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移動IP改寫無線通信新時代

張躍輝 2007/08/16

　　今天，全球3G商用快速啟動。3G 網(wǎng)絡(luò)將是一個全I(xiàn)P的分組網(wǎng)絡(luò)，承載的業(yè)務(wù)將以數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為主，包括實(shí)時話音、移動多媒體、移動電子商務(wù)等。它的發(fā)展方向?qū)⑹菍?shí)現(xiàn)移動通信技術(shù)和Internet技術(shù)的完美結(jié)合，幫助人們實(shí)現(xiàn)任何時間、任何地點(diǎn)、用任何一種媒體與任何一個人進(jìn)行不間斷通信的夢想。然而，按照現(xiàn)在的IP地址分配方式，在未來無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的過程中，隨著用戶不斷的移動，需要重新為用戶分配IP地址，這樣，用戶將無法實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)的隨意移動。移動IP是一種移動性管理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間無縫切換功能。它可以通過提供一種IP路由機(jī)制使移動節(jié)點(diǎn)可以以一個永久的IP地址連接到任何鏈路上，保證用戶在移動的過程中享受不中斷業(yè)務(wù)。那么，移動IP到底給用戶帶來什么樣的便利？目前的發(fā)展研究狀況又如何？本刊特邀請來自運(yùn)營商和企業(yè)的專家學(xué)者就移動IP的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了共同探討。

　　采訪嘉賓 ：

　　中國移動研究院IP通信研究所副所長 孫少陵

　　中興通訊移動核心網(wǎng)分組產(chǎn)品項(xiàng)目經(jīng)理 劉西亮

　　華為移動IP專家

　　采訪人：《中國通信》記者 張躍輝

　　無處不在的移動IP

　　“通過移動IP技術(shù)，用戶可以隨時隨地在任何有支持Mobile IP的無線技術(shù)覆蓋地點(diǎn)享受到目前Internet可以提供的豐富資訊和業(yè)務(wù)服務(wù)；可以隨時隨地收發(fā)電子郵件；可以享受到永遠(yuǎn)在線的即時通信服務(wù)；可以隨時隨地進(jìn)行Internet資訊搜索和查詢；可以隨時隨地享受到Internet豐富的娛樂資源；可以隨時隨地與朋友和家人進(jìn)行各種各樣的P2P業(yè)務(wù)。”

　　《中國通信》： 移動IP將給普通用戶帶來什么樣的改變？

　　孫少陵：移動IP是移動性管理技術(shù)的一種，目前移動通信網(wǎng)如WCDMA、GPRS、TD-SCDMA等都不是采用移動IP作分組域的移動管理。而從技術(shù)的選擇上，對于用戶來說，具體使用什么樣的移動管理技術(shù)他們是沒有感知的。

　　劉西亮：通過移動IP技術(shù)，普通用戶不僅僅只有在固定終端上才能使用Internet，享受到Internet帶來資訊服務(wù)。用戶可以隨時隨地在任何有支持Mobile IP的無線技術(shù)覆蓋地點(diǎn)享受到目前Internet可以提供的豐富資訊和業(yè)務(wù)服務(wù)；可以隨時隨地收發(fā)電子郵件；可以享受到永遠(yuǎn)在線的即時通信服務(wù)；可以隨時隨地進(jìn)行Internet資訊搜索和查詢；可以隨時隨地享受到Internet豐富的娛樂資源；可以隨時隨地與朋友和家人進(jìn)行各種各樣的P2P業(yè)務(wù)。隨著無線寬帶技術(shù)和移動IP技術(shù)發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ顚⑴cInternet結(jié)合更加緊密，將真正意義上進(jìn)入無處不在的無線Internet時代。

