IPv6的發(fā)展與NGN、3G的關(guān)系
陳保江 2007/06/21
由于IPv6標準在地址空間、安全性和移動(dòng)性上，相比于IPv4，更有利于開(kāi)展多種業(yè)務(wù)，因此從某種角度說(shuō)，IPv6具有開(kāi)展業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。從業(yè)務(wù)開(kāi)展的角度分析，由于IPv4本身的條件限制，開(kāi)展基于IPv4的端到端的業(yè)務(wù)是有一定問(wèn)題的，以P2P的發(fā)展為例，我們就可以清楚的比較出IPv6較之IPv4的優(yōu)點(diǎn)，IPv6替代IPv4已經(jīng)成為必然趨勢，而NGN和3G則是IPv6業(yè)務(wù)的具體實(shí)施。NGN和3G的發(fā)展很大程度上受IPv6的發(fā)展影響，而IPv6的發(fā)展也隨NGN和3G的完善得到促進(jìn)，兩者互相促進(jìn)、互相作用。具體來(lái)說(shuō)，NGN、3G是IPv6業(yè)務(wù)發(fā)展的推動(dòng)力，而IPv6是NGN、3G進(jìn)一步發(fā)展的基礎。
IPv6與NGN、3G的關(guān)系
從發(fā)展理念上分析，IPv6的發(fā)展有助于NGN、3G業(yè)務(wù)從一個(gè)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )向一個(gè)“面”的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展。以NGN為例，在IPv4網(wǎng)絡(luò )情況下，限于各種條件的限制(地址問(wèn)題、帶寬問(wèn)題、設備問(wèn)題)在開(kāi)展NGN業(yè)務(wù)時(shí)，必須對IPv4網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化，而這種優(yōu)化工作必須一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)點(diǎn)的開(kāi)展。在利用IPv6開(kāi)展NGN業(yè)務(wù)時(shí)，一方面IP地址空間足夠大，提供便于部署的移動(dòng)IP技術(shù)，在互聯(lián)互通方面有很強的優(yōu)勢，另一方面在部署IPv6網(wǎng)絡(luò )時(shí)已經(jīng)考慮到承載綜合業(yè)務(wù)的需求，網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量和安全性方面有保證，因此IPv6的網(wǎng)絡(luò )從一開(kāi)始就具備承載NGN業(yè)務(wù)的能力，也就是說(shuō)，在IPv6網(wǎng)絡(luò )上開(kāi)展NGN業(yè)務(wù)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )平“面”的問(wèn)題。具體到CNGI的建設，在利用IPv6標準建立的試驗網(wǎng)絡(luò )上，通過(guò)開(kāi)展NGN業(yè)務(wù)支持VoIP、視頻會(huì )議等，不僅能夠在試驗技術(shù)的同時(shí)，探索網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)的新方式，也就是如何在一個(gè)“面”的網(wǎng)絡(luò )上開(kāi)展業(yè)務(wù)，如何跨越不同的行政區劃，管理范圍如何協(xié)調的問(wèn)題。
3G是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )由窄帶邁向寬帶的一個(gè)里程碑，3G網(wǎng)絡(luò )的建立，將會(huì )對無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)生巨大影響，也同樣會(huì )促進(jìn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的發(fā)展，特別是多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展。在3G標準的R5階段，網(wǎng)絡(luò )IP化，特別是在PS域增加基于IPv6的IMS子系統，增強網(wǎng)絡(luò )對多媒體業(yè)務(wù)的支持，比如允許用戶(hù)使用超過(guò)100kByte長(cháng)度、具有連續圖像短片的MMS，也允許用戶(hù)使用更快捷的直接基于IP系統的IM通信，這些業(yè)務(wù)無(wú)疑會(huì )提高用戶(hù)使用數據業(yè)務(wù)的興趣，也將會(huì )提高用戶(hù)使用數據業(yè)務(wù)的次數和時(shí)長(cháng)。從機制上分析，IPv6提供了巨大的地址空間，保證新的多媒體業(yè)務(wù)順利的開(kāi)展，而IPv6的移動(dòng)IP技術(shù)也使用戶(hù)能夠在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和WLAN等其它體制的網(wǎng)絡(luò )間漫游成為可能。正是由于IPv6在3G體系中的重要地位，3GPP標準組織與IFTF共同組建了IPv6的3G應用研究小組，共同解決在3G中應用IPv6的問(wèn)題。隨著(zhù)對業(yè)務(wù)的深入研究，針對3GPP
