
圖1說明cdma2000系統提供數據業務時的協議結構,通過這張圖,讀者可以對cdma2000系統如何利用IP技術的情況有一個初步的認識。
在圖1中,RN是指無線網絡,它包括基站控制器(BSC)、基站收發信機(BTS)和分組控制功能(PCF)。PDSN是指分組數據服務節點,從互聯網的角度來看,它是一個路由器,并根據移動網的特性進行了增強。終端主機就是互聯網上的一個服務器,它可以是WWW服務器或電子郵件服務器,向用戶提供特定的數據。
移動臺和RN間的接口,即空中接口由無線鏈路、MAC、LAC、PPP和IP層組成。其中無線鏈路完成無線信道的編碼和調制等過程,MAC是指媒質接入層,LAC是指鏈路接入層。這三層共同構成了無線信道。在無線信道上面是PPP,即點對點協議,它是IP協議集中的一個重要組成部分,由RFC1661和RFC1662定義。從這一層協議開始,上面的部分完全都是IETF定義的IP協議集,其中包括IP,TCP/UDP以及WWW等協議。
RN和PDSN間的接口,即R-P接口,在cdma2000系統中被看作A接口的一部分,叫做A10和A11。這個部分實際上已經是地面固定部分,由于承載的是PPP協議,因而可以使用IP over ATM或IP over SDH作為物理層和R-P層。在cdma2000系統發展的初期,由于數據業務開展的不豐富,也可以考慮一些更簡單的方法,很多廠商目前的產品可以使用100M的乙太網。這樣,PDSN基本上可以在現有的路由器上改造實現,對開展數據業務十分有利。
根據IETF的建議,PPP通常用于低速的點對點鏈路,所以PPP協議終止于PDSN中。IP層協議連接終端主機和PDSN,這部分的物理層和鏈路層事實上已經不是移動通信網的范圍,所以移動通信網的標準也不再涉及這個部分。
二、移動IP的基本概念
移動IP是IP技術體系中的一個新概念。需要特別指明的是,移動IP并不是指移動通信系統中的IP技術,而是指主機是可以移動的,可以在不同的地點接入互聯網,其中包括通過移動通信網接入,也包括通過固定網或局域網接入。
我們知道,最初的IP技術是一種固定網絡技術,所有主機都是固定地連接到互聯網的某一點上。但是,隨著技術的進步,計算機設備也有移動的需求,例如:一個銷售人員的筆記本電腦,可能在辦公室中接入公司的網絡,也可能在會議室中接入網絡,甚至可能在旅途中或客戶的辦公室中接入本公司的專用網絡。因此,需要一種技術來解決主機的漫游問題。
移動IP的關鍵技術在于如何安全高效地將發送給用戶的數據從歸屬的IP網絡轉發到用戶當前接入的網絡。
首先,當主機從一個新的接入點接入IP網絡以后,它將向歸屬網絡進行登記。這個操作與移動通信網絡中的位置更新很類似。在登記過程中,為了防止欺詐行為,歸屬網絡需要進行認證(Authentication)操作。
在完成登記操作以后,如果有數據需要發送給用戶,歸屬網絡將轉發這些數據到用戶當前接入的網絡中,這是通過隧道技術來實現的。
在轉發數據的過程中,為了解決安全性的問題,通常需要使用加密技術。
三、移動IP在cdma2000系統中的應用
在cdma2000系統提供了兩種接入互聯網的方式:簡單IP和移動IP。兩者的區別在于:
?。?)簡單IP只能支持'主叫'業務,即移動主機主動發起的業務,包括WWW瀏覽,電子郵件等,如果要直接向移動主機發送數據,則必須使用移動IP技術;
?。?)簡單IP只能支持基本的認證方式,這對傳輸某些敏感的數據來說是遠遠不夠的??紤]到移動IP的復雜性,大多數運營者初期都采用簡單IP,但是,移動IP是一個發展方向。
圖2是采用移動IP技術的cdma2000系統網絡結構。圖2的上半部分包括VLR和HLR,是傳統移動通信網的組成部分,在第三代移動通信系統中,這部分經過適當的升級,成為核心網的電路交換部分。下面的部分是為了支持分組數據業務而增加的功能實體,是核心網的分組交換部分。
其中HA是歸屬代理,負責轉發給用戶的分組數據,它是IP隧道的起點,也負責對這些分組數據進行加密操作。RADIUS負責與用戶有關的登記、認證和計費工作。在某些情況下,登記和計費信息可能經過一個或多個代理RADIUS(Broker RADIUS)轉接。移動通信網中的PDSN作為移動IP技術中的外部代理(FA, Foreign Agent),負責登記、計費和轉發用戶數據等工作。

圖3顯示了cdma2000系統使用移動IP技術在轉發用戶數據時的協議結構。
圖3顯示的協議結構與圖1的協議結構是基本相同的。但為了使用移動IP技術,增加了相關部分。
從功能實體上說,增加了HA,負責轉發給移動臺的分組數據。因此,從終端到移動臺的數據都要通過HA。
HA和PDSN間的協議是標準的IP協議。需要說明的是,這一段傳輸使用了隧道技術,以保證安全傳輸,防止泄密。根據移動IP的規定,隧道的終點可以在移動主機,也可以在外部代理(PDSN)。但是,cdma2000系統將隧道的終點設置在PDSN(即外部代理)。這是因為隧道技術要增加傳送的數據量,這對無線資源有限的無線信道來說是不利的。并且無線信道本身提供加密手段,因而不需要使用隧道技術提供的安全手段。
四、小結
在第三代移動通信系統的幾個模式中,cdma2000系統的分組網絡結構是一種很有特色的系統結構。
從開發的角度來說,cdma2000系統建立在IP技術基礎上,充分利用了IP技術已經取得的成果。以標準為例,cdma2000系統在分組核心網方面僅有一個網絡結構標準,主要協議均直接引用RFC建議,因而十分簡單。這與GSM系統中的GPRS形成了鮮明的對比。
從業務的角度來說,cdma2000系統可以直接利用互聯網提供的業務,包括常用的WWW瀏覽、電子郵件、電子商務,甚至某些視頻業務,因而業務種類非常豐富。運營者完全不必為業務擔心。
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