　　華為移動IP專家：從普通用戶角度出發(fā)，他們希望可以方便、靈活地以合理的價格獲取綜合化、交互化和多樣化的業(yè)務(wù)；具有高帶寬、QoS保證，滿足用戶對安全性要求的新一代的網(wǎng)絡(luò)。而移動IP將為用戶提供基于移動性的多樣化業(yè)務(wù), 同時給普通用戶帶來全新的用戶體驗(yàn)。第一可以為用戶提供業(yè)務(wù)的無縫切換，例如用戶乘坐汽車或火車等交通工具享受網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)如IPTV時，可以在行駛過程中始終保持業(yè)務(wù)連續(xù)。第二可以為用戶提供全球一致的任意接入，例如用戶無論接入的是那個網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供商，都可以享受原始所在地已經(jīng)定制的電信業(yè)務(wù)，如好友名單，電話本，Qos等信息。

　　移動IP應(yīng)成運(yùn)營商必備

　　《中國通信》：移動IP對于運(yùn)營商具有什么樣的意義？可以實(shí)現(xiàn)什么樣的業(yè)務(wù)？比如什么樣的業(yè)務(wù)要用到這種技術(shù)？

　　劉西亮：未來的無線通信是建立在IP基礎(chǔ)上，如何在IP上實(shí)現(xiàn)對移動業(yè)務(wù)支持，影響到下一代無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。對于運(yùn)營商來說就是如何建立一個支持移動IP的網(wǎng)絡(luò)將影響到其對于下一代移動業(yè)務(wù)支持。由于終端、無線技術(shù)等問題，當(dāng)前移動無線網(wǎng)絡(luò)可提供的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶帶寬相對較小，制約了無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。由于帶寬的限制，在固定環(huán)境下廣泛使用的各種基于IP的業(yè)務(wù)，無法在目前的無線網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。

　　但隨著無線技術(shù)的發(fā)展，單用戶可以提供的傳輸帶寬將高達(dá)幾十Mbps。這不僅為 Internet業(yè)務(wù)采用無線承載創(chuàng)造了條件，而且可以滿足對帶寬和延時要求更加嚴(yán)格的音頻和視頻業(yè)務(wù)。另外隨著IT和芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前移動終端的計(jì)算能力和業(yè)務(wù)軟件支持能力也大為增強(qiáng)，各種高性能手持多媒體終端和便攜移動數(shù)據(jù)終端，已經(jīng)具備支持各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)能力。用戶終端將不再僅僅提供語音和短信服務(wù)，而將是一個數(shù)據(jù)和多媒體終端。這些都為無線寬帶的爆發(fā)性增長準(zhǔn)備好了基本的物質(zhì)和技術(shù)條件�？梢灶A(yù)見在未來幾年，隨著無線技術(shù)和終端的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將快速增長，移動IP不再是停留在討論階段，它將實(shí)實(shí)在在來臨。

　　作為運(yùn)營商需要考慮如何快速支持這種即將到來的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長。從上世紀(jì)90年代開始至今的Internet快速發(fā)展中，各個運(yùn)營商在有線IP傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面已經(jīng)得到充分發(fā)展，但是IP網(wǎng)絡(luò)如何很好支持移動IP卻還沒有得到很好解決，目前運(yùn)營商的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對于移動IP的支持能力很弱。在3G之后的無線領(lǐng)域，移動IP技術(shù)將作為主流技術(shù)得到普及應(yīng)用。在以移動IP為基礎(chǔ)的移動互聯(lián)網(wǎng)上，運(yùn)營商可以給用戶提供內(nèi)容更加豐富，資費(fèi)更加便宜的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，用戶的語音、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)都通過可以基于移動IP包交換進(jìn)行。由于移動IP技術(shù)特性，移動IP網(wǎng)絡(luò)可以很好地支持對于新業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展。移動IP技術(shù)是移動技術(shù)和IP技術(shù)的一個融合，移動IP技術(shù)是移動運(yùn)營商在4G時代開展業(yè)務(wù)的一個承載平臺，借助這個平臺運(yùn)營商可以方便去發(fā)展自己新的業(yè)務(wù)形態(tài)，而不必在發(fā)展新業(yè)務(wù)時候再去考慮底層承載對于業(yè)務(wù)支持問題。

