宽带IP网络总结PPT课件.ppt

第五章宽带IP网络 5 1宽带IP网络的关键问题5 2综合业务模型5 3区分业务模型5 4IP ATM网络互连模型5 5标签交换与MPLS5 6IP SDH和IP DWDM5 7软交换5 8基于全IP的宽带移动网络5 9三网融合 5 1宽带IP网络的关键问题 5 1 1网络综合的历史与现状在20世纪90年代 电信网就开始进行由TDM 时分复用 向分组交换的过渡的历史进程 ATM作为一种快速分组交换技术具有得天独厚的技术优势 5 1 2宽带IP网络服务质量保障体系 未来的网络是基于IP协议的 这已经成为行业共识 选择IP并非认为它足够理想 而是因为它已经无处不在 如何在IP上提供可靠的服务质量 则并不明朗 1 QoS的定义 IP的QoS是指IP网络的服务质量 QualityofService QoS 也是指IP数据流通过网络时的性能 它的目的就是向用户提供端到端的服务质量保证 它有一套度量指标 包括业务可用性 延迟 延迟抖动 吞吐量和丢包率 业务可用性 用户到IP业务之间连接的可靠性 延迟 也称为时延 Latency 指两个参照点之间发送和接收数据包的时间间隔 延迟抖动 Jitter 指在同一条路径上发送的一组数据流中数据包之间的延迟差异 吞吐量 网络中发送数据包的速率 可用平均速率或峰值速率表示 丢包率 在网络中传输数据包时丢弃数据包的比例 数据包丢失一般是由网络拥塞引起的 2 QoS解决方案概述 互联网工程部 InternetEngineeringTaskForce IETF 已经建议了很多服务模型和机制 以满足QoS的需求 主要有 综合业务模型 区分业务模型 多协议标签交换 MPLS 流量工程和约束路由 IETF提出的IntegratedServices RSVP和DifferentiatedServices是两种IP网络提供QoS的模型 多协议标记交换 MultiProtocolLabelSwitching MPLS 也是IETF提出的 它将路由控制和分组转发分离 根据第3层IP路由协议获取的网络拓扑和路由信息来产生标签 建立标签路径 在第2层根据标签转发IP分组 实现了ATM 帧中继 PPP和以太网上的IP快速交换 又避免了2 3层之间的地址解析问题 流量工程是一种安排通信流量如何通过网络的过程 5 1 3业务提供与控制体系 5 1 4IP网络安全问题 IP网是天然不安全 还是因其他原因导致IP网的不安全 是一个值得很好分析的问题 目前的电信级IP网也只是一个简单的照搬基于Internet理念的IP网 5 2综合业务模型 5 2 1基本概念 综合业务模型 IntegratedService Int Serv 的基本思想是资源预留 端系统拥有与分组流相关的状态信息 知道如何为分组流预留资源 对分组进行接纳控制 网络也知道如何对分组进行调度 在Int Serv流中 定义了3种类型的业务 保证业务 Guaranteed Service 保证服务要求提供一定的带宽和端到端时延 且保证数据流中合法的数据包无排队丢失 它可应用于实时业务 受控负载业务 Controlled load Service 没有固定的时延保证 但业务流要与在网络轻载情况下的流质量相当 这实际上是要求有长期的带宽保证 尽力而为的业务 Best Effort 类似当前Internet在多种负载环境 由轻到重 下提供的尽力而为的业务 5 2 2综合业务模型的构成 1 RSVP RSVP即资源预留协议 它是Internet上的信令协议 是一种由接收方控制的带内信令 2 接纳控制 AdmissionControl 它基于用户和网络达成的服务协议 对用户的访问进行一定的监视和控制 有利于保证双方的共同利益 3 分类器 Classifier 根据预置的一些规则 分类器对进入路由器的每一个分组进行分类 4 队列调度器 Scheduler 它主要是基于一定的调度算法对分类后的分组队列进行发送服务调度 5 2 