单用户可以提供的传输带宽将高达几十Mbps。这不仅为 Internet业务采用无线承载创造了条件,而且可以满足对带宽和延时要求更加严格的音频和视频业务。另外随着IT和芯片产业发展,目前移动终端的计算能力和业务软件支持能力也大为增强,各种高性能手持多媒体终端和便携移动数据终端,已经具备支持各种复杂的业务能力。用户终端将不再仅仅提供语音和短信服务,而将是一个数据和多媒体终端。这些都为无线宽带的爆发性增长准备好了基本的物质和技术条件。可以预见在未来几年,随着无线技术和终端的飞速发展,数据业务将快速增长,移动IP不再是停留在讨论阶段,它将实实在在来临。

  作为运营商需要考虑如何快速支持这种即将到来的无线数据业务快速增长。从上世纪90年代开始至今的Internet快速发展中,各个运营商在有线IP传输网络建设方面已经得到充分发展,但是IP网络如何很好支持移动IP却还没有得到很好解决,目前运营商的现有网络对于移动IP的支持能力很弱。在3G之后的无线领域,移动IP技术将作为主流技术得到普及应用。在以移动IP为基础的移动互联网上,运营商可以给用户提供内容更加丰富,资费更加便宜的网络服务。在这个网络中,用户的语音、视频、数据等业务都通过可以基于移动IP包交换进行。由于移动IP技术特性,移动IP网络可以很好地支持对于新业务进行扩展。移动IP技术是移动技术和IP技术的一个融合,移动IP技术是移动运营商在4G时代开展业务的一个承载平台,借助这个平台运营商可以方便去发展自己新的业务形态,而不必在发展新业务时候再去考虑底层承载对于业务支持问题。

  华为移动IP专家:随着用户对网络要求越来越高,未来网络必须具备全球漫游和无缝切换能力,移动IP将是运营商网络的必备能力之一。谁先拥有,就将会吸引大量用户。未来运营商的网络将全部基于All IP网络架构,采用移动IP技术有利于实现网络布局的扁平化,降低运营商的设备投入费用;移动IP提供一个快速、开放的业务开发平台,具有根据网络的QoS水平或者设备能力灵活地提供业务;移动IP业务有利于运营商部署新的特色业务,有助于提高用户对运营商的忠诚度;移动IP对于运营商是一个全新的内容,这是大势所趋,但是还缺少可复制的成功经验,所以运营商需要一个全面的合作伙伴,携手共进。

  移动IP 可以实现的主要业务有:

  ●公众服务:实时的天气、新闻、体育、娱乐、交通及股票等信息;

  ●个人信息:浏览网页、查找信息、查址查号、收发短消息、电子邮件和传真、统一传信、电话增值业务等;

  ●商业应用:股票交易、银行业务、购物、拍卖、机票及酒店预订、旅游及行程和路线安排等。

  这些业务结合移动性,将为用户带来全新的用户体验.用户可以不必局限于家庭、办公室获取这些业务,而是可以随时随地任意接入业务,甚至可以在运动中以车载速度享受这些业务.

  大规模商用至少还需三年

  “在应用时间上,根据不同得应用要求来看,如果允许短时间中断的存在,现在就可以实现移动IP的应用。然而,就大范围的应用来看,近期还不能实现。未来,在WiMAX 实现商用时,其移动性管理上可以应用移动IP ,但WiMAX的应用最快也要三年之后。”

  《中国通信》:移动IP大规模商用要具备什么样的网络条件?您认为我国移动IP大规模商用可能在什么时候?

  孙少陵:移动IP大规模商用的需求在网络全IP化以后会比较迫切,个人认为WIMAX等技术的应用可能对移动IP的部署是个契机。目前移动IP的工作刚刚启动,一旦实现将会对移动、无线通信带来很大的冲击。届时,Wi-Fi将可以提供电信级的服务,从而打破移动在接入层面的垄断。

  移动IP在具体应用上,在组播条件下还不是很成熟。在应用时间上,根据不同得应用要求来看,如果允许短时间中断的存在,现在就可以实现移动IP的应用。然而,就大范围的应用来看,近期还不能实现。在近期的CDMA2000应用中,若启用PDN设备之间的无缝漫游,就可以应用移动IP。未来,在WiMAX 实现商用时,在移动性管理上可以应用移动IP ,但WiMAX的应用最快也要三年之后。

  对于移动IP在GPRS、EDGE网络的可行性,目前来看,在GPRS和EDGE网络,除非有非常特殊的需求才会应用,目前基本上无需求,而且除了移动IP的位置管理功能以外,应用GTP协议完全可以代替。

  刘西亮:移动IP大规模商用,首先需要一个能够支持高速宽带无线接入的无线网络,在这个网络上每个用户所能够享受的带宽和Qos能够满足话音、视频、高速数据传输的要求,在这个网络上用户业务不再因为受到网络条件限制而导致业务无法有效开展。现在中国无线网络建设进入3G时代,中国移动已经开始建立TD-SCDMA网络,HSDPA的试验网在发达地区广泛建设。国内各个设备厂家的无线产品研发已经到了B3G时代,HSDPA、WiMax等真正宽带无线接入设备已经到了实际商用部署水平。可以说目前中国建设一个支撑真正意义上无线宽带接入网络(用户带宽高几十Mbps)的网络条件已经具备。