　　華為移動IP專家：隨著用戶對網(wǎng)絡(luò)要求越來越高，未來網(wǎng)絡(luò)必須具備全球漫游和無縫切換能力，移動IP將是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的必備能力之一。誰先擁有，就將會吸引大量用戶。未來運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)將全部基于All IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用移動IP技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布局的扁平化,降低運(yùn)營商的設(shè)備投入費(fèi)用；移動IP提供一個快速、開放的業(yè)務(wù)開發(fā)平臺，具有根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的QoS水平或者設(shè)備能力靈活地提供業(yè)務(wù)；移動IP業(yè)務(wù)有利于運(yùn)營商部署新的特色業(yè)務(wù)，有助于提高用戶對運(yùn)營商的忠誠度；移動IP對于運(yùn)營商是一個全新的內(nèi)容，這是大勢所趨，但是還缺少可復(fù)制的成功經(jīng)驗(yàn)，所以運(yùn)營商需要一個全面的合作伙伴，攜手共進(jìn)。

　　移動IP 可以實(shí)現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)有： 　 　　這些業(yè)務(wù)結(jié)合移動性,將為用戶帶來全新的用戶體驗(yàn).用戶可以不必局限于家庭、辦公室獲取這些業(yè)務(wù),而是可以隨時隨地任意接入業(yè)務(wù),甚至可以在運(yùn)動中以車載速度享受這些業(yè)務(wù).

　　大規(guī)模商用至少還需三年

　　“在應(yīng)用時間上，根據(jù)不同得應(yīng)用要求來看，如果允許短時間中斷的存在，現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)移動IP的應(yīng)用。然而，就大范圍的應(yīng)用來看，近期還不能實(shí)現(xiàn)。未來，在WiMAX 實(shí)現(xiàn)商用時，其移動性管理上可以應(yīng)用移動IP ，但WiMAX的應(yīng)用最快也要三年之后�！�

　　《中國通信》：移動IP大規(guī)模商用要具備什么樣的網(wǎng)絡(luò)條件？您認(rèn)為我國移動IP大規(guī)模商用可能在什么時候？

　　孫少陵：移動IP大規(guī)模商用的需求在網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化以后會比較迫切，個人認(rèn)為WIMAX等技術(shù)的應(yīng)用可能對移動IP的部署是個契機(jī)。目前移動IP的工作剛剛啟動，一旦實(shí)現(xiàn)將會對移動、無線通信帶來很大的沖擊。屆時，Wi-Fi將可以提供電信級的服務(wù)，從而打破移動在接入層面的壟斷。

　　移動IP在具體應(yīng)用上，在組播條件下還不是很成熟。在應(yīng)用時間上，根據(jù)不同得應(yīng)用要求來看，如果允許短時間中斷的存在，現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)移動IP的應(yīng)用。然而，就大范圍的應(yīng)用來看，近期還不能實(shí)現(xiàn)。在近期的CDMA2000應(yīng)用中，若啟用PDN設(shè)備之間的無縫漫游，就可以應(yīng)用移動IP。未來，在WiMAX 實(shí)現(xiàn)商用時，在移動性管理上可以應(yīng)用移動IP ，但WiMAX的應(yīng)用最快也要三年之后。

　　對于移動IP在GPRS、EDGE網(wǎng)絡(luò)的可行性，目前來看，在GPRS和EDGE網(wǎng)絡(luò)，除非有非常特殊的需求才會應(yīng)用，目前基本上無需求，而且除了移動IP的位置管理功能以外，應(yīng)用GTP協(xié)議完全可以代替。