R5階段業(yè)務(wù)的開(kāi)展問(wèn)題，為了滿(mǎn)足用戶(hù)需求，設備開(kāi)發(fā)商通常會(huì )提供一種混合體制的系統，比如先對系統的業(yè)務(wù)部分進(jìn)行標準升級，而在基礎架構上保持向下兼容，也就是說(shuō)會(huì )有基礎架構支持R99標準，而業(yè)務(wù)部分支持R4標準的R99+R4的混合系統，在當前國內肯定要使用R4標準的情況下，R4+R5的系統是今后無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的重要階段，以便于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )能夠在R4的基礎架構下，為用戶(hù)提供基于R5
IMS子系統的多媒體業(yè)務(wù)。隨著(zhù)完整支持R5標準的系統出現，在核心網(wǎng)基于NGN平臺，在Iu接口上使用IPv6協(xié)議分組化的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將會(huì )成為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的主流，而關(guān)于IPv6的標準和應用也將會(huì )相應的得到極大的發(fā)展。
IPv6在NGN中的應用
NGN已經(jīng)成為語(yǔ)音、視頻通信的主流技術(shù)之一，3G標準的R5階段也將是以NGN為核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)平臺，而IPv6將對NGN的發(fā)展起著(zhù)推動(dòng)作用，以數字奧運理念為例，大致包括新聞中心、場(chǎng)館和家庭。
新聞中心應用：新聞中心的承載平臺為IPv6(固定的和移動(dòng)的)，業(yè)務(wù)平臺為NGN系統，通過(guò)PUSH業(yè)務(wù)接收場(chǎng)館中最新的比賽消息，并以電子報紙的方式散發(fā)到奧運電子報紙的訂戶(hù)手中。在新聞發(fā)布上，不僅可以通過(guò)現在的記者招待會(huì )的方式發(fā)布新聞，還可以采用虛擬記者招待會(huì )的方式在網(wǎng)絡(luò )上開(kāi)展新聞發(fā)布的工作，也可以提供可視電話(huà)、視頻會(huì )議方式的遠程采訪(fǎng)工作。
場(chǎng)館應用：場(chǎng)館的主流應用是會(huì )場(chǎng)的監控和集群通信，通過(guò)基于IPv6的寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(WLAN、3G)對場(chǎng)館進(jìn)行監控，在場(chǎng)館中進(jìn)行工作聯(lián)絡(luò )，將會(huì )方便和安全得多。比賽場(chǎng)館中有第一手的新聞資料，也有比賽直接相關(guān)的人、物，在加強場(chǎng)館與用戶(hù)的互動(dòng)上，可以開(kāi)展很多內容，比如運動(dòng)員與體育愛(ài)好者的互動(dòng)，場(chǎng)內觀(guān)眾與場(chǎng)外觀(guān)眾的互動(dòng)，超級用戶(hù)還可以控制場(chǎng)內某些攝像器材，觀(guān)看特定的比賽內容，比如只關(guān)注姚明在比賽中的情景。
家庭應用：家庭應用是IPv6最難于普及的地方，除了可以開(kāi)展普通的網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)外，上文中所述的電子報紙、現場(chǎng)互動(dòng)等都可以吸引很多觀(guān)眾的參與，但是開(kāi)展基于IP的IPTV業(yè)務(wù)則是家庭應用的最重要的應用。由于IPv4的地址有限，IPTV通常很難做到大面積的推出，在IPv6的情況下，IPTV則可以通過(guò)多播方式由電視中心直接播發(fā)到網(wǎng)絡(luò )上，并以IP的方式送到每個(gè)用戶(hù)的電視機中。
IPv6在3G中的應用