3常见的队列调度算法 网络节点为了适配不同的网络速率及缓冲通信的突发量 一般都设有排队机制 如图5 1所示 下面是一些常见的队列调度算法 图5 1分组队列调度 1 传统的先进先出 FIFO 队列所有分组都进入同一个队列 先到达的分组先接收服务 2 严格的优先级排队 优先级排队是一种传统而简单的基本排队方案 它按照绝对的优先级将队列按次序划分为由高到低的4个队列 High Medium Normal Low 优先级最高的队列将得到绝对的优先发送权 这样就保证了最重要的业务得到最优先的处理 3 公平排队或循环方式 从多个队列中进行循环 这有助于使不同队列公平地使用带宽 4 分级的基于级别的排队 CBQ 业务被分成不同级别 每种级别又可细分成若干子级 Sub class 5 2 4综合业务模型的优缺点1 综合业务模型的优点 能够提供绝对有保证的QoS RSVP在源和目的地间可以使用现有的路由协议决定流的通路 设计综合模型开始的目的之一就是使得QoS能够工作在单播和多播下 2 综合业务模型的缺点 可扩展性差是Int Serv结构最致命的一个问题 对路由器的要求较高 该模型不适合于短生存期的流 IP分组流的自动识别 分类技术还不成熟 5 3区分业务模型 5 3 1基本概念 区分业务为在IP网络上提供服务质量保证奠定了基础 它不但可以在租用线 帧中继和ATM上传输 而且也可以在SDH和DWDM链路上传输 Diff Serv还定义了ATM和帧中继所不能提供的动态QoS服务 并增加了新的拥塞管理机制 区分业务是由综合业务 Int Serv 发展而来的 它采用了综合业务分类思想 抛弃了分组流沿路节点上的资源预留 区分业务区域的主要成员有 核心路由器 边缘路由器 资源控制器 BandwidthBroker BB 区分业务模型的网络结构如图5 2所示 图5 2区分业务模型网络结构 区分业务定义了3种业务类型 优质的业务 PremiumService PS 提供低延迟 低抖动 低丢失率 保证带宽的端到端或网络边界到边界的传输服务 是目前所定义的服务级别最高的区分服务种类 确保的业务 AssuredService AS 在网络拥塞的情况下仍能保证用户拥有一定量的预约带宽 使用户摆脱在单一的尽力而为业务时无法把握自己实际占有带宽量的窘况 着眼点是带宽与丢失率 不涉及延迟 抖动 尽力而为的业务 Best Effort BE 类似于Internet中尽力而为的业务 5 3 2转发处理等级 1 快速转发 ExpeditedForwarding EF 有一个单独的码点 EF可以把时延和抖动减到最小 因而能提供总服务质量的最高等级 2 保证转发 AssuredForwarding AF 3 尽力而为 BestEffort BE 5 3 3区分业务的调节算法 业务调节主要有两个手段 一个是预防拥塞的排队和调节机制 另一个就是遇到拥塞时的丢弃机制 区分业务路由器使用与ATM交换机组类似的输入管理器与输出排队调度的原理 来实现PHB功能 区分业务模型中可以使用两种丢弃算法 分别为随机早期检测 RED 与加权随机早期检测 WRED 算法 通常的丢弃方法是尾部丢弃 只有分配的缓冲器空间被全部占用时才丢弃到达的数据包 RED主要思想是 路由器计算平均排队长度 当平均排队长度超过某一门限时 路由器按照某一丢弃概率丢弃到达的分组 而这个丢弃概率是与平均排队长度成正比的函数 5 3 4区分业务模型的优缺点1 区分业务模型的优点 可伸缩性较好 便于实现 2 区分业务模型的缺点 区分业务为IPQoS奠定了宝贵的基础 但还是没有办法完全依靠它自己来提供端到端的QoS结构 区分业务中分组流的粒度较粗 5 3 5区分业务模型与综合业务模型的互通 5 4IP ATM网络互连模型 5 4 1IP技术与ATM技术的异同由传统的路由器组成的互联网存在两个问题 第一 每一个包都逐个路由器进行路由选择 逐跳寻址 端到端的时延很大且时延抖动大 第二 路由器逐个包地进行地址分析 寻址和过滤引入了额外时延 