一３Ｇ专栏▲
周进怡湖南工业大学计算机科学枝木学舷
【摘要】文章对全ＩＰ网络的几个特性：与ｌＰ技术的融台、多接入与无缝移动性、服务质量、安全与私密性保障
等进行了分析阐述，有助于把握３ＧＰＰ系统发展的大方向。
ｌ关键词】３ＧＰＰ全ｆＰ网络多接入无缝性
从２００４年５月开始立项，到２００６年２月完成．３ＧＰＰ组以及在此基础上向用户提供高质量有保障的综台业务等，如织对全ｌＰ网络的研究工作历经了近２年时间．事实上．３ＧＰＰ图１所示
系统的全ｌＰ化进程远不止如此．早在Ｒ４标准的制定阶段，在３ＧＰＰ范围内就出现了全ｌＰ的概念．随着Ｒ４版本的ＣＳ域中ＭＳＣ服务器和媒体阋关的分离、Ｒ５版本中ＩＰ多媒体子系统的出现、Ｒ６版本中ｗＬＡ｝Ｊ的引入。全ｌＰ网络正在逐步成为现实。尤其是Ｒ８版本的ＬＴＥ，ＳＡＥ网络．更是以全｝Ｐ网络的部分要求直接作为其设计的目标。因此．对全ＩＰ网络进行研究，发展的大方向。
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全ＩＰ网络
普遍基于ｌＰ拄术支持各种接入系统高性能的移动性管理
会话管理高级业务高同络性能路由优化
安全性和社密性服务质量终端、用户标识
＜｝享冶毪
，乏性∥纛：图有助于从整体上把握３ＧＰＰ系统
作为３ＧＰＰ系统在未来１０年甚至更长时间内竞争力的保障，全ＩＰ网络是从系统概念的层面上对以往３ＧＰＰ系统进行改进和优化．包括与｝Ｐ技术进行融合适应各种接＾系统、收稿日期：２００７年１ｊ月５日
基金项目：湖南省科技斤青年科研基空资助项目ｆ２００６＾３１７Ｊ围秒ｂ通信
２００８年１月｛上】
图１全ｆＰ网络
１与ｌＰ技术的融合
向全１Ｐ丽络演进的初衷．就是为了让３ＧＰＰ系统髓够适应迅速增长的ＩＰ流量．以及吸收先进的ｌＰ技术．因此可以把全ｌＰ网络看作是３ＧＰＰ系统与ｌＰ技术进行融合的产物这种融台不仅仅是在３ＧＰＰ系统中使用ＩＰ来进行传输．更注重的是基于ｌＰ及相关技求．在系统整体理念上的革新。全ＩＰ网
：：：：。责任编辑：熊柳潜ｘｎｕｑＩａｎ＠ｍｃ２１ｓ｛ｃｏｍ
∥回
从奎ＩＰ网络的基本特征看３Ｇ的发展方向√３Ｇ专栏Ｌ
络是一个普遍基千ｌＰ的网络．包括网络控制、传输【接八系２统内部和接八系统之间）、移动性管理在内的３ＧＰＰ系统的
基本能力，都会基于ＩＰ技术来提供。这种融合会是一个长期
演进的过程．从使用多种其它技术向共同使用ＩＰ技术进行转
变。
作为基础．全ＪＰ网络首先需要一套具备足够容量的地址
机制。由于需要支持多接八系统，全ＩＰ网络对于地址容量的
要求会远远高于以往任何的３ＧＰＰ系统，不同接＾系统的各
种终端、设备｛包括数量巨大的传感器、射频标签）以及用
户和签约信息等都需要通过地址来标识．并且这种对ＩＰ地址
容量的要求会随着终端种类和数量的增加、设备的扩充、用
户的普及等情况而急剧增加。因此。ＩＰｖ６必将会作为全ＩＰ网
络的一部分。
全ＩＰ网络能够支持各种传辕模式：。客户一服务器”、
。用户一用户”、。用户一组”以及泛在传输的模式。随着
业务类型和资源利用方式的多样化．业务的传输模式也在
发生变化．会从以。客户一服务器”模式为主逐渐转变为
以“用户一用户”模式为主，全ｌＰ网络会支持并适应这种变
化。泛在传输是一种与多种通信技术相融台的传输模式（尤
其是无线传感技术）．基于这种传输模式，人们能够随时随
地获得所需要的业务．全ｌＰ网络能够逐渐实现对这种传输模
式的支持。
不仅如此，全ＩＰ网络还能高效处理和优化路由。客户一
服务器“、。用户一用户”类型的数据流．对于。用户一
组。类型的数据流．也能够在一定程度上实现优化。此外，
全ＩＰ网络能够处理各种实时、非实时的．以及具有关键业务
要求的流量ｌ要求能支持层次化的服务质量）。即便对于那
种由大量终端发出的巨量的、高频率的滴流（高频率低负载
