科技月热点技术讲座之三移动互联网.ppt

1,移动互联网技术交流,谭景华 中国电信广州研究院 2010.6,2,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台,3,2.5G,2G,3G CDMA - IMT-2000 Compliant,DECT (Europe),TD-SCDMA (China),Voice 9.6k CSD,Voice 9.6k CSD,cdmaOne IS-95-A,Voice 14.4k CSD & PD,GSM,114k PD Bkwd Comp,GPRS,384k PD,TDMA,EDGE,64k PD Bkwd Comp Korea/Japan,IS-95-B,Voice 9.6 kbps,Voice 28.8 kbps,PDC,PDC,Harmonization,移动通信发展历程,4,移动通信标准化组织,IMT-2000,3GPP,3GPP2,ETSI,ATIS,TIA,CCSA,ARIB,TTC,TTA,欧洲,北美,亚太,UMTS-WCDMA 98.12成立 GSM核心网 WCDMA RTT TDD-CDMA RTT,CDMA2000 99.1成立 ANSI-41核心网 CDMA2000 RTT,5,CDMA2000 EV-DO Rev.0,国际标准组织的移动技术演进路线,2009,2010,2008,2007,2010,2009,WiMAX enh. (16e new profile plus 16m),2006,3GPP,3GPP2,Mobile WiMAX 802.16e,Fixed WiMAX 802.16d,Mobile WiMAX 802.16e,CDMA2000 EV-DO Rev.A,Mobile WiMAX 802.16e,HSDPA,HSUPA,HSPA+,WiMAX,标准上有3条主要的标准演进方向 WiMAX, GSM/UMTS/LTE (3GPP), CDMA/EVDO/UMB (3GPP2),CDMA2000 EV-DO Rev.B,LTE (FDD)/UMB,LTE （FDD,TDD),6,CDMA2000 1X 高话音容量 153.6Kbps 数据,CDMA2000 提供极平滑的演进 EV-DO Rev.A 实现真正融合 IMS,EV-DO Rev.A 3.1Mbps 下行数据 1.8Mbps 上行数据 QoS 服务质量 BCMCS 多播广播 VoIP / 多媒体 / IMS,EV-DO Rev.0 2.4Mbps 下行数据 153.6Kbps上行数据,EV-DO Rev.B 多载波DO 73.5 Mbps下行数据 27 Mbps上行数据,速率,2002 2004 2006 2008,商用时间,UMB (EV-DO Rev.C) 288Mbps下行 75Mbps上行 继续提高系统的效率 大幅度提高峰值数据速率和系统容量，降低时延 OFDM MIMO 更高级的编码和调制机制,CDMA2000技术演进及规模商用时间,7,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台,8,8,CDMA整体网络结构,MS,IP网络,PSTN,PDSN,/,FA,MSC,PCF,BSC,HLR,MC,Other,MSC,BTS,C,E,Ai,Q,A,Abis,Um,N,EIR,F,A10/A11,CDMA2000 系统结构图,AAA,HA,VLR,D,B,AUC,H,无线侧,核心网分组域PDSS,核心网电路域MSS,BSS,9,CDMA 2000 1x分组网络结构及功能实体,Mobile Station Mobile Client,MSC/VLR,Visited AAA,Access Network BSC/PCF,PDSN/FA,PDSN/,R-P interface A10/A11 MIP/GRE,无线接入子系统,分组数据子系统,移动交换子系统,10,网络中各功能实体说明（1）,移动终端MS（ Mobile Station） 指具备cdma2000分组数据业务能力的手持移动台、车载台、固定台、笔记本电脑和PC电脑 。 基站子系统BSS（Base Station Subsystem） 基站子系统和PCF共同构成了无线接入网（RAN），完成普通电话业务、数据业务等各类业务的接入功能。 PCF（Packet Control Function）分组控制功能 PCF主要参与分组数据呼叫控制全过程。包括分组数据呼叫在起呼过程中通信链路的建立，在释放过程和分组数据硬切换过程中的通信链路的释放 。,注：PCF在逻辑上是一个独立的功能实体，但在物理上是与BSC合设在一起的。,11,网络中各功能实体说明（2）,PDSN（Packet Data Service Node）分组数据服务结点 是承接无线网络和分组数据网络的无线分组数据接入网关，提供Simple IP和Mobile IP接入方式，为cdma2000移动台提供访问Internet或Intranet的服务。 