1 有连接与无连接 虚电路与数据报 有连接 或面向连接 就是在用户进行数据通信前 要先为用户建立连接 称虚电路 对于大多数非实时数据通信来说 无连接技术更适合 2 信令与路由 信令是电信网中用户终端与交换机间 交换机与交换机间传送的控制信息 以保证协调动作完成虚电路 呼叫 的处理 建立 控制与维护等功能 路由技术就是相关的主机 路由器间交换有关的网络结构信息或节点间的可达信息 并利用得到的信息根据某种算法产生本地路由表 目的地址与输出端口关系 3 服务质量 QoS 与尽力传送 BestofEffort 计算机界的思想是不要相信网络 要相信自己 ATM的QoS是天生具有的 而IPQoS是后天加入的 ATM 包括ATM设备和网络 QoS有严格定义 如最大发送时延 时延抖动 信元丢失率等 和具体测试方法和指标 而IPQoS的定义还没有这样细致 5 4 2IP ATM互连基本方案一般地 应用程序和高层协议使用ATM网络进行通信有两种方式 一种称为重叠模型或覆盖模型 将ATM网络作为传统TCP IP网络体系中的传输子网 第二种方式称为集成模型或综合模型 即把第3层路由选择和第2层交换功能集成在一起 重叠模式采用标准的ATM信令 ITU T或ATM论坛推出的信令 IP和ATM各自定义自己的地址和路由协议 ATM端系统需分配IP地址和ATM地址 需地址解析协议 ARP 进行地址转换 IP ATM重叠模型如图5 3所示 图5 3IP ATM重叠模型 图5 4给出了各种模型之间的关系 图5 4各种IP ATM互连模型关 1 局域网仿真 LANE ATM论坛制定了 LocalAreaNetworkEmulation LANE 标准 通过LANE可以提供VLAN 虚拟局域网 LAN仿真服务组成 一个LAN仿真服务器 LANEmulationServer LES 一个处理广播和未知地址的消息的服务器 BroadcastUnknownServer BUS 一个与用户设备接口的LAN仿真客户 LEC 一个用于管理的LAN仿真配置服务器 LECS 图5 5为局域网仿真逻辑结构图 图5 5局域网仿真逻辑结构 2 ATM上的经典IP IPOVERATM IPOA 把ATM当一个子网来传IP 用IPARP服务器解决IP地址到ATM地址转换 3 ATM上的多协议 MPOA ATM上多协议 MultipleProtocolsOverATM MPOA 将LANE和NHRP结合起来 利用NHRP为不同VLAN间建立直接连接 解决不同VLAN通信时的瓶颈问题 通过长短流的区分来缓解SVC建立问题 5 5标签交换与MPLS 5 5 1基本概念 ATM 帧中继 X 25等网络本来就具有标签功能 ATM有VPI VCI 帧中继有数据链路连接标识DLCI X 25有虚电路号 MPLS中的关键概念是将路由控制和分组转发分离 用标签来识别和标记IP分组 并把标签封装后的报文转发到已升级改善过的交换机或路由器 由它们在第2层进行标签交换 转发分组 IP报文标签的产生和分配所需的网络拓扑和路由信息则是通过现有的IP路由协议获得的 不用进行2层地址和3层地址之间的转换就可以实现IP地址和标签之间的映射 5 5 2MPLS信令的实现 目前MPLS实现信令的方式可分为两类 一类是标签分配协议 约束路由 标签分配协议 LDP CR LDP 它支持IPQoS 还考虑了与ATM服务类型相互融合的问题 另外一类是RSVP 它基于在传统的IP网引入信令 5 5 3MPLS的网络构成 如图5 6所示 MPLS网络由边缘标签路由器 LabelEdgeRouter LER 和标签交换路由器 LabelSwitchRouter LSR 组成 图5 6MPLS网络原理图 5 5 4MPLS的工作原理 FEC的一个重要特征是它的转发粒度 比如在一种情况下 一个FEC可以包括网络层目的地址与一特定地址前缀相匹配的所有分组 即通向相应子网的所有分组 5 5 5MPLS优缺点 1 MPLS的优点 