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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 網絡將是一個全IP的分組網絡，承載的業(yè)務將以數據和互聯網業(yè)務為主，包括實時話音、移動多媒體、移動電子商務等。它的發(fā)展方向將是實現移動通信技術和Internet技術的完美結合，幫助人們實現任何時間、任何地點、用任何一種媒體與任何一個人進行不間斷通信的夢想。然而，按照現在的IP地址分配方式，在未來無線移動通信網絡的過程中，隨著用戶不斷的移動，需要重新為用戶分配IP地址，這樣，用戶將無法實現不中斷業(yè)務的隨意移動。移動IP是一種移動性管理技術，可以實現網間無縫切換功能。它可以通過提供一種IP路由機制使移動節(jié)點可以以一個永久的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。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？本刊特邀請來自運營商和企業(yè)的專家學者就移動IP的幾個關鍵問題進行了共同探討。

　　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分組產品項目經理 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，用戶可以隨時隨地在任何有支持Mobile IP的無線技術覆蓋地點享受到目前Internet可以提供的豐富資訊和業(yè)務服務；可以隨時隨地收發(fā)電子郵件；可以享受到永遠在線的即時通信服務；可以隨時隨地進行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行各種各樣的P2P業(yè)務。”

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

　　劉西亮：通過移動IP技術，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。用戶可以隨時隨地在任何有支持Mobile IP的無線技術覆蓋地點享受到目前Internet可以提供的豐富資訊和業(yè)務服務；可以隨時隨地收發(fā)電子郵件；可以享受到永遠在線的即時通信服務；可以隨時隨地進行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行各種各樣的P2P業(yè)務。隨著無線寬帶技術和移動IP技術發(fā)展，人們日常生活將與Internet結合更加緊密，將真正意義上進入無處不在的無線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；具有高帶寬、QoS保證，滿足用戶對安全性要求的新一代的網絡。而移動IP將為用戶提供基于移動性的多樣化業(yè)務, 同時給普通用戶帶來全新的用戶體驗。第一可以為用戶提供業(yè)務的無縫切換，例如用戶乘坐汽車或火車等交通工具享受網絡業(yè)務如IPTV時，可以在行駛過程中始終保持業(yè)務連續(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絡業(yè)務提供商，都可以享受原始所在地已經定制的電信業(yè)務，如好友名單，電話本，Qos等信息。

　　移動IP應成運營商必備

　　《中國通信》：移動IP對于運營商具有什么樣的意義？可以實現什么樣的業(yè)務？比如什么樣的業(yè)務要用到這種技術？

　　劉西亮：未來的無線通信是建立在IP基礎上，如何在IP上實現對移動業(yè)務支持，影響到下一代無線網絡發(fā)展。對于運營商來說就是如何建立一個支持移動IP的網絡將影響到其對于下一代移動業(yè)務支持。由于終端、無線技術等問題，當前移動無線網絡可提供的無線數據業(yè)務的用戶帶寬相對較小，制約了無線數據業(yè)務的發(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，無法在目前的無線網絡中得到廣泛應用。

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

　　作為運營商需要考慮如何快速支持這種即將到來的無線數據業(yè)務快速增長。從上世紀90年代開始至今的Internet快速發(fā)展中，各個運營商在有線IP傳輸網絡建設方面已經得到充分發(fā)展，但是IP網絡如何很好支持移動IP卻還沒有得到很好解決，目前運營商的現有網絡對于移動IP的支持能力很弱。在3G之后的無線領域，移動IP技術將作為主流技術得到普及應用。在以移動IP為基礎的移動互聯網上，運營商可以給用戶提供內容更加豐富，資費更加便宜的網絡服務。在這個網絡中，用戶的語音、視頻、數據等業(yè)務都通過可以基于移動IP包交換進行。由于移動IP技術特性，移動IP網絡可以很好地支持對于新業(yè)務進行擴展。移動IP技術是移動技術和IP技術的一個融合，移動IP技術是移動運營商在4G時代開展業(yè)務的一個承載平臺，借助這個平臺運營商可以方便去發(fā)展自己新的業(yè)務形態(tài)，而不必在發(fā)展新業(yè)務時候再去考慮底層承載對于業(yè)務支持問題。

　　華為移動IP專家：隨著用戶對網絡要求越來越高，未來網絡必須具備全球漫游和無縫切換能力，移動IP將是運營商網絡的必備能力之一。誰先擁有，就將會吸引大量用戶。未來運營商的網絡將全部基于All IP網絡架構，采用移動IP技術有利于實現網絡布局的扁平化,降低運營商的設備投入費用；移動IP提供一個快速、開放的業(yè)務開發(fā)平臺，具有根據網絡的QoS水平或者設備能力靈活地提供業(yè)務；移動IP業(yè)務有利于運營商部署新的特色業(yè)務，有助于提高用戶對運營商的忠誠度；移動IP對于運營商是一個全新的內容，這是大勢所趨，但是還缺少可復制的成功經驗，所以運營商需要一個全面的合作伙伴，攜手共進。

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

　　大規(guī)模商用至少還需三年

　　“在應用時間上，根據不同得應用要求來看，如果允許短時間中斷的存在，現在就可以實現移動IP的應用。然而，就大范圍的應用來看，近期還不能實現。未來，在WiMAX 實現商用時，其移動性管理上可以應用移動IP ，但WiMAX的應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絡條件？您認為我國移動IP大規(guī)模商用可能在什么時候？

　　孫少陵：移動IP大規(guī)模商用的需求在網絡全IP化以后會比較迫切，個人認為WIMAX等技術的應用可能對移動IP的部署是個契機。目前移動IP的工作剛剛啟動，一旦實現將會對移動、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，從而打破移動在接入層面的壟斷。