　　劉西亮：移動IP大規(guī)模商用，首先需要一個能夠支持高速寬帶無線接入的無線網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)上每個用戶所能夠享受的帶寬和Qos能夠滿足話音、視頻、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�，在這個網(wǎng)絡(luò)上用戶業(yè)務(wù)不再因?yàn)槭艿骄W(wǎng)絡(luò)條件限制而導(dǎo)致業(yè)務(wù)無法有效開展�，F(xiàn)在中國無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入3G時代，中國移動已經(jīng)開始建立TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，HSDPA的試驗(yàn)網(wǎng)在發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛建設(shè)。國內(nèi)各個設(shè)備廠家的無線產(chǎn)品研發(fā)已經(jīng)到了B3G時代，HSDPA、WiMax等真正寬帶無線接入設(shè)備已經(jīng)到了實(shí)際商用部署水平�？梢哉f目前中國建設(shè)一個支撐真正意義上無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)(用戶帶寬高幾十Mbps)的網(wǎng)絡(luò)條件已經(jīng)具備。

　　其次用戶要使用移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，需要一個合適的終端。目前廣泛使用的移動終端，在屏幕大小、CPU技術(shù)能力、存儲器大小、輸入方式、電池容量方面都無法達(dá)到固定終端水平。雖然人們有使用移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，但是由于終端問題，限制了移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用量(就是在這樣的情況下，目前移動數(shù)據(jù)給運(yùn)營商帶來的利潤還是很可觀的)。目前中國的手機(jī)普及率雖然很高，但是低端手機(jī)數(shù)量巨大，無法支持無線寬帶下所提供的業(yè)務(wù)。高端能夠支持各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的手持或者便攜終端價格較高，限制了寬帶無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)的廣泛開展及有效用戶群的擴(kuò)大。

　　另外從提供服務(wù)類型來說，由于使用無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)目較少，在缺乏可開展業(yè)務(wù)基礎(chǔ)條件下，目前Internet業(yè)務(wù)提供商對于無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開發(fā)也是處于觀望狀態(tài)，這也限制了無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展。

　　我國移動IP的商用進(jìn)程隨著大規(guī)模建設(shè)3G或者B3G網(wǎng)絡(luò)開始，在建設(shè)3G或者B3G網(wǎng)絡(luò)時就開始建設(shè)一個完善支持移動IP網(wǎng)絡(luò)。在具備了支持移動IP網(wǎng)絡(luò)的情況下，隨著能夠支持多媒體業(yè)務(wù)終端普及，以及多種業(yè)務(wù)形態(tài)對于移動IP支持，移動IP的大規(guī)模使用將會有一個爆發(fā)性增長。

　　華為移動IP專家：首先要有成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)網(wǎng)的試驗(yàn)結(jié)果能夠滿足大規(guī)模商用的需要；其次需要有完善的產(chǎn)業(yè)鏈，如滿足商用的終端供應(yīng)等；再者，需要有對應(yīng)的客戶群，新技術(shù)的應(yīng)用要培育相應(yīng)的市場，才能給運(yùn)營商帶來利潤；最后還需要配套網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的建設(shè)，如IP網(wǎng)絡(luò)的寬帶化，城域網(wǎng)以及骨干網(wǎng)等帶寬達(dá)到要求。對于我國來說，移動IP要大規(guī)模商用約在三到五年之后。

　　移動IP當(dāng)前研究主題

　　《中國通信》：當(dāng)前移動IP研究的主要內(nèi)容是什么？

　　孫少陵：目前移動IP研究的主要內(nèi)容應(yīng)該還是如何降低切換時間。個人認(rèn)為有兩個趨勢：

　　(1)通過二層技術(shù)加快移動性判斷，降低切換時間。目前IEEE、IETF等組織在研究網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的移動性。這種方式類似于目前移動通信網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但可能會增加實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。