简单转发 采用等价转发类 FEC 增强可扩展性 基于QoS的路由 流量管理 分布处理功能 与ATM或帧中继核心网结合 提高了路由扩展性 边缘标签路由器不再关心中间传输层 简化了路由表 标签合并技术 2 MPLS的缺点 对短的流 信令开销比例大 在具体的数据承载网络 如ATM 中进行LSP聚合操作复杂 在具体的数据承载网络中标签交换机还要具有传统IP分组转发功能 以便传送信令以及在标签失效等意外情况下传送IP分组 同IP网络综合业务模型一样 MPLS中IP分组流的自动识别 并确定其对应的FEC方面的技术尚不成熟 5 6IP SDH和IP DWDM 5 6 1基本概念 同步数字体系 SynchronousDigitalHierachy SDH 波分复用 WavelengthDivisionMultiplexing WDM 密集波分复用 DensiveWavelengthDivisionMultiplexing DWDM 是具体的物理传输技术 5 6 2SDH SONET概要 同步数字体系 SDH 为物理层技术 用来传输和复用数据 传输速率可高达10Gbit s 是国际电联 ITU 标准 1 SDH网络元素 SDH的网络元素主要有同步光纤线路系统 终端复用器 TerminlMultiplexing TM 分插复用器 AddDropMultiplexing ADM 和同步数字交叉连接设备 DXC 2 SDH帧结构 SDH每秒传送8KSDH帧 STM N STM N帧是以STM 1为基础的帧结构 5 6 3IP SDH原理 IP SDH技术将IP分组通过点到点协议直接映射到SDH帧 省掉了中间的ATM层 从而保留了Internet的无连接特征 简化了网络体系结构 提高了传输效率 降低了成本 易于兼容不同技术体系和实现网间互连 5 6 4IP DWDM 1 概述 IP DWDM IPoverDWDM Optical 取消了中间的ATM与SDH层 IP直接在光路上跑 IP DWDM简化了层次 减少了网络设备 从而减少了功能重叠 减轻了网管特别是网络配置的复杂性 2 IP DWDM的基本组成 IP DWDM的组成器件包括 光纤 激光器 掺饵光纤放大器 EDFA 光耦合器 电再生中继器 光转发器 光分插复用器 光交叉连接器与光交换机 3 IP DWDM的协议规范和帧结构 1 IP DWDM的协议规范 IP DWDM的分层模型如图5 7所示 它包括IP业务层 光网络层以及适配层 图5 7IPOverDWDM参考模型 IP DWDM的协议模型如图5 8所示 包括IP协议 IP适配协议 光网络适配协议以及DWDM光复用子层和DWDM光传输子层等 图5 8IPOverDWDM协议层次模型 2 IP DWDM的帧结构 在光纤上直接传输IP数据包需要选择一种帧格式 即选择一种分帧方法 SDH帧格式 目前 主要网络再生 中继设备大多采用SDH帧格式 千兆以太网帧格式 目前 在局域网中主要采用千兆以太网帧结构 适合承载突发的IP数据 千兆以太网的帧长是变化的 可以比较灵活地承载IP业务 4 IP DWDM的主要特点 从以上原理分析可以看出 IP DWDM具有以下特点 1 优点 充分利用光纤的带宽资源 极大地提高了带宽和相对的传输速率 对传输码率 数据格式及调制方式透明 可以传送不同码率的ATM SDH和千兆以太网格式的业务 不仅可以与现有通信网络兼容 还可以支持未来的宽带业务网及网络升级 并具有可推广性 高度生存性等特点 2 缺点 价格昂贵 DWDM光网络设备 如掺铒放大器 光插分复用器 都很贵 目前 还没有实现波长标准化 一般取193 1THz为参考频率 频率间隔取100GHz DWDM系统的网络管理应与其承载的上层网络的网管分离 但在光域上加上开销和光信号的处理技术还不完善 从而导致DWDM系统的网络管理还不成熟 5 6 5传统光网络向自动交换光网络ASON的演进 1 重叠模型 重叠模型 又称域业务模型 