CDMA20001x中的分组网技术

2006-06-06 15:27:03来源: E代电子

  CDMA 2000 lx是CDMA 2000的第一阶段,并于1999年6月由ITU(国际电信联盟)确立的标准CDMA2000lx系统由于引入了高速分组数据业务和IP技术,他能提供153.6kb/s的数据速率,为支持各种多媒体分组业务打下了基础,与GSM系统中的GPRS(GeneralPacketRadioService,通用分组无线业务)相比,CDMA 2000系统并没有试图建立一整套完整的自己独有的分组数据系统,而是本着"尽可能地利用通信领域已经取的成果"的原则,大量地利用IP技术,构造自己的分组数据网络。

  按照采用的协议不同,分组网的结构可以分为简单IP和移动IP两种。

  1 简单IP

  简单IP是网络分组业务的最基本业务模式,他类似于拨号业务。用户要享受数据服务时,要采用类似拨号的方式和PDSN建立PPP(点到点协议)连接,PDSN负责数据的收发。用户连接时,将得到一个由网络分配的动态的IP地址,每次连接得到的IP地址可能不同。用户终止数据服务时,断开连接。如果该用户一直处于同一PDSN所覆盖的网络中,他可以保持分配的IP地址不变。但当用户移动出上述PDSN所覆盖的网络时,网络将终断用户当前的连接,如果用户需要继续数据服务,必须重新拨号连接,网络将分配给用户一个新的IP地址。由于用户每次连接得到的IP地址可能不同,所以简单IP只能提供用户主动发起的业务(这类业务被称为"Get"业务),而不能提供网络侧主动发起的业务(这类业务被称为"Push"业务)。同时,简单IP不能保证用户移动时业务的持续性。简单IP的网络结构如图1所示。



  简单IP的分组核心网络主要包括分组数据服务节点PDSN,远端认证拨号接人用户RADIUS服务器。PDSN直接与CDMA 2000无线接入网连接,负责管理用户状态,转发用户数据,并为移动终端分配动态IP地址oRADIUS服务器主要完成人认证,授权和计费功能(故RADIUS也称为AAA,Authentication,Authorization,Accounting);代理RADIUS服务器负责转发拜访地RADIUS服务器和归属RADIUS服务器之间的认证和计费信息。

  简单IP的呼口叫流程为:MS首先要与无线网络RAN建立空中接口链路。之后,PCF向PDSN发出REQ请求消息。PDSN收到该消息后,发出响应消息,并开始与移动台建立链路层连接。在完成链路控制协议LCP后,PDSN向AAA发送接人请求消息(AccessRequest),启动认证过程。AAA完成认证过程后,向PDSN发送接人接受消息(AccessAccept)。之后,PDSN开始与MS建立IP控制协议IPCP(1PControlProtocal)。在完成IPCP的建立后,进一步完成MS与PDSN之间的PPP连接。PPP连接建立以后,移动用户就已经连接至业务提供网络,可以开始分组数据的传输。

  简单IP网络不但能为移动数据用户提供基本的互联网接人服务,还可以为移动数据用户提供虚拟专用拨号网(VPDN)技术。在VPDN中,用户通过PDSN拨人,PDSN通过AAA返回的属性判断该用户是否为VPN用户。如果是,PDSN向指定的L2TP网络服务器(LNS)发起L2TP隧道建立请求,LNS对用户管理,如图2所示。L2TP隧道通过IPsec技术加密,更加提高了PDSN与LNS通信的安全性。



  2 移动置IP

  CDMA 2000网络支持的另一种移动分组业务是移动IP。当用户采用移动IP接人时,可能使用静态IP地址,也可能使用动态IP地址,具体方案取决于运营的策略。用户可以在CDMA 2000分组域网络中随意移动,而保持同一个IP地址。因此,移动IP不仅能提供简单移动IP所能提供的所有业务,还能提供"Push"业务。但如果要开展移动IP业务,需要具备2个条件:

  (1)需要有支持MIP业务的终端。

  (2)网络中要添加一个新的设备归属代理服务器)。

  移动IP的网络结构如图3所示,

  



  与简单IP相比,移动IP网络中增加了HA,HA具有公共的IP地址并且不位于一个专用网之内,移动用户通过PDSN/FA到HA注册,并从HA获得IP地址,之后在DSN/FA和HA之间建立一条单向(从HA到PDSN)的业务隧道(Tunnel),然后就可以访问互联网络。

  与简单IP的呼叫流程不同,移动IP呼叫过程中,在'PP连接建立之后,MS向PDSN发出移动IP请求信息。之后,PDSN才开始启动认证过程,通过访问AAA(FAAA)向归属系统AAA(HAAA)发出接入请求信息。待认证通过后,再向HA发出移动IP请求消息,并接收到的响应消息转发给MS。最终在PDSN与MS之间建立PPP连接,而在PDSN与MS之间建立IP-in-IP连接。

  在移动IP中,用户获得的IP地址不再由PDSN/FA分配,而是由HA分配的,无论用户是归属地还是漫游地,用户获得的都是HA地址中的IP地址,并在移动过程中保持不变。在移动IP的模式下,数据的上行是首先从移动用户发送到PDSN/FA,PDSN再将数据包直接路由转发到目标设备。而在下行方向上,因为移动用户的路由消息经由HA发送到公用IP网,因此数据包是由目标设备首先路由转发到HA,通过HA经IP-in-IP隧道发送到PDSN/FA,FA再转发给移动节点。这样就构成了移动IP特有的"三角路由"模式,如图4所示P而且只要用户的IP地址不变,用户服务就不会中断。



  对于移动IP的专用网接人方式,移动用户的PPP连接同样终止于PDSN,HA作为一个专网的网关设备,具有公共的IP地址,移动节点通过PDSN/FA到HA注册,从HA获得企业内部的IP地址,之后在PDSN/FA和HA之间建立一条双向业务隧道,移动用户就可以自由访问企业内部的网络,而移动用户能否访问公用IP网,取决于网关设备的路由和地址翻译策略。在这种专用网的接人方式中,数据的上行首先从移动用户发送到PDSN/FA,PDSN再将数据