移动网络全IP化成共识

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移动网络向全ip网络的演化已成为必然趋势，全IP化将给运营商带来新的机遇和挑战。针对移动网络的结构特点，全IP化的演进进程和关键技术应引起充分重视。

移动通信和互联网技术是当今世界上发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大信息技术。在网络多业务融合和高带宽需求的驱动下，移动通信网络向全IP网络演进已经成为业界共识。

3GPP的R5在版本中第一次提出了全IP化的移动通信网络，明确了未来的总体发展趋势。作为第一个提出移动网络全IP化的版本，R5在Iu、Iur、Iub接口增加了基于IP的可选传输方式，使得无线接入网实现了IP化，而数据链路层可以选用PPP/HDLC或是FE等其他二层协议；在核心网方面，R5则第一次引入了IMS(IP多媒体子系统)，作为叠加在分组域之上的系统，IMS和分组域一起实现实时和非实时的多媒体业务，同时也可以实现与电路域的互操作。

R7对ALL-IP网络(AIPN)进行了可行性研究。通过提供一系列通用能力(包括移动性、安全性、业务提供、计费和QoS等)，AIPN可以做到为用户服务并可以连接到外部网络。

全IP化的演进进程

3G网络由核心网(CN)、无线接入网(UTRAN)、用户设备(UE)3大部分组成。CN又分为电路域(CS)和分组域(PS)，CS主要负责话音业务，PS域则主要用于实现移动数据业务。

2GGSM接入网由基站控制器BSC和基站BTS组成，UMTS接入网由基站控制器RNC和基站NodeB组成。

移动网络的全IP化可分为核心网的全IP化和UTRAN的全IP化。首先是核心网的IP化，PS域本身就直接定义在IP上，因此核心网的IP化主要指的是CS域的IP化，就现网情况而言，全球主流的移动运营商基本都已引入了基于IP的软交换技术，用于替代原有的基于TDM的交换设备。

其次是UTRAN的IP化。目前RAN接口的承载主要基于SDH，3GPPR4引入了ATM承载模式，但是随着IP技术的发展，它已逐步成为未来RAN接口承载的方向。

移动网全IP化的意义

总体来说，移动网络全IP化将有助于建立统一的承载网，同时简化移动网络结构，提高网络承载能力，支撑移动宽带丰富业务的快速部署。

从业务模式和业务运营的角度看，移动网络全IP化将带来两点变化。

首先是通信方式的变化。移动IP化将真正实现话音和数据的业务融合，语音和数据将在一个统一的基于IP技术的平台上进行传送，未来的移动网络将实现全包交换，语音和数据都由IP包来承载，语音将会弱化为数据的一种应用。

其次是运营模式的变化。移动IP技术使得为用户快速、高效、方便地部署丰富的应用服务成为可能。这将对传统的电信运营商产生巨大的冲击，单独从简单话音业务中追寻利润的空间会变得越来越小。

从网络建设的角度看，移动网络全

IP化更是带来了众多好处。IP网络具有灵活的自主路由寻址能力，可以方便地实现移动网元之间的备份功能，在网元节点出现故障情况下，业务能够得到恢复保护；采用IP组网方式能够为基站提供FE/GE接口，FE相当于50个E1的带宽，能在很大程度上满足基站的带宽要求；IP组网带来的带宽能力的提升，很好地解决了由HSPA技术引发传输成本增加的问题，此外，相对较低的IP设备成本和网络维护人力成本将会进一步降低运营商的CAPEX和OPEX；和SDH多业务支持，特别是IP业务支持方面能力较弱相比，基于IP的组网不仅可以解决语音业务的承载，而且可以实现综合业务承载，基于IP的弹性管道很好适应了数据业务的TCP流量机制，传送效率更高，速度更快。

实现IPUTRAN的关键技术

IPUTRAN协议参考模型

UTRAN协议参考模型由三个面组成：

1.控制面包括分别对应于Iu接口、Iur接口、Iub接口的RANAP，RNSAP，NBAP应用协议和用于传送应用协议消息的信令载体。应用程序位于RNL，用于建立无线接入(即无线链路)的承载通路，如利用NBAP可实现结点B与UE空中接口的相关控制以完成无线资源管理、无线信道管理(参数协商、建立、占用、拆除等)；信令载于TNL用户面，用于传送信令。

2.用户面实现用户数据的传送，包括数据流和数据流的传送载体(databearer)，它指传送数据的无线和/或有线传送协议与接口。

3.传送网络控制面不包括RNL的任何信息，而包括ALCAP协议及为传送该协议消息所需的信令载体，ALCAP是接人链路控制应用部分(AccessLinkControlApplicationPart)，用于建立用户面的数据传送载体。TNL中的用户面和控制面信令载体既可相同，也可不同，它们由特定的OAM功能设置。

IPUTRAN的服务质量(QoS)

由于IP本身无法满足UTRAN关于QoS、移动性和带宽效率的要求，所以必须采用新的策略强化。在3GPP中已经建议在IP层之下寻找适当的解决方案，如MPLS(多协议标签交换)提供流量工程、快速选路、负载均衡、QoS管理等；点到点多路(PPPMux)二层复用、PPP多链路(MCMLPPP)提供链路分段和交织，以及保证QoS的区分服务(DiffServ)、综合服务(IntServ)模式等。

QoS的实现一般采用分层结构，无线QoS提供专用和共享信道，实现软切换和实时切换功能。RAN提供有连接的服务(GTP-U)，在其IP层采用区分服务，核心网也利用区分服务等。3GPP将UTRAN中业务分为对话、流、交互、背景等四类，其时延敏感性依次降低。IP头里的DSCP码代表不同的优先级，通过操作维护参数可以配置DSCP和UTRAN里业务类型间的映射关系。

遵循RFC2474和RFC2475，要求NodeB与RNC相互协调，整个IPUTRAN节点使用统一的QoS映射机制。NodeB和RNC之间的MPLS交换机和路由器根据IP包中的DSCP标识决定处理策略，选择合适的转发路径。

IPUTRAN引入的新协议

在Iub、Iur和Iu的控制面上，引入了基于IP的传输层协议SCTP；

SCTP是建立在无连接分组网(例如IP)之上的一种可靠传输协议，和TCP相比，3GPP选择SCTP主要基于以下考虑：

1.SCTP是由IETF根据信令传输的特点制定的。

2.SCTP能提供更好的安全机制。

此外，IPUTRAN在Iur和Iu的控制面上，用M3UA取代了MTP3B；在Iub、Iur和Iu的用户面上，新引入了UDP协议；Iucs的用户面上，引入了RTP协议。

IPUTRAN安全策略

IP网络的安全性始终是一个无法彻底解决的难题，对IPUTRAN而言，安全问题同样存在。针对这一情况，3GPP将IPUTRAN定义为一个封闭的网络，即由本运营商之外的其他任何网络和外部网络用户均不能访问IPUTRAN的任何物理接口和传输链路，以降低来自其他业务网络的安全威胁几率。

在实际组网情况下，可考虑将Iub、Iur和Iu接口采用独立的一套物理设备；当需要和其他网络共用设备时，则需要采用VPN的方式与外部网络进行隔离。