共創(chuàng)靈活、機動的全IP網絡 - 全文

UMTS 從1999年第一個版本R99開始，就采用了ATM的技術平臺，IP作為一個強有力的競爭技術卻因為QoS、安全性等原因而未被采用。但是，作為數據時代的霸主，IP技術終究和UMTS這個以寬帶接入為特色的技術有著不解之緣。

一、UMTS之初，ATM獨領風騷

3GPP定義的UTRAN網絡結構主要接口是Iub、Iur和Iu（包括Iucs和Iups），這些接口上的協(xié)議棧分為無線網絡層和傳輸網絡層。UTRAN的傳輸網絡實際上指在Iub/Iu/Iur上位于無線網絡層下的傳輸資源，分別是數據承載（Data Bearer）和信令承載(Signalling Bearer)。3GPP在早期制訂R99/R4 UTRAN 規(guī)范的時候，曾經為選擇IP技術還是ATM技術做了深入的探討和分析，兩種技術各有優(yōu)缺點，ATM技術成熟、QoS質量保證高，而IP組網靈活、傳輸效率高，實在讓人難以取舍。但因為當時IP傳輸技術被認為還沒有成熟，并且2G系統(tǒng)也大多采用TDM技術，因此3GPP最終推薦了ATM技術。其面向連接的特性可以很好地保證業(yè)務質量，并可發(fā)揮ATM的統(tǒng)計復用、QoS保證等優(yōu)勢，這樣常用的傳輸配置是：在Iub接口上因為傳輸流量小通常采用IMA E1傳輸，在Iu/Iur上通常采用ATM over STM-1傳輸。 即便是R4中的Iu-PS上的IP，也不是真正的IP傳輸承載，僅僅是IP over ATM，這時真正的傳輸承載是ATM。ATM作為3GPP定義的主流二層承載技術，由于其有面向連接及完善的服務質量保證機制、有良好的帶寬顆粒度、技術成熟、部署廣泛，適合于R4 CS域對話音業(yè)務的承載和PS域對多媒體業(yè)務的承載。目前在全球部署的大多數UMTS網絡都采用ATM作為承載，也是目前較為成熟的解決方案。

ATM的特征是面向連接和帶寬保障，比較適合傳統(tǒng)話音業(yè)務和固定帶寬的PS業(yè)務（如R99的PS業(yè)務）的傳送。針對突發(fā)性的可變速率的各類IP業(yè)務，ATM平臺很難在高效和無阻塞之間取得平衡；ATM配置管理的復雜性也使得系統(tǒng)很難實現大容量的擴展，難以在容量和配置靈活性之間取得平衡?；贏TM架構的UMTS平臺，在數據業(yè)務高速發(fā)展今天及將來，在傳輸容量、傳送效率、組網方式等方面都正在暴露其固有的局限性。

二、需求驅動，IP應運而生

基于IP的Internet業(yè)務的爆炸式增長給傳統(tǒng)網絡帶來了前所未有的變革，使其在業(yè)務發(fā)展、流量模式、運營方面發(fā)生了巨大變化。IP技術在Internet上的成功，使其在移動網絡的業(yè)務和承載上也必將得到全面應用，未來的移動通信從網絡到終端均將使用基于IP的協(xié)議通信，包括結構IP化、承載與業(yè)務IP化的全過程。IP技術在移動網絡的應用，首先將改變承載網絡的方式。從系統(tǒng)可擴展性、節(jié)約網絡建設成本等方面考慮，以IP為核心的傳輸承載將逐漸從核心網向無線接入網滲透，并將最終成為無線接入網傳輸承載層的主流協(xié)議。

總體來說，移動網絡全IP化將有助于建立統(tǒng)一的承載網，同時簡化移動網絡結構，提高網絡承載能力，支撐移動寬帶業(yè)務的快速部署。從業(yè)務模式和業(yè)務運營的角度看，移動網絡全IP化將帶來兩點變化。首先是通信方式的變化，移動IP化將真正實現話音和數據的業(yè)務融合，語音和數據將在一個統(tǒng)一的基于IP技術的平臺上進行傳送，未來的移動網絡將實現全包交換，語音和數據都由IP包來承載，語音將會弱化為數據的一種應用。其次是運營模式的變化，移動IP技術使得為用戶快速、高效、方便地部署豐富的應用服務成為可能。這將對傳統(tǒng)的電信運營商產生巨大的沖擊，單獨從簡單話音業(yè)務中追尋利潤的空間會變得越來越小。IP網絡具有靈活的自主路由尋址能力，可以方便地實現移動網元之間的備份功能，在網元節(jié)點出現故障情況下，業(yè)務能夠得到恢復保護；采用IP組網方式能夠為基站提供FE/GE接口，FE相當于50個E1的帶寬，能在很大程度上滿足基站的帶寬要求；IP組網帶來的帶寬能力的提升，很好地解決了由HSPA技術引發(fā)傳輸成本增加的問題。此外，相對較低的IP設備成本和網絡維護人力成本將會進一步降低運營商的CAPEX和OPEX；相對于ATM對多業(yè)務，特別是，IP業(yè)務較弱的支持能力，基于IP的組網不僅可以解決語音業(yè)務的承載，而且可以實現綜合業(yè)務承載，基于IP的彈性管道很好地適應了數據業(yè)務的TCP流量機制，傳送效率更高，速度更快。

鑒于IP在高數據業(yè)務負荷時有更高的鏈路利用率，并且有更好的開放性，更低的成本，更能滿足用戶的通信需求，所以3GPP還是及時地在R5的UTRAN規(guī)范里正式推薦IP傳輸選項。根據3GPP的工作項目 “IP Transport in UTRAN” 的最終輸出報告RP-020135，包括25.933，共有18個3GPP規(guī)范描述了IP傳輸，主要涉及到Iub/Iur/Iu接口，從而為核心網和無線接入網全網向IP傳輸演進打下了理論基礎。

隨著協(xié)議的逐漸完善和產業(yè)鏈的成熟， IP技術正在被逐漸引入UMTS網絡，這不僅可以大幅度提高網絡數據承載能力，更可以緩解3G運營商當前面臨的巨大傳輸壓力，特別是HSPA等無線寬帶技術的商用對接入網傳輸帶來的挑戰(zhàn)。