的主要思想是将光传送层特定的智能化控制功能完全放在光网络层独立实施 无须客户层干预 客户层和光传送层相互独立 其主要优点是 可以实现统一 透明的光网络层平台 支持多客户层信号 可以支持SDH ATM IP路由器等多种客户 允许以类似智能网和7号信令技术的方式实施光通路的带内和带外控制 通过用户 用户接口 UUI 向用户屏蔽光网络层的网络拓扑细节 在一定程度上有利于光网络的安全和管理 允许光网络层技术和IP层技术各自演进 利用成熟的 标准化的用户 网络接口 UNI 和网络 网络接口 NNI 近期比较容易实现多厂家光网络的互操作性 这种模型在网络运营商和客户层信号间有一个清晰的分界点 允许网络运营商按需控制等 2 集成模型 集成模型 又称统一业务模型 的基本思想是将光网络层的智能化控制功能转移到IP层 由IP层来实施端到端的控制 此时IP网络和光网络被看作是一个集成的网络 使用统一的管理和流量控制策略 5 7软交换 5 7 1基本概念 提出了分层结构的概念 将未来的网络功能分成4层 即业务层 控制层 传送层和接入层 其中 控制层的核心功能实体就是软交换 这种分层结构具有开放性和标准接口 使得呼叫控制与媒体层 业务层分离 具有以下优点 通过在控制层与业务层间采用统一公开的接口来实现业务提供和网络控制的分离 便于新业务的快速提供 通过呼叫控制与承载连接的分离 便于在承载层采用新的网络传送技术 通过承载与接入的分离 便于各种现有网络技术的接入 允许网络运营商从不同的制造商那里购买最合适的网络部件构建自己的网络 而不必受制于一家公司的解决方案 5 7 2模型构成 软交换是为下一代网络中具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能的实体 是下一代网络呼叫控制的核心 也是目前电路交换网向分组交换网演进的主要设备之一 其体系结构如图5 9所示 图5 9基于软交换的网络体系结构模型 1 边缘接入层 边缘接入层负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构 将各种业务量进行集中 并利用公共的传送平台传送到目的地 1 媒体网关 媒体网关 MG 负责将各种终端和接入网络接入核心分组网络 主要用于将一种网络中的媒体格式转换成另一种网络所要求的媒体格式 2 信令网关 信令网关 SG 提供7号信令网和分组网之间信令的转换 其中包括综合业务用户部分 ISDNUserPart ISUP 事物处理应用部分 TransactionCapabilitiesApplicationPart TCAP 等协议的转换 2 核心传送层 核心传送层对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台 3 网络控制层 网络控制层完成呼叫控制 路由 认证 资源管理等功能 4 业务层 业务层 应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务 同时提供业务和网络的管理功能 5 7 3软交换的主要功能 1 媒体接入功能 软交换可以通过H 248协议将各种媒体网关接入软交换系统 如中继媒体网关 ATM媒体网关 综合接入媒体网关 无线媒体网关和数据媒体网关等 2 呼叫控制功能 呼叫控制功能是软交换的重要功能之一 3 业务提供功能 由于软交换系统既要兼顾与现有网络业务的互通 又要兼顾下一代网络业务的发展 因此 软交换应能够实现现有PSTN ISDN交换机提供的全部业务 4 互连互通功能 目前 在IP网上提供实时多媒体业务可以基于H 323协议和会话启动协议SIP两种体系结构 5 资源管理功能 软交换可以对带宽等网络资源进行分配和管理 6 认证和计费 软交换可以对接入软交换系统的设备进行认证 授权和地址解析 同时还可以向计费服务器提供呼叫详细话单 5 7 4媒体网关控制协议H 248 H 248是IETF和ITU T制定的媒体网关控制协议 