主要功能如下： 支持A11/A10接口，维护与BSC/PCF间的R-P会话和数据承载通道。 承担接入网络服务器（NAS，Network Access Server）角色，负责建立或终止和MS之间的PPP会话； 维护和管理R-P会话和PPP会话，实现无线用户接入控制和移动性管理。 承担AAA客户端功能，配合完成用户的鉴权、授权和计费功能。 提供简单IP服务时，PDSN类似于网络接入服务器，为用户分配IP地址（也可要求AAA分配）。 在提供移动IP服务时，PDSN实现FA（Foreign Agent）功能，为移动台提供IP转交地址和IP选路服务。 支持移动数据VPN，承担L2TP接入集中器（LAC）角色，为企业用户远程接入到企业内部LNS提供分组传输承载。 支持后付费和预付费接入，对于预付费用户，监控用户配额的使用情况，负责用户配额的在线更新和资源回收。,12,网络中各功能实体说明（3）,AAA（Authentication，Authorization ，Accounting Server）鉴权、授权与计账服务器 AAA Server是鉴权、授权与计帐服务器，又称RADIUS服务器。 对分组数据呼叫用户进行鉴权，判决用户的合法性，判决哪类业务对用户有效，并进行相应的授权。 从PDSN收集计费信息，实现分组数据呼叫计费功能。 同时，AAA完成用户的数据业务开户管理功能。,13,网络中各功能实体说明（4）,HA（ Home Agent ） 归属代理 HA是在MS归属网上的路由器，负责维护MS的当前位置信息，建立MS的IP地址和MS转交地址的对应关系，当移动台离开注册网络后，需要向HA进行登记；HA在收到发往移动台的数据包时，将通过HA与FA之间的隧道（tunnel）将数据包送往移动台的转交地址，再由转交地址解隧道封装后发给MS，完成移动IP功能。 简单IP不需要HA，移动IP需要HA 。 FA（ Foreign Agent ）外地代理 FA集成于PDSN之内，由 PDSN实现FA功能，遵循标准Mobile IP规范。 为移动台提供IP转交地址和IP选路服务。 提供反向隧道功能。,注：转交地址(care-of address)是隧道的一个端点，可以是FA（即PDSN）的地址（外部代理转交地址）或临时分配给MS的地址（与MS驻于同一地点的转交地址）。,14,网络接口说明（1）,R-P接口 R-P接口指无线网络（PCF）和PDSN之间的接口，建立在R-P接口上的逻辑连接称为R-P会话， MS和PDSN之间的PPP链路就是靠R-P会话传输的。 A11接口 承载R-P接口信令控制的通道，又称A11信令接口，采用RFC2002定义的MIP协议格式，遵循3GPP2 A.S0017接口规范 A10接口 承载R-P接口分组数据媒体流的通道(业务接口)，采用GRE封装格式 用户接入时，PCF与PDSN间通过A11信令协商，为MS建立A10通道。MS与PDSN间的PPP会话协商及MS的数据报文都承载在该A10通道上，PDSN负责将A10通道的MS的数据报文转发到PI侧的Internet、增值业务网、或VPN网络 。 P-I接口 P-I接口之PDSN与互联网或者业务网络之间的接口。,15,网络接口说明（2）,PDSN与AAA的间的接口 鉴权接口： MS与PDSN间进行PPP协商时，PDSN将来自MS的鉴权信息通过RADIUS 报文转发给AAA，由AAA进行相关的认证。 如果MS认证通过，则PDSN允许MS的接入，继续与MS协商PPP会话。 如果MS认证失败，则PDSN拒绝MS的接入，并通知PCF释放A10通道 。 计费接口： PDSN需要统计无线侧和网络侧的计费参数，生成计费UDR，通过RADIUS Accounting消息发送AAA服务器，提供原始的计费信息,16,CDMA 2000 Evdo网络结构及功能实体,Mobile Station Mobile Client,Visited AAA,Access Network BSC/PCF,PDSN/FA,PDSN/,IP Network,AN-AAA,A12,17,网络中各功能实体说明（5）,AN-AAA接入网鉴权、授权与计帐服务器 AN-AAA 是Access Network-Authentication，Authorization ，Accounting Server）的简称。 AN-AAA作为接入网认证服务器，承担AN-Level接入网级的鉴权认证功能，完成EV-DO用户终端身分合法性的校验和授权功能。 与cdma2000 1X网络不同的是，在标准的cdma2000 EV-DO网络中，不存在电路域核心网设备，即移动交换子系统。 AN-AAA完成EV-DO用户终端的开户管理功能，用户终端身份有效性的校验由AN-AAA实现。 AN-AAA可以与 AAA的分设或者合设。