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

　　對于移動IP在GPRS、EDGE網絡的可行性，目前來看，在GPRS和EDGE網絡，除非有非常特殊的需求才會應用，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絡，在這個網絡上每個用戶所能夠享受的帶寬和Qos能夠滿足話音、視頻、高速數據傳輸的要求，在這個網絡上用戶業(yè)務不再因為受到網絡條件限制而導致業(yè)務無法有效開展。現在中國無線網絡建設進入3G時代，中國移動已經開始建立TD-SCDMA網絡，HSDPA的試驗網在發(fā)達地區(qū)廣泛建設。國內各個設備廠家的無線產品研發(fā)已經到了B3G時代，HSDPA、WiMax等真正寬帶無線接入設備已經到了實際商用部署水平。可以說目前中國建設一個支撐真正意義上無線寬帶接入網絡(用戶帶寬高幾十Mbps)的網絡條件已經具備。

　　其次用戶要使用移動數據業(yè)務，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技術能力、存儲器大小、輸入方式、電池容量方面都無法達到固定終端水平。雖然人們有使用移動數據業(yè)務的需求，但是由于終端問題，限制了移動數據業(yè)務的使用量(就是在這樣的情況下，目前移動數據給運營商帶來的利潤還是很可觀的)。目前中國的手機普及率雖然很高，但是低端手機數量巨大，無法支持無線寬帶下所提供的業(yè)務。高端能夠支持各種數據業(yè)務的手持或者便攜終端價格較高，限制了寬帶無線數據接入業(yè)務的廣泛開展及有效用戶群的擴大。

　　另外從提供服務類型來說，由于使用無線數據業(yè)務用戶數目較少，在缺乏可開展業(yè)務基礎條件下，目前Internet業(yè)務提供商對于無線數據業(yè)務的開發(fā)也是處于觀望狀態(tài)，這也限制了無線寬帶數據業(yè)務的開展。

　　我國移動IP的商用進程隨著大規(guī)模建設3G或者B3G網絡開始，在建設3G或者B3G網絡時就開始建設一個完善支持移動IP網絡。在具備了支持移動IP網絡的情況下，隨著能夠支持多媒體業(yè)務終端普及，以及多種業(yè)務形態(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標準，試驗網的試驗結果能夠滿足大規(guī)模商用的需要；其次需要有完善的產業(yè)鏈，如滿足商用的終端供應等；再者，需要有對應的客戶群，新技術的應用要培育相應的市場，才能給運營商帶來利潤；最后還需要配套網絡設施的建設，如IP網絡的寬帶化，城域網以及骨干網等帶寬達到要求。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當前研究主題

　　《中國通信》：當前移動IP研究的主要內容是什么？

　　孫少陵：目前移動IP研究的主要內容應該還是如何降低切換時間。個人認為有兩個趨勢：

　　(1)通過二層技術加快移動性判斷，降低切換時間。目前IEEE、IETF等組織在研究網絡無關的移動性。這種方式類似于目前移動通信網的技術實現，但可能會增加實現的復雜度。

　　(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行移動性管理的問題。這種技術如果實現，終端就可以同時接入多個網絡進行并行通信，可以實現平滑的移動，并大大提高接入的可用性，對現有移動通信網將帶來很大影響。

　　劉西亮：當前移動IP的研究主要有以下四個方面的內容：

　　(1)移動IP的路由問題

　　主要是解決移動IP網絡目前存在路由迂回問題，在移動IP網絡中用戶的數據報文需要到HA進行中轉，這樣就造成了本來可以在用戶訪問點進行匯聚IP流量，必須匯聚到用戶歸屬地HA進行匯聚。這樣形成了在用戶訪問地和用戶歸屬點之間大量的流量中繼存在，給運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)議中已經給出了部分的解決方案，但是如何將其應用在實際的網絡中，還需要進一步研究。

　　(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行關聯，是否可以考慮移動IP切換增加預切換流程，是否移動MN節(jié)點與運營商移動IP網絡建立安全關聯，在首次接入過程完成安全認證，在切換時候不必再進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變化，用戶的網絡拓撲也隨著變化時，網絡如何快速的給用戶進行資源預留是需要研究的課題。另外，在訪問地點如何對于用戶的Qos進行策略控制，也是需要研究的問題。

　　(4)移動IP下用戶計費問題

　　在移動IP情況下，用戶可能會在訪問地點完成IP落地，這樣就造成其歸屬運營商無法實時了解到用戶在訪問地點進行的業(yè)務類型、流量、時長等相關資費信息。用戶歸屬運營商就無法很好地對用戶的計費進行控制，特別是如何解決移動IP情況下的在線計費問題，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的結合。未來相當一段時間內將是IPv4和IPv6共存的狀態(tài)，如何在兩種網絡中實現移動IP技術是當前研究的內容之一。其次，移動IP技術的安全性。未來的IP網絡是一種開放性的網絡架構，對于網絡安全要求極高，這也是研究內容之一。第三，代理移動IP技術。研究以網絡中的節(jié)點來取代終端的移動性，讓終端感覺不到網絡的移動，是當前研究熱點之一。第四，移動IP的性能。主要研究移動IP技術大規(guī)模部署以后，對于移動IP中的家鄉(xiāng)代理等節(jié)點的性能、可靠性、QoS保證等。第五，移動IP技術在3GPP，Wimax等網絡中的應用和部署。目前Wimax論壇以及3GPP等國際組織已經積極在其網絡架構中引入移動IP技術。

中國通信


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