互联网及数据通信产业的发展加快了无线通信产业的演进,使无线通信产业在技术上能更好的满足对数据业务(主要是IP业务)快速增长的需求。而第三代移动通信系统3G将启动移动通信的互联网时代。无论是3GPP的UMTS还是3GPP2的CDMA2000系统,它们的系统架构都将向全IP的方向演进和发展的。包括对语音、数据、多媒体等业务形式的承载是基于IP的;端到端的业务呼叫模型是基于IP的;RAN及CN核心的网络交换和呼叫控制也是基于IP的。而在3G/B3G的系统规划中,3GPP、3GPP2规范的方向均确定了IPv6路由器是3G/B3G网络承载、业务应用的发展方向。在3G/B3G的IMS阶段,网络系统(包括分组域和电路域)将全面基于或兼容IPv6路由器。
人们在了解3GPP/3GPP2体系中的IPv6路由器时经常会产生混乱,这是由于IPv6处于两个不同的层面造成的。首先是数据承载层面,在这里用户数据流量经过运营商PLMN从MS流向PDN。另一个是传输承载层面,它与数据承载层面是两个不同的逻辑层面。概括来讲,IPv6路由器会出现在3GPP/3GPP2标准里的四个区域。
数据承载层面的IPv6
数据承载层面的范围从MS到MS希望访问的提供服务的网络(在3G标准中称为PDN)设备,在端到端的呼叫模型中可能是另一个MS。在用户的数据承载层面,IMS(IP Multimedia Subsystem)与IPv6是很重要的部分,因为3GPP标准要求IMS使用IPv6,并确立了其唯一性。
3GPP2出于两种体系融合的考虑,也同样采用了这样的IMS协议模式。IMS IPv6路由器数据流会从MS流向PDN,进入移动运营商的IM子域。IMS使用SIP作为控制平面来控制用户数据。用户数据会流向提供SIP应用的Intranet、Internet、ASP或WASP。
从支持双栈(IPv4、IPv6)的MS起,3G系统中所有关连IMS呼叫流程的所有网元将必须支持IPv6。包括支持双栈的MS、分组网关及Pi网络侧的网络地址,SIP控制平面的CSCF等,涉及MS的IPv6地址分配、简单IP、移动IP业务PPP会话的用户在PDSN路由汇聚,FA与HA的管道,HA的COA地址绑定表的更新等等。这意味着在实施IMS的阶段,采用IPv6路由器作为核心网络(包括分组、电路域)的承载网络将是最佳的选择. 同时通过IPv6路由器网络中QoS技术的实施,针对不同业务等级、流量模型的要求,充分保证对3G网络移动终端的不同等级的业务应用的、不同的SLA要求实现端到端(同一管理域内)的服务质量保证。在3G正式商用前会有不同阶段,如不同厂家设备的融合、测试试验以及部署等。
现阶段最突出的问题是IETF与3GPP/3GPP2 SIP网元之间的差异,以及IMS与外部使用IPv4的SIP设备之间的互通性。
传输承载层面的IPv6
在传输承载层面有两个重要部分需要考虑。按3GPP/3GPP2术语讲就是核心网络(CN:Core Network)和无线接入网络(RAN:Radio Access Network),它们都可以或应该使用IPv6。传输承载层面存在于RAN网络的承载层、R-P/Gn接口和3G的CN网络层面(如Gp接口), IPv6作为可选项出现。
在CN和RAN中传输承载层面并不作任何用户界面的数据转发决定。只有在PDSN/GGSN处才开始进行一部分基于IP包头的转发判断。更多的智能选路处理过程都发生在GGSN的Gi接口和PDSN的Pi接口之后。在MS与PDSN/GGSN之间,关于应用的IP层经过隧道被传送。在3GPP 的UMTS系统中,CN的传输使用隧道协议GTP(GPRS Tunnel Protocol)支持MS与GGSN的连接。
在GPRS(2.5G)中GTP只出现在SGSN与GGSN之间;在UMTS环境中GTP还连接在相关的RNC(Radio Network Controller)与SGSN上。GTP可以使用IPv4或IPv6。正如我们前面所讲的,传输承载平面的IP(这里的GTP IP层)版本完全与数据承载平面独立。从MS经过上行链路链接到PDSN/GGSN,或从GGSN经下行链路传送到MS。当IP数据包从MS被投递到PDSN/GGSN时,它的IP路由和转发就将要真正开始了。
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