科技月热点技术讲座之三移动互联网.ppt

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1、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,Voice14.4k CSD&PD,GSM,114k PDBkwd Comp,GPRS,384k PD,TDMA,EDGE,64k PDBkwd CompKorea/Japan,IS

2、-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-WCDMA98.12成立GSM核心网WCDMA RTTTDD-CDMA RTT,CDMA200099.1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 en

3、h.(16e new profile plus 16m),2006,3GPP,3GPP2,Mobile WiMAX 802.16e,Fixed WiMAX802.16d,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1

4、53.6Kbps 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.A3.1Mbps 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.02.4Mbps 下行数据153.6Kbps上行数据,EV-DO Rev.B多载波DO73.5 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OFDMMIMO更高级的

5、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 St

6、ationMobileClient,MSC/VLR,VisitedAAA,Access NetworkBSC/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（Pack

7、et 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

8、/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

9、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

10、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（

11、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

12、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 Ac

13、counting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 StationMobileClient,VisitedAAA,Access NetworkBSC/PCF,PDSN/FA,PDSN/,IPNetwork,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

14、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：

15、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+CN2/16

16、3 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。

17、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

18、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

19、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

20、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）,3

21、6,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

22、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

23、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

24、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

25、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

26、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

27、关5、通过短信方式将PUSH发给SMSC6、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

28、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,网管,承载网,ISMP综合业务管理平台,CRM,计费系统实时计费非实时计费,Billing,OCS SCP,统一管理/鉴权/认证/数据/接入,统一接入,56,引入ISAG/ISMP之前

29、的业务状况,CDMA网络,CDMA用户,SP,SP,SP,WAPGW,SCP,SCP,PHSSMSGW,PHS用户,PSTN用户,PHS/PSTN网络,SMSGW,MMSC,每个业务系统开放接口不同、协议复杂，SP接入门槛高,语音业务能力不开放,各业务系统垂直架构，开展多能力组合业务困难,语音业务能力不开放，业务种类单调,各业务系统垂直，开展多能力组合业务困难,两张网络各自运营，开展跨网络融合业务困难,57,引入ISAG/ISMP之后的业务状况,CDMA网络,CDMA用户,SP,SP,SP,PHS用户,PSTN用户,PHS/PSTN网络,统一开放接口，协议简单，SP接入门槛低,水平架构，易于开

30、展多能力组合业务,语音业务能力开放，语音业务种类丰富,各业务系统垂直，开展多能力组合业务困难,屏蔽网络特性统一接入，为开展跨网络融合业务提供了条件,ISMP,PHSSMSGW,WAPGW,SMSGW,SMSGW,ISAG,58,基于ISAG/ISMP的业务举例（1）,业务场景1-SMS融合业务,SendSms(用户A、用户B),用户A鉴权计费,用户B鉴权计费,发送短信给用户B,发送短信给用户B,发送短信给用户A,发送短信给用户A,这是一个基于ISAG SMS能力的应用：SP通过短信定时向其所有业务用户提供每日天气预报信息，其中用户A为CDMA用户，用户B为PHS用户，业务流程见右图所示。,59,基于ISAG/ISMP的业务举例（2）,业务场景2-数据+数据组合业务,对用户A定位请求,用户A鉴权计费,请求对用户A定位,与终端交互进行定位,发送短信给用户A,发送短信给用户A,这是一个基于ISAG SMS能力和LCS能力的应用：用户发送短信到SP请求其当前位置周围的餐馆信息，SP定位成功后查询业务数据库，并通过短信将查询到的餐馆信息发送给用户，业务流程见右图所示。,用户A发短信给SP,返回用户A位置信息,用户A发短信给SP,短信通知到SP,发送结果短信给用户A,返回用户A位置给SP,60,