  其次用户要使用移动数据业务,需要一个合适的终端。目前广泛使用的移动终端,在屏幕大小、CPU技术能力、存储器大小、输入方式、电池容量方面都无法达到固定终端水平。虽然人们有使用移动数据业务的需求,但是由于终端问题,限制了移动数据业务的使用量(就是在这样的情况下,目前移动数据给运营商带来的利润还是很可观的)。目前中国的手机普及率虽然很高,但是低端手机数量巨大,无法支持无线宽带下所提供的业务。高端能够支持各种数据业务的手持或者便携终端价格较高,限制了宽带无线数据接入业务的广泛开展及有效用户群的扩大。

  另外从提供服务类型来说,由于使用无线数据业务用户数目较少,在缺乏可开展业务基础条件下,目前Internet业务提供商对于无线数据业务的开发也是处于观望状态,这也限制了无线宽带数据业务的开展。

  我国移动IP的商用进程随着大规模建设3G或者B3G网络开始,在建设3G或者B3G网络时就开始建设一个完善支持移动IP网络。在具备了支持移动IP网络的情况下,随着能够支持多媒体业务终端普及,以及多种业务形态对于移动IP支持,移动IP的大规模使用将会有一个爆发性增长。

  华为移动IP专家:首先要有成熟的技术标准,试验网的试验结果能够满足大规模商用的需要;其次需要有完善的产业链,如满足商用的终端供应等;再者,需要有对应的客户群,新技术的应用要培育相应的市场,才能给运营商带来利润;最后还需要配套网络设施的建设,如IP网络的宽带化,城域网以及骨干网等带宽达到要求。对于我国来说,移动IP要大规模商用约在三到五年之后。

  移动IP当前研究主题

  《中国通信》:当前移动IP研究的主要内容是什么?

  孙少陵:目前移动IP研究的主要内容应该还是如何降低切换时间。个人认为有两个趋势:

  (1)通过二层技术加快移动性判断,降低切换时间。目前IEEE、IETF等组织在研究网络无关的移动性。这种方式类似于目前移动通信网的技术实现,但可能会增加实现的复杂度。

  (2)通过终端的多接入(Muti-homing)解决。目前IETF成立了Monami6工作组,研究终端多接入条件下进行移动性管理的问题。这种技术如果实现,终端就可以同时接入多个网络进行并行通信,可以实现平滑的移动,并大大提高接入的可用性,对现有移动通信网将带来很大影响。

  刘西亮:当前移动IP的研究主要有以下四个方面的内容:

  (1)移动IP的路由问题

  主要是解决移动IP网络目前存在路由迂回问题,在移动IP网络中用户的数据报文需要到HA进行中转,这样就造成了本来可以在用户访问点进行汇聚IP流量,必须汇聚到用户归属地HA进行汇聚。这样形成了在用户访问地和用户归属点之间大量的流量中继存在,给运营商的本地传输带来很大的压力。如何解决用户流量在归属地汇聚的问题,是解决移动IP路由的一个研究方向。目前在移动IPV6协议中已经给出了部分的解决方案,但是如何将其应用在实际的网络中,还需要进一步研究。

  (2)移动IP的切换问题

  如何最大限度减少移动IP切换时延,是移动IP需要解决的另外一个问题。如何把二层切换和三层切换进行关联,是否可以考虑移动IP切换增加预切换流程,是否移动MN节点与运营商移动IP网络建立安全关联,在首次接入过程完成安全认证,在切换时候不必再进行安全检查问题等等,都是减少移动IP切换时间需要研究的课题。

  (3)移动IP的Qos支持问题

  在用户移动情况下如何建立End2End的Qos,由于用户移动造成用户接入点变化,用户的网络拓扑也随着变化时,网络如何快速的给用户进行资源预留是需要研究的课题。另外,在访问地点如何对于用户的Qos进行策略控制,也是需要研究的问题。

  (4)移动IP下用户计费问题

  在移动IP情况下,用户可能会在访问地点完成IP落地,这样就造成其归属运营商无法实时了解到用户在访问地点进行的业务类型、流量、时长等相关资费信息。用户归属运营商就无法很好地对用户的计费进行控制,特别是如何解决移动IP情况下的在线计费问题,是需要解决的问题。

  华为移动IP专家:首先是移动IPv4与移动IPv6的结合。未来相当一段时间内将是IPv4和IPv6共存的状态,如何在两种网络中实现移动IP技术是当前研究的内容之一。其次,移动IP技术的安全性。未来的IP网络是一种开放性的网络架构,对于网络安全要求极高,这也是研究内容之一。第三,代理移动IP技术。研究以网络中的节点来取代终端的移动性,让终端感觉不到网络的移动,是当前研究热点之一。第四,移动IP的性能。主要研究移动IP技术大规模部署以后,对于移动IP中的家乡代理等节点的性能、可靠性、QoS保证等。第五,移动IP技术在3GPP,Wimax等网络中的应用和部署。目前Wimax论坛以及3GPP等国际组织已经积极在其网络架构中引入移动IP技术。

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