3GPP既有傳輸層的IP層，也有業(yè)務(wù)層的IP層，是天然的雙IP層，而3G R5網(wǎng)絡(luò )對RNC，PS域，CS域沒(méi)有做出必須采用IPv6的要求，而UE的實(shí)體、信令連接必選IPv6，Iu接口必選IPv6，IMS子系統必選IPv6，考慮到IPv4網(wǎng)絡(luò )的既有規模和應用，傳輸層最有可能沿用已有的IPv4網(wǎng)絡(luò )，而業(yè)務(wù)層，特別是多媒體相關(guān)的業(yè)務(wù)層使用IPv6網(wǎng)絡(luò )。因此系統中存在著(zhù)不同的IP承載域之間的通信問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題既存在于同一個(gè)運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )之內，也存在于運營(yíng)商之間、運營(yíng)商和外部Internet、ISP之間的互通。另一方面，從發(fā)展的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，對于同一個(gè)運營(yíng)商，他的網(wǎng)絡(luò )承載最終也是要向IPv6承載過(guò)渡的，這是必然的趨勢。所以，使用IPv4承載的網(wǎng)絡(luò )，如PS域等，也存在著(zhù)向IPv6演進(jìn)的問(wèn)題，最終所有的承載都歸于IPv6。IPv4、IPv6混合狀態(tài)下的互聯(lián)互通，以及當前IPv4網(wǎng)絡(luò )向IPv6網(wǎng)絡(luò )過(guò)渡的順利與否，是與運營(yíng)商的利益密切相關(guān)的。所以，IPv6網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)，IPv6與IPv4的互通，以及IPv4網(wǎng)絡(luò )向IPv6網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)方案，都是3G網(wǎng)絡(luò )整體解決方案中很重要的方面。
從長(cháng)遠的發(fā)展趨勢看，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與固定網(wǎng)絡(luò )的一體化是在建設3G網(wǎng)絡(luò )，運營(yíng)商實(shí)現全業(yè)務(wù)運營(yíng)時(shí)需要考慮的問(wèn)題，包括兩方面的問(wèn)題，通過(guò)IPv6在不同業(yè)務(wù)系統間的互聯(lián)互通，和在不同業(yè)務(wù)系統間使用IPv6和IPv4的互聯(lián)互通，相比較而言，純IPv6業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通比較易于實(shí)現，而IPv6與IPv4的互聯(lián)互通涉及不同的情況，需要具體分析和實(shí)現，為了統一實(shí)現IPv6與IPv4互通的情況，在RFC
3574和draft-itef-v6ops-3gpp-ananlysis-07.txt中規定了5個(gè)基于GPRS系統過(guò)渡場(chǎng)景和2個(gè)基于IMS的過(guò)渡場(chǎng)景。
3G的發(fā)展是一個(gè)漸進(jìn)式演進(jìn)的過(guò)程，如何保護既有投資，又能夠保持技術(shù)領(lǐng)先，并不斷開(kāi)展新業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò )良性發(fā)展的要求。在技術(shù)路線(xiàn)上，以R4系統為基礎，逐步向R5系統遷移過(guò)程中，可以考慮如下方式。(1)在R4系統的HLR、SGSN、GGSN的業(yè)務(wù)層支持IPv6，解決UE地址空間問(wèn)題，使UE能夠通過(guò)IPv6與其它網(wǎng)絡(luò )的IPv6、IPv4用戶(hù)互聯(lián)互通；(2)在R4系統中，增加IMS子系統，使R5中基于IPv6的新業(yè)務(wù)能夠在R4中應用；(3)全網(wǎng)逐步過(guò)渡到完整支持R5，形成一個(gè)以IPv6為基礎的移動(dòng)、固網(wǎng)一體化業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )。
小結
本文主要分析了IPv6與NGN和3G的關(guān)系，并具體說(shuō)明了IPv6在NGN和3G中應用的場(chǎng)景，但實(shí)際上在演進(jìn)策略，互聯(lián)互通技術(shù)的選擇上，需要根據運營(yíng)商的具體情況來(lái)確定，而不是僅僅依靠技術(shù)研究來(lái)決定的。在IPv6實(shí)施和應用的眾多方案中，一般地可以綜合利用，實(shí)現優(yōu)勢互補。
作為設備供應商，為了促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，滿(mǎn)足用戶(hù)需求，一方面要在設備規格上下功夫(協(xié)議棧的可升級性、功能的可擴充性、接口的開(kāi)放性/兼容性)，為用戶(hù)提供靈活的組網(wǎng)方案，另一方面，應該在網(wǎng)絡(luò )的互通、互聯(lián)和演進(jìn)上進(jìn)行研究，從而可以提供客戶(hù)化的細致服務(wù)，提高競爭力。
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