CDMA 20001x中的分組網(wǎng)技術(shù)-新品速遞

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劉心剛(空程大學(xué)電訊工程學(xué)院陜西西安）

CDMA2000lx是CDMA2000的階段，并于1999年6月由ITU(國際電信聯(lián)盟)確立的標(biāo)準(zhǔn)。CDMA2000lx系統(tǒng)由于引入了高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和IP技術(shù)，他能提供153．6kb／s的數(shù)據(jù)速率，為支持各種多媒體分組業(yè)務(wù)打下了基礎(chǔ)，與GSM系統(tǒng)中的GPRS(GeneralPacketRADIoService，通用分組無線業(yè)務(wù))相比，CDMA2000系統(tǒng)并沒有試圖建立一整套完整的自己獨(dú)有的分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是本著盡可能地利用通信領(lǐng)域已經(jīng)取的成果的原則，大量地利用IP技術(shù)，構(gòu)造自己的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。按照采用的協(xié)議不同，分組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以分為簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)IP兩種。1簡(jiǎn)單IP簡(jiǎn)單IP是網(wǎng)絡(luò)分組業(yè)務(wù)的基本業(yè)務(wù)模式，他類似于撥號(hào)業(yè)務(wù)。用戶要享受數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)，要采用類似撥號(hào)的方式和PDSN建立PPP(點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議)連接，PDSN負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)。用戶連接時(shí)，將得到一個(gè)由網(wǎng)絡(luò)分配的動(dòng)態(tài)的IP地址，每次連接得到的IP地址可能不同。用戶終止數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)，斷開連接。如果該用戶一直處于同一PDSN所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)中，他可以保持分配的IP地址不變。但當(dāng)用戶移動(dòng)出上述PDSN所覆蓋的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將終斷用戶當(dāng)前的連接，如果用戶需要繼續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)，必須重新?lián)芴?hào)連接，網(wǎng)絡(luò)將分配給用戶一個(gè)新的IP地址。由于用戶每次連接得到的IP地址可能不同，所以簡(jiǎn)單IP只能提供用戶主動(dòng)發(fā)起的業(yè)務(wù)(這類業(yè)務(wù)被稱為Get業(yè)務(wù))，而不能提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)發(fā)起的業(yè)務(wù)(這類業(yè)務(wù)被稱為Push業(yè)務(wù))。同時(shí)，簡(jiǎn)單IP不能保證用戶移動(dòng)時(shí)業(yè)務(wù)的持續(xù)性。簡(jiǎn)單IP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

簡(jiǎn)單IP的分組網(wǎng)絡(luò)主要包括分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)PDSN，遠(yuǎn)端撥號(hào)接人用戶RADIUS服務(wù)器。PDSN直接與CDMA2000無線接入網(wǎng)連接，負(fù)責(zé)管理用戶狀態(tài)，轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)，并為移動(dòng)終端分配動(dòng)態(tài)IP地址oRADIUS服務(wù)器主要完成人，授權(quán)和計(jì)費(fèi)功能(故RADIUS也稱為AAA，Authentication，Authorization，Accounting)；代理RADIUS服務(wù)器負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)拜訪地RADIUS服務(wù)器和歸屬RADIUS服務(wù)器之間的和計(jì)費(fèi)信息。簡(jiǎn)單IP的呼口叫流程為：MS首先要與無線網(wǎng)絡(luò)RAN建立空中接口鏈路。之后，PCF向PDSN發(fā)出REQ請(qǐng)求消息。PDSN收到該消息后，發(fā)出響應(yīng)消息，并開始與移動(dòng)臺(tái)建立鏈路層連接。在完成鏈路控制協(xié)議LCP后，PDSN向AAA發(fā)送接人請(qǐng)求消息(AccessRequest)，啟動(dòng)過程。AAA完成過程后，向PDSN發(fā)送接人接受消息(AccessAccept)。之后，PDSN開始與MS建立IP控制協(xié)議IPCP(1PControlProtocal)。在完成IPCP的建立后，進(jìn)一步完成MS與PDSN之間的PPP連接。PPP連接建立以后，移動(dòng)用戶就已經(jīng)連接至業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)，可以開始分組數(shù)據(jù)的傳輸。簡(jiǎn)單IP網(wǎng)絡(luò)不但能為移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶提供基本的互聯(lián)網(wǎng)接人服務(wù)，還可以為移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶提供虛擬專用撥號(hào)網(wǎng)(VPDN)技術(shù)。在VPDN中，用戶通過PDSN撥人，PDSN通過AAA返回的屬性判斷該用戶是否為VPN用戶。如果是，PDSN向指定的L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)發(fā)起L2TP隧道建立請(qǐng)求，LNS對(duì)用戶管理，如圖2所示。L2TP隧道通過IPsec技術(shù)加密，更加提高了PDSN與LNS通信的安全性。