的数据）．全ＩＰ网络也能够很好地处理。
全ＩＰ网络需要有能力承载未来巨大的数据流量．并且能
够针对业务要求提供有保障的服务质量．这些都离不开对ｌＰ
技术的充分利用。另一方面，ＩＰ技术的通用性和广泛性会令
全『Ｐ网络具有更强的扩展性以及更低廉的运营成本。总之．
与ｌＰ技术进行紧密有效的融台是全ＩＰ网络的基础．是其主要
特征。
责任编辑：熊柳潜ｘ¨ｕｑｉａｎ＠ｍｃ２１ｓＩｃｏｍ＞ｊ＞多接入与无缝移动性
全ＩＰ网络的另一个重要的特征是对多类型接八系统的支
持．以及在此基础上提供的无缝移动性（在接人系统内部和接八系统之间）。
全ｌＰ网络支持各种类型的接八系统，包括：固定接入系统和移动接人系统、３ＧＰＰ接入系统和非３ＧＰＰ接人系统、传统的接人系统和新型的接人系统。在所提供的这个多接八系统环境中，用户可以同时通过多个接人系统与网络相连；网络可以向用户提供接人系统可知的业务；网络能够提供跨接人系统的认证、授权、寻址和加密机制等等。作为基础．接入系统的发现与选择机制是必要的。接入系统发现机制．令用户终端在接人到全ＩＰ网络后能立即获知所有可用接人系统的信息（不管这些接人系统的类型和其所属的运营商）。接人系统选择机制。使得用户和网络能够对接入系统进行手动或自动的选择｛可基于运营商策略、用户参数、业务需求、接八系统条件等）．而且还允许随时在接入系统问切换。
全ＩＰ网络通过高性能、高可靠的移动性管理机制来保障用户移动性、终端移动性和会话移动性。用户移动性．意味着用户可自由选择终端设备。终端移动性，是指终端可以自由移动．而不受接八系统的限制。在接人系统内部和接人系统之间。全ｌＰ网络都能提供无缝的终端移动性．让用户拥有不问断的业务体验。即便是在接八系统间进行切换时．全ｌＰ网络也能保持业务的进行．而不会让用户感知到有明显的中断。为了保障终端移动性，全１Ｐ网络可根据接八系统的实际能力来自适应地提供业务。此外，实际提供的终端移动性可以按照所设定的参数来实行．包括：无线状况、业务要求、用户偏好和运营商策略等。会话移动性，就是让会话可以在终端之间进行移动并且具有自适应性．这种自适应性体现了在终端性能、用户参数、订阅优先级、网络条件以及运营商特制标准上的适应能力。不仅如此．运营商还能对这些适应力进行控制。随着技术的发展．会话移动性也会逐步达到无缝性的程度。
全ＩＰ网络的移动性管理机制涉及多个层面．包括：不同类型接八系统之间的移动性、不同移动机制之间的移动性、
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２０∞年１月（上）■＿
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对频繁移动的处理．移动中的路由优化等。
为了实现不同类型接人系统之间的移动性（如图２所示）并迭到移动性能最优化的目的，全ＩＰ网络会提供通用的开放接口．这样既便于解决终端跨接八系统的移动性问题．也可以让用户终端在运营商的引导下使用合适的接人系统这里用户终端对接八系统的选择和切换．要取决于网络所提供的信息（如负载均衡．用户配置文件）以及终端自身的信息全ＩＰ网络可以通过使用公共的开放接口来实现接入系统问终端移动性的控制．也会为其所支持的其它功能提供相应的开放接口．来解决终端跨接人系统的移动性问题．如用户管理方面的业务（包括：会话控制、策略控制等）。
ＰＳＴＮ—ｌ
窑话控制
全１Ｐ网
簟略控制Ａ接入系统旺＋
Ｉｎｔｅｒｎｅ￡
转动性瞥口
络一全ＩＰ网络
１８Ｉｌ
接入系统１ｌ
路
图２全ＩＰ网络中不同类型接入系统之间的移动性