用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信 H 248协议又称为H 248 Megaco 1 基本概念 1 终端 Termination 终端是H 248 Megaco协议的两个主要抽象概念之一 它是媒体网关逻辑实体 能够发送和 或接收一种或多种媒体 如模拟用户接入网关中的电话线 中继网关中的中继电路 2 上下文 Context 上下文也是H 248 Megaco协议的两个主要抽象概念之一 3 协议简介 H 248 Megaco协议的一条消息包含着一个或多个事务处理 每个事务处理包含一个或多个上下文 每个上下文包含一个或多个命令 每个命令包含一个或多个描述符 2 典型呼叫过程 主叫摘机 媒体网关MG检测到后 通过Notify命令将摘机事件报告给媒体网关控制器MGC MGC通过Add命令让MG将主叫端口加入一个上下文Context 并向主叫送拨号音 用户拨号 MG将收到的号码通过Notify命令报告给MGC MGC分析被叫号码 找出被叫MG 命令被叫方MG将被叫端口加入一个Context MGC命令主叫MG向主叫送回铃音 被叫MG向被叫送振铃音 被叫摘机 MGC命令两个MG连接主被叫 主 被叫挂机 MGC命令各MG释放主被叫连接 将主 被叫端口Context清空 5 7 5H 323协议 H 323和会话启动协议 SessionInitiationProtocol SIP 是相互竞争的两个协议 H 323包括4种会议系统部件是 终端 Terminal 网关 Gateway 网守 Gatekeeper 和多点控制单元 MCU 5 7 6SIP协议 1 SIP基本思想 采用Client Server和HTTP协议模型 由呼叫服务器 代理服务器等提供业务 用户终端每一个请求触发服务器的某种操作 请求和响应构成一个事务 事务之间相互独立 一个完整的呼叫包含多个事务 独立于底层UDP TCP等传输协议 消息中可携带任意类型的消息体 2 SIP基本功能 SIP终端用户定位 SIP URL DNS 会话属性协商 SDPMessageBody 发起会话 INVITE 改变会话 re INVITE 结束会话 BYE CANCEL 3 SIP协议特点 1 简单 2 扩展性和伸缩性 3 安全性和可靠性 4 互通性 4 SIP和H 323比较 SIP特别适合于提供即时消息和报到 Presence 功能 而采用H 323很难提供这类功能 采用SIP协议可以提供兼有传统电信智能网和基于Web的新业务的优点的综合服务 采用H 323的VoIP服务对终端设备的要求较高 而SIP则简单易行并且很容易与其他服务集成 优势明显 H 323协议栈作为VoIP的基本通信协议 经过长期 大量测试检验 这是SIP目前所不具备的 随着时间的推移 SIP H 248 Megaco将逐渐发展成为主流协议 5 7 7IP网络中的信令承载协议1 BICC协议 BICC协议解决了呼叫控制和承载控制分离的问题 使呼叫控制信令可在各种网络上承载 包括SS7MTP 7号信令消息传送部分 网络 ATM网络 IP网络 2 SIGTRAN协议 信令传输 SignalingTransport SIGTRAN 是IETF的一个工作组 其任务是建立一套在IP网络上传送PSTN信令的协议 SCTP 流控制传送协议 是一个传输层协议 支持多条路径并发传输 可替代TCP UDP协议 用于在IP网络上可靠地传输PSTN信令 M2UA MTP2用户适配 支持MTP3互通和链路状态维护 提供与MTP2同样的功能 M3UA MTP3用户适配 支持MTP3用户部分互通 提供信令点编码和IP地址的转换 SUA SCCP UserAdaptation SCCP用户适配 支持SCCP用户互通 相当于TCAPoverIP M2PA MTP2用户对等适配 支持MTP3互通 支持本地MTP3功能 支持M2PASG 信令网关 可以作为信令转接点STP 3 信令承载协议体系 