2移動(dòng)置IPCDMA2000網(wǎng)絡(luò)支持的另一種移動(dòng)分組業(yè)務(wù)是移動(dòng)IP。當(dāng)用戶采用移動(dòng)IP接人時(shí)，可能使用靜態(tài)IP地址，也可能使用動(dòng)態(tài)IP地址，具體方案取決于運(yùn)營的策略。用戶可以在CDMA2000分組域網(wǎng)絡(luò)中隨意移動(dòng)，而保持同一個(gè)IP地址。因此，移動(dòng)IP不僅能提供簡(jiǎn)單移動(dòng)IP所能提供的所有業(yè)務(wù)，還能提供Push業(yè)務(wù)。但如果要開展移動(dòng)IP業(yè)務(wù)，需要具備2個(gè)條件：(1)需要有支持MIP業(yè)務(wù)的終端。(2)網(wǎng)絡(luò)中要添加一個(gè)新的設(shè)備歸屬代理服務(wù)器)。移動(dòng)IP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示，

與簡(jiǎn)單IP相比，移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中增加了HA，HA具有公共的IP地址并且不位于一個(gè)專用網(wǎng)之內(nèi)，移動(dòng)用戶通過PDSN／FA到HA注冊(cè)，并從HA獲得IP地址，之后在DSN／FA和HA之間建立一條單向(從HA到PDSN)的業(yè)務(wù)隧道(Tunnel)，然后就可以訪問互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。與簡(jiǎn)單IP的呼叫流程不同，移動(dòng)IP呼叫過程中，在'PP連接建立之后，MS向PDSN發(fā)出移動(dòng)IP請(qǐng)求信息。之后，PDSN才開始啟動(dòng)過程，通過訪問AAA(FAAA)向歸屬系統(tǒng)AAA(HAAA)發(fā)出接入請(qǐng)求信息。待通過后，再向HA發(fā)出移動(dòng)IP請(qǐng)求消息，并接收到的響應(yīng)消息轉(zhuǎn)發(fā)給MS。終在PDSN與MS之間建立PPP連接，而在PDSN與MS之間建立IP-in-IP連接。在移動(dòng)IP中，用戶獲得的IP地址不再由PDSN／FA分配，而是由HA分配的，無論用戶是歸屬地還是漫游地，用戶獲得的都是HA地址中的IP地址，并在移動(dòng)過程中保持不變。在移動(dòng)IP的模式下，數(shù)據(jù)的上行是首先從移動(dòng)用戶發(fā)送到PDSN／FA，PDSN再將數(shù)據(jù)包直接路由轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備。而在下行方向上，因?yàn)橐苿?dòng)用戶的路由消息經(jīng)由HA發(fā)送到公用IP網(wǎng)，因此數(shù)據(jù)包是由目標(biāo)設(shè)備首先路由轉(zhuǎn)發(fā)到HA，通過HA經(jīng)IP-in-IP隧道發(fā)送到PDSN／FA，F(xiàn)A再轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。這樣就構(gòu)成了移動(dòng)IP特有的三角路由模式，如圖4所示P而且只要用戶的IP地址不變，用戶服務(wù)就不會(huì)中斷。