,18,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台,19,19,整体承载架构图,20,中国电信CDMA IP综合承载的业务及网元如下： 电路域的承载：MSCe、MGW、HLR等移动软交换网元 分组域的承载：PDSN、AAA（ANAAA）、HA、LNS等 无线侧的承载：BSCPCF(1X)/RNC(EVDO) 业务网络的承载：全国层面业务和省层面业务 全国层面业务：NMSC,ISAG ROUTER,全国WAP门户,JAVA下载平台,全国MMS互通网关,ENUM-DNS,BREW,定位平台,Unija,彩E等 省层面业务：ISMP,ISAG,WAP GW,MMS,短信中心,短信业务网关,省级WAP门户等 支撑系统的承载：网管系统、计费系统等,20,承载的业务及网元,21,移动通信各个业务通过不同的VPN进行承载，以实现各业务的隔离。通过VPN的联通实现业务间的互通。 移动通信IP承载网主要通过CE+CN2/163 网络，CE负责CDMA核心网元汇聚，CN2网络负责各业务VPN的长途承载，163网络负责移动互联网访问业务等的承载。 省会CE兼作PI路由器，同时连接163和CN2网络。 安全原则：分组域、电路域、IT等各专业VPN必须隔离，承载平台必须能防范DDOS攻击。,移动互联网业务维护技能竞赛办公室编制,21,整体承载思路,22,整体承载逻辑示意图,23,23,承载网VPN逻辑结构,24,PI-0 VPN： 主要承载国际漫游业务和移动IP业务；公网访问直接通过CE与163网之间的接口实现，不通过CN2来承载。 PI-1 VPN: 主要承载AAA、分组核心设备路由、业务平台路由、除互联网业务外的其它业务路由。 PI-2 VPN：主要承载私网LNS的VPDN业务以及彩e业务。 RP VPN：以省为单位，承载RP信令和业务流 。 IP综合网管VPN：承载PDSN、PCF、AAA、PI网络设备的管理通道 IT VPN：集团到省的IT计费专网。 移动软交换VPN：承载C网语音的信令和媒体信息。 移动软交换网管VPN：承载软交换带外网管。,移动互联网业务维护技能竞赛办公室编制,24,PE VPN的设计,25,CE VPN的设计,CE采用MPLS VPN组网，VPN统一按PE部署方式，CE和PE之间采用OPTION A的方式对接。CE上各VPN和VPN之间的互访需求如下： PI-0用于与互联网的互通，国际漫游的承载、移动IP的承载 PI-1网络需要实现本身的互通，并实现和AAA系统的互通。 PI-2网络需要实现本身的互通，并实现和AAA系统的互通。 RP网络需要实现本身的互通，并实现和AAA系统的互通。 IT系统之间需要实现互通，AAA/DB通过独立接口实现和IT互通，MSCe、HLR通过独立的IT接口实现与IT系统的互通。 在CE侧，C网软交换的信令和媒体都划到一个VPN里。软交换网管单独设置VPN。 IP设备设置带外网管VPN，管理的带外网管设备包括：AAA、PDSN、PCF、防火墙、CE。 AAA VPN：只在省CE部署，AAA或者AN-AAA之间的跨省互访通过CN2 PI-1 VPN进行承载。,26,承载网VPN互联拓扑图,27,分组域承载网络拓扑示意图,移动分组域,PDSN,CN2,163,163,CE,CE,PDSN,AAA,MAN,WAG,AP,PE,PCF,移动分组域,PDSN,CE,CE,PDSN,AAA,MAN,WAG,AP,PCF,PE,省1,省2,漫游,RAN,省业务平台,省业务平台,全国业务平台,RAN,CTNET,CTWAP,通过CE+CN2/163 网络承载。CE采用MPLS组网，负责CDMA核心网元汇聚；CN2网络负责各业务VPN的长途承载；163网络负责移动互联网访问业务的承载。 PCF至PDSN的RAN通过CE的RP VPN和CN2的RP VPN承载。,28,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台 第1节 简单IP接入 第2节 移动IP接入 第3节 无线VPDN 第4节 WAP业务 第5节 ISMP和ISAP,29,简单IP业务,30,简单IP协议栈,31,简单IP业务流程,32,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台 第1节 简单IP接入 第2节 移动IP接入 第3节 无线VPDN 第4节 WAP业务 第5节 ISMP和ISAP,33,移动IP业务,34,移动IP协议栈（用户面）,35,移动IP协议栈（控制面）,36,移动IP业务流程,37,PMIP,在PMIP方式下，用户终端仍然是简单IP终端，PDSN将为其代理发起移动IP的流程。,38,CMIP,CMIP 即传统的移动IP 实现方式。它的MIP 客户端驻留在移动终端上, 由移动终端实现移动IP 的注册和定期更新, 在发生跨子网切换时, 由移动终端发起MIP 的重新注册。