在IP网络中 信令可以通过TCP UDP SCTP等传输层协议进行传输 各种信令传输使用的承载协议如图5 10所示 图5 10信令承载协议结构 5 7 8软交换优点和缺点 1 优点 呼叫控制与呼叫传输分离后 智能化的软交换设备能方便地实现不同信令的转换 并具有开放接口和API 方便新业务的产生 呼叫传输由简单的设备完成 如媒体网关 或由IP终端设备直接完成端到端传输 从运营方面讲 软交换的组网方案对新老运营公司都有利 传统运营公司用它实现PSTN与分组网的融合 保护传统投资 又具有创新能力 而新公司利用它可以比较容易地进入竞争激烈的通信业务市场 不需对传统设备进行巨大投资 没有资金压力 2 缺点 缺乏大规模现场应用的经验 协议体系众多 而且这些协议分别来自不同的标准化组织 有些相互补充 有些则相互竞争 不同协议之间和不同厂家设备之间的互操作存在问题 实时业务的QoS保障问题 网络的有效集中管理问题尚需解决 业务生成和业务应用收入能力等问题都有待妥善解决 5 8基于全IP的宽带移动网络 5 8 1第1 2 3代移动网络及其演变第1代移动通信系统是模拟蜂窝电话网 如欧洲的TACS TotalAccessCommunicationSystem 美国的AMPS AdvancedMobilePhoneSystem 等网络 第2代移动通信系统 简称2G 是数字蜂窝系统 如欧洲的GSM 全球移动通信 美国的CDMA 码分多址访问 等 所谓第3代移动通信系统 是能支持话音数据综合和移动多媒体的宽带数字移动网络 3G在产业发展上出现了下列问题 3G标准版本太多 如欧洲的WCDMA 美国的CDMA2000 且更新过于频繁 3G市场不成熟 缺乏关键业务和赢利能力 3G执照和频谱高价拍卖 制造商不堪重负 3G商用一再推迟 全球经济下滑 影响3G运营业和制造业的发展 超3G是由ITU定义的 意为超越3G Beyond3G B3G 的系统 目前有些国家所称的第四代移动通信 4G 实际上就是指ITU提出的超3G系统 5 8 2全IP移动网络 1 体系结构 全IP移动网络体系结构如图5 11所示 图5 11全IP移动网络体系结构模型 全IP移动网络将和固定宽带移动网络共用一个IP核心网 这是一个统一的IP核心网 可以支持话音 在IP核心网络中将采用IPv6 全IP的系统 不仅包括核心网的IP化 还包括无线接入部分的IP化 2 兼容移动访问的IP多媒体业务缺乏丰富的应用 阻碍了第3代移动网络的发展 在市场和技术的双重推动下 在移动环境中提供Internet接入和多媒体业务 实现全面融合 将成为信息产业发展的潮流 3 移动性管理 在传统的计算机网络中 一个计算机的地址和其具体位置是一一对应的 计算机可以由地址唯一标识 但在移动计算机网络中 计算机移动后其地址是变化的 由传统名字服务器给出的只是计算机的归属地址 HomeAddress 不能反映计算机的当前地址 这样 如何动态寻址移动计算机就是一个很重要的问题 其原理大都类似于归属位置服务器 HomeLocationRegister HLR 和拜访位置服务器 VisitingLocationRegister VLR 方式 4 全IP移动网络优点和缺点 全IP网络的概念得到大多数运营商和制造商的支持 有关机关正加紧有关标准化的工作 主要的优点和缺点如下 1 优点 可以和固定网络共用IP核心网 节省了成本 可以共享Internet中的业务 增加了服务来源 提高了收入 具有开放性 第三方厂商可以方便地开发增值业务 无线接入网是分布式结构 可靠性更高 2 缺点 标准众多 比如多媒体业务处理协议 是采用ITU的H 323还是用IETF的SIP尚有争议 无线带宽的使用效率 由于在采用IP承载话音时 话音数据较小 RTP UDP IP报头相对较大 此时报头对带宽的占用将明显降低频谱利用率 需要采用报头压缩的方法 移动性带来的服务质量 QoS 的问题 5 8 3移动IPIETF在研究并总结了本领域前期工作