對(duì)于移動(dòng)IP的專用網(wǎng)接人方式，移動(dòng)用戶的PPP連接同樣終止于PDSN，HA作為一個(gè)專網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，具有公共的IP地址，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過PDSN／FA到HA注冊(cè)，從HA獲得企業(yè)內(nèi)部的IP地址，之后在PDSN／FA和HA之間建立一條雙向業(yè)務(wù)隧道，移動(dòng)用戶就可以自由訪問企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，而移動(dòng)用戶能否訪問公用IP網(wǎng)，取決于網(wǎng)關(guān)設(shè)備的路由和地址翻譯策略。在這種專用網(wǎng)的接人方式中，數(shù)據(jù)的上行首先從移動(dòng)用戶發(fā)送到PDSN／FA，PDSN再將數(shù)據(jù)包通過隧道發(fā)到HA，經(jīng)由HA路由轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)部主機(jī)，即需要在PDSN／FA之間建立反向IP-in-IP隧道。在數(shù)據(jù)的下行方向，因?yàn)橐苿?dòng)用戶的路由消息是經(jīng)由HA發(fā)送到PDSN／FA，F(xiàn)A再轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)用戶。數(shù)據(jù)在移動(dòng)IP隧道中傳輸時(shí)可以不加密和IPsec加密2種選擇。3簡(jiǎn)單重P和移動(dòng)重P的簡(jiǎn)單對(duì)比作為3GPP2(第三代伙伴項(xiàng)目)無線網(wǎng)絡(luò)提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的兩種方式：簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)IP，他們具有各自不同的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)工P的區(qū)別首先體現(xiàn)在對(duì)移動(dòng)用戶的移動(dòng)性支持上。在CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中，分組數(shù)據(jù)用戶的移動(dòng)性體現(xiàn)為三個(gè)層次：蜂窩移動(dòng)性，PCF到PDSN分配，所以簡(jiǎn)單IP模式只能支持二級(jí)移動(dòng)性，而不能對(duì)IP移動(dòng)性提供支持。簡(jiǎn)單IP和移動(dòng)IP的差異還體現(xiàn)在移動(dòng)終端的支持＼配置方式＼專網(wǎng)接人方式等諸多方面。4CDMA2000分組業(yè)務(wù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀符合國際標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000的CDMA無線網(wǎng)絡(luò)從第二代(2G)的工S-95A／工S-95B起步，目前已發(fā)展到CDMA2000hRTT(2．5G)階段。對(duì)應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，數(shù)據(jù)接入也經(jīng)歷了模擬接人，電路交換及分組交換3個(gè)階段，用戶接人的速率從9．6kb／s發(fā)展到144kb／s。中國的CDMA網(wǎng)絡(luò)目前由中國聯(lián)通運(yùn)營。中國聯(lián)通從2022年開始大規(guī)模使用工S-95A網(wǎng)絡(luò)，并在工S-95A網(wǎng)絡(luò)中層開數(shù)據(jù)接人實(shí)驗(yàn)，取得了良好的效果，為給用戶提供更豐富的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，中國聯(lián)通又使CDMA網(wǎng)絡(luò)跳過IS-95B階段，直接升級(jí)到CDMA20001xRTl，階段。由CDMA20001xRTT分組網(wǎng)能提供較高的速的接人，在CDMA2000lxRTT網(wǎng)上就能夠提供許多非常有吸引力的業(yè)務(wù)。目前中國聯(lián)通在CDMA-20001xRTT，網(wǎng)上開展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)統(tǒng)一品牌為聯(lián)通無限--互動(dòng)視界＼彩e＼定位之星＼神奇寶典、掌中寬帶5大類應(yīng)用。結(jié)語方式。例如，通過簡(jiǎn)單的IP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁瀏覽，收發(fā)E-mail等，這類用戶的位置相對(duì)比較固定，即使PDSN間的切換而導(dǎo)致通訊中斷也無關(guān)緊要。移動(dòng)IP的優(yōu)勢(shì)在于移動(dòng)用戶在PDSN間轉(zhuǎn)換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通信不會(huì)中斷，通過移動(dòng)用戶的接入方式，移動(dòng)用戶可以方便地獲得定位業(yè)務(wù)＼實(shí)時(shí)被叫、移動(dòng)ICQ、移動(dòng)電子商務(wù)＼多媒體會(huì)議等服務(wù)。由于簡(jiǎn)單IP技術(shù)本身所存在的局限性，隨著新業(yè)務(wù)的推廣，移動(dòng)IP技術(shù)在CDMA的分組接人中的比重將會(huì)越來越大。CDMA2000下一步的發(fā)展趨勢(shì)將是CDMA2000lxEV(Evolution-Do(DataOnly)和CDMA20001xEV-DV