虽然理想的情况是使用单一化的移动机制．但是由于全ｌＰ网络的形成是一个演进的过程．因此必须要接受可能出现的多种移动机制并存的状况．包括：接人系统、终端技术、各种业务及漫游协议等．都要有不同的移动性能要求；对可能发生变化的安全、服务质量等要求的适应；不同管理域之间移动机制的协调此外，实现移动机制｛移动接八系统）与非移动机制（固定／半固定接八系统）之间的互通．对于全ｌＰ网络的用户移动性和会话移动性也是非常重要的。
由于处于网络和终端之间．并耍在一个较大的区域内提供移动性支持，对于这种情况．以往系统的接八网承担了大部分的移动处理量．因此核心网不需要进行频繁的移动性处理而全ＪＰ网络的情况有所不同．由于可以连接各种不同的接Ａ系统．包括那些只有很少、甚至可能没有任何移动性管
５２秒ｂ逼信
２００８年１月ｆ上）
“－±ｉＰ同络的基扛特征看３Ｇ的发展方向
理的接人系统．此时全ｌＰ网络可能需要承担大部分、甚至全
部移动性管理功能全ｌＰ网络能够支持在这种情况下的终端
移动性．即在全ｌＰ网络和接人系统中进行频繁的切换．同时
还能满足用户的无缝体验要求．此外．全ｌＰ网络的移动性机
制可以随着终端数量的增加和网络规模的扩大而进行扩展．
同时用户的无缝体验要求仍然能够保证
用户终端的移动通常伴随着数据传输的变化．全ＩＰ网络
会提供相应的机制来保持数据传输时的路由优化，当用户终
端移动时．可以直接使用当前所在网络的资源．而不受限于
该网络是否为其归属网络。此类路由优化的机制会独立于所
使用的接人系统、所属的运营商和是否处于漫游状况
３服务质量、安全与私密性保障
除了在３ＧＰＰ的系统内部和系统之间，全ｌＰ网络还能进
一步做到：在不同类型的接人系统之间、以及在“用户一
组”模式中进行端到端服务质量的保障。此外在切换的同时
（接人系统之间）全ｌＰ网络也能保持服务质量的连续性
服务质量通常与计费相关．不同的运营商可能会使用不
同的计费模式，甚至同一个运营商的不同网络区域也可能使
用不同的计费模式，这种计费模式的多样性会导致服务质量
保障策略的多样性．全ｌＰ网络会充分考虑可能出现的各种问
题．包括：会话为”用户一用户”和“用户一组”传输模式
的情况、会话在全ｆＰ网络之间的情况、会话可能遭遇不同的
服务质量保障策略的情况、在全ｌＰ网络内部和全ＩＰ网络之间
出现服务质量保障策略不同的情况。
全ｌＰ网络能为各种终端业务提供好的性能．包括：实时
交互式应用程序（如语音、视频、实时游戏类应用程序）．
非实时交互式应用程序ｌ如网页浏览、远距登录、聊天）．
流媒体应用程序和对话业务。就系统整体而言．全ＩＰ网络能
够在连接建立时间和端到端通信时廷方面同其它高性能的
固定网络和移动通信网络形成竞争。如：全１Ｐ网络的连接建
立时间性能可以达到宽带固网访问Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的程度（如：理
想情况下从点击到页面显示不超过１秒）、而端到端通信时
延的性能也可以达到宽带固网的程度（如：理想情况下为
５０ｍｓ）全ＩＰ网络一些基本的性能参数指标包括：往返时
：：：●责任编辑：熊柳潜ｘｌｉｕｑｉａｎ＠ｍｃ２１ｓｌｃｏｒｎ
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延的要求为５０ｍｓ～７０ｍｓ．丢包率要求为０００１％一０１％．延时抖动的要求在２５ｍｓ到５０ｍｓ之内等。
全ＩＰ网络拥有适应能力很强的安全机制．能够为用户和运营商提供高级另怕々安全性保障。当用户在不同终端设备间移动、或者在某些情况下可能出现重复安全信息时．全ＩＰ网络仍能够进行安全性保障而不会引发其它问题Ｃ如：计费出错】。用户面对的是一套统一的、标准化的安全机制，即便是在跨不同接入系统和不同类型接八系统的情况下．用户的安全性也不会受到太大的影响。由于要提供多接八的环境．全ｌＰ网络使用一个通用并且具有可扩展性的认证和密铜管理架构．这种架构与接入系统之间保持独立。此外，不同的接入技术在安全性方面也是相对独立的，比如：任何一项接入技术上可能出现的安全问题都不会危及其它的接入技术。