　　(2)通過終端的多接入(Muti-homing)解決。目前IETF成立了Monami6工作組，研究終端多接入條件下進(jìn)行移動性管理的問題。這種技術(shù)如果實(shí)現(xiàn)，終端就可以同時接入多個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行并行通信，可以實(shí)現(xiàn)平滑的移動，并大大提高接入的可用性，對現(xiàn)有移動通信網(wǎng)將帶來很大影響。

　　劉西亮：當(dāng)前移動IP的研究主要有以下四個方面的內(nèi)容：

　　(1)移動IP的路由問題

　　主要是解決移動IP網(wǎng)絡(luò)目前存在路由迂回問題，在移動IP網(wǎng)絡(luò)中用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文需要到HA進(jìn)行中轉(zhuǎn)，這樣就造成了本來可以在用戶訪問點(diǎn)進(jìn)行匯聚IP流量，必須匯聚到用戶歸屬地HA進(jìn)行匯聚。這樣形成了在用戶訪問地和用戶歸屬點(diǎn)之間大量的流量中繼存在，給運(yùn)營商的本地傳輸帶來很大的壓力。如何解決用戶流量在歸屬地匯聚的問題，是解決移動IP路由的一個研究方向。目前在移動IPV6協(xié)議中已經(jīng)給出了部分的解決方案，但是如何將其應(yīng)用在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，還需要進(jìn)一步研究。

　　(2)移動IP的切換問題

　　如何最大限度減少移動IP切換時延，是移動IP需要解決的另外一個問題。如何把二層切換和三層切換進(jìn)行關(guān)聯(lián)，是否可以考慮移動IP切換增加預(yù)切換流程，是否移動MN節(jié)點(diǎn)與運(yùn)營商移動IP網(wǎng)絡(luò)建立安全關(guān)聯(lián)，在首次接入過程完成安全認(rèn)證，在切換時候不必再進(jìn)行安全檢查問題等等，都是減少移動IP切換時間需要研究的課題。

　　(3)移動IP的Qos支持問題

　　在用戶移動情況下如何建立End2End的Qos，由于用戶移動造成用戶接入點(diǎn)變化，用戶的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟搽S著變化時，網(wǎng)絡(luò)如何快速的給用戶進(jìn)行資源預(yù)留是需要研究的課題。另外，在訪問地點(diǎn)如何對于用戶的Qos進(jìn)行策略控制，也是需要研究的問題。

　　(4)移動IP下用戶計(jì)費(fèi)問題

　　在移動IP情況下，用戶可能會在訪問地點(diǎn)完成IP落地，這樣就造成其歸屬運(yùn)營商無法實(shí)時了解到用戶在訪問地點(diǎn)進(jìn)行的業(yè)務(wù)類型、流量、時長等相關(guān)資費(fèi)信息。用戶歸屬運(yùn)營商就無法很好地對用戶的計(jì)費(fèi)進(jìn)行控制，特別是如何解決移動IP情況下的在線計(jì)費(fèi)問題，是需要解決的問題。

　　華為移動IP專家：首先是移動IPv4與移動IPv6的結(jié)合。未來相當(dāng)一段時間內(nèi)將是IPv4和IPv6共存的狀態(tài)，如何在兩種網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)移動IP技術(shù)是當(dāng)前研究的內(nèi)容之一。其次，移動IP技術(shù)的安全性。未來的IP網(wǎng)絡(luò)是一種開放性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對于網(wǎng)絡(luò)安全要求極高，這也是研究內(nèi)容之一。第三，代理移動IP技術(shù)。研究以網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)來取代終端的移動性，讓終端感覺不到網(wǎng)絡(luò)的移動，是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。第四，移動IP的性能。主要研究移動IP技術(shù)大規(guī)模部署以后，對于移動IP中的家鄉(xiāng)代理等節(jié)點(diǎn)的性能、可靠性、QoS保證等。第五，移動IP技術(shù)在3GPP，Wimax等網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用和部署。目前Wimax論壇以及3GPP等國際組織已經(jīng)積極在其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中引入移動IP技術(shù)。

中國通信


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