,39,CMIP和PMIP的比较,40,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台 第1节 简单IP接入 第2节 移动IP接入 第3节 无线VPDN 第4节 WAP业务 第5节 ISMP和ISAP,41,无线VPDN业务,VPDN全名为虚拟私有拨号网络（Virtual Private Dialup Networks），是指以拨号接入方式上网，通过对网络数据的封包和加密在公网上传输私有数据，达到私有网络的安全级别，从而利用公众网络的架构来构筑企业之私有网络。 无线宽带VPDN业务是基于CDMA 1X/EVDO高速分组数据网络，利用L2TP隧道技术为客户构建的与公众互联网隔离的虚拟专用网络。用户可使用移动终端或PC通过无线宽带VPDN网络安全地访问客户网络或应用系统。,42,网络参考模型,43,实现过程,终端用户使用用户名（XXX域名）拨号，通过基站、无线侧设备BSC/PCF与PDSN发出连接请求。PDSN将用户接入请求转发给接入AAA，接入AAA根据用户域名判断用户是否VPDN用户，是否具有接入权限。接入AAA认证通过后，向PDSN返回VPDN属性。PDSN根据接入AAA返回的VPDN属性（包括LNS地址，隧道类型、L2TP隧道密钥等）和LNS建立L2TP隧道。PDSN向LNS传送用户名、密码、认证方式等信息。VPDN AAA根据LNS传送过来的用户名、密码、认证方式等信息对终端用户进行二次认证，认证终端用户是否能接入用户网络。认证通过后，LNS分配终端用户IP地址，终端用户和LNS建立PPP连接，完成客户网络的接入。,44,L2TP实现原理及协议堆栈图,45,VPDN业务认证流程图,46,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台 第1节 简单IP接入 第2节 移动IP接入 第3节 无线VPDN 第4节 WAP业务 第5节 ISMP和ISAP,47,WAP业务描述,什么是WAP业务? WAP业务是基于无线应用协议，终端通过WAP网关向CP/SP发起浏览请求(Pull）或接收CP/SP下发消息(Push)的业务。 如浏览新闻、图铃下载、收发邮件、接受Push消息等。 浏览类业务（Pull业务） 用户通过终端浏览器上网浏览移动互联网的内容 网络侧发起的业务（Push业务） 包括邮件到达通知、业务访问指示、广告等由网络侧的应用服务器主动发起的业务 支持多媒体消息业务(MMS) MMS采用WAP网关作为通信承载 支持下载类业务 通过WAP网关下载游戏、电子书籍,48,WAP Pull业务组网方式,WAP GW按省建设，与所有的ISMP全互联 省WAPGW只和本省的ISAG连接，支持从ISAG接入的PUSH业务 WAPGW与省门户和全国门户IP互联,49,WAP Pull业务流程,1、用户与接入地WAPGW建立连接，并触发请求到WAP网关（WPAGW根据用户访问的URL的计费信息判断是否为计费的Pull业务，如果是则执行2，否则执行6） 2、WAP网关向Enum-DNS获取用户归属ISMP信息 3、Enum-DNS返回归属ISMP信息 4、WAP网关向ISMP发起鉴权计费请求 5、ISMP进行鉴权扣费，并将结果通知给WAP网关 6、用户发起上网浏览请求 7、将内容返回给用户,50,WAP Pull业务漫游实现方式,归属省业务的业务信息（例如计费URL等）由归属省ISMP同步给全国各省ISMP； 用户在拜访地使用需要鉴权计费的归属省业务时，由漫游地WAP网关接入，触发至归属ISMP进行鉴权计费,51,WAP Push业务组网方式,52,WAP Push业务流程,WAP 网关,承 载 网,6,1,2,1、PI发起PUSH请求 2、WAP网关返回PUSH响应 3、WAP网关向ISMP发起鉴权、计费请求 4、ISMP将鉴权计费结果通知给WAP网关 5、通过短信方式将PUSH发给SMSC 6、若终端为异地用户，则由信令网将PUSH消息转发到用户归属SMSC后再下发,PI,SMSC,5,3,4,ISMP,53,内容介绍,第1章 移动通信发展概述 第2章 CDMA的分组域网络架构 第3章 CDMA网IP综合承载 第4章 CDMA业务及系统平台 第1节 简单IP接入 第2节 移动IP接入 第3节 无线VPDN 第4节 WAP业务 第5节 ISMP和ISAP,54,网管,承载网,CRM,计费系统 实时计费 非实时计费,Billing,SCP,垂直业务系统,SMS 短信,MMS 彩信,SMS GW,业务管理平台,业务管理平台,CP/SP: 提供不同类型的增值业务，需要与不同的系统接入，与不同的部门打交道 运营商: 各种网络的业务实现相互独立，很难提供组合型的业务 业务类型迅速增多，无法有效的利用现有资源来提高竞争力 大量的相互独立的数据库，及功能接近的认证鉴权计费机制，存在极大的数据冗余 各个业务系统和支撑系统有大量的接口，使维护管理复杂 相互独立的业务实现导致运营和维护成本很高,垂直业务网络系统架构,55,水平业务网络系统架构,承载网,业务网,ISAG 业务接入网关,水平业务系统,网