全ｌＰ网络具有很强的防卫能力以避免遭受威胁和攻击（包括当前Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中的）．方法之一是网络不会让来授权用户获取合法的ＩＰ地址．从而避免了这些用户与网络实体之间建立连接。而遭受可能的恶意攻击。全ｆＰ网络会通过信息认证机制来保障接收信息的可信度，通过流量保护机制来保障流量的稳定，还可以通过提供台法的拦截机制来满足特定的需求。全１Ｐ网络的运营商可以在不同级别的安全性之间进行选择。一旦产生安全问题．即便是正在进行业务传输时发生接人系统间的切换．对安全问题的解决也不会令终端用户和业务提供商受到明显的影响。全ＩＰ网络的安全机制也适用于网络之间．在漫游情况下．安全策略会由归属地运营商来控制。
全ＩＰ网络能够支持多种用户私密性，包括：通信私密性、位置私密性和身份私密性。通信私密性令通信的源端、目的端以及通信内容受到阀结侧的保护．在没有得到授权之前是无法获取这些信息的。为了提供和维护通信业务．需要在特定的设备上保存相关的位置信息，全ＩＰ网络会通过对这些设备进行控制．来保障用户的位置私密性。此外．对于未授权的第三方．通信用户的身份能够被网络侧所隐藏。
在全ＩＰ网络中将实现身份联台机制，通常用户在面对不同的业务提供商时可能是不同的身份．此时通过身份联合的方式将同一个用户的多种身份进行绑定．从而把多个原本单
责任编辑：熊柳潜ｘｌｉｕｑｉａｎ＠ｍｃ２１ｓｔｃｏｍ＞＞＞独管理的身份系统整合起来．执行相互验证和相互授权任务、共享身份属性。这样一来，网络对于用户就具备了“只置录一次”的特点～全ＩＰ网络能够支持此种身份联合的管理机制．令用户不论是跨网还是跨版本．只要在通过全ＩＰ网络的认证后，便能自动得到相关业务提供商的授权而无需反复认证。
４结束语
通过对上述几个主要方面：与ＩＰ技术的融合．多接入与无缝移动性，服务质量、安全与私密性保障等基本特性的分析阐述．可以认为全ＩＰ网络是一个普遍基于ＩＰ技术、能够独立于业务和接人系统类型而提供通用能力（包括网络控制、数据传输和移动性管理等）的网络。
未来．随着全ＩＰ网络逐步威为现实，它会以一种比以往３ＧＰＰ系统更加充分合理利用网络资源的方式，跨终端、接八系统的向用户提供具有无缝性感受的各种业务．到那时．人们的生活方式和生活质量会因此而更加丰富多彩。
参考文献
【作者简介】
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从全IP网络的基本特征看3G的发展方向
作者：周进怡
作者单位：湖南工业大学计算机科学技术学院
刊名：
移动通信
英文刊名：MOBILE COMMUNICATIONS
年，卷(期)：2008，32(1)
引用次数：0次
参考文献(3条)
1.3GPP Technical Specification 2
2.258 v800.Service Requirements for the A11-IP Network(AIPN)
2.3GPP Technical Specification 22.278 v810.Service requirements for evolution of the 3GPP system
3.3GPP Technical Report 22.978 v710.A11-IP Network(AIPN)feasibility study
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/0711818733.html,/Periodical_ydtx200801010.aspx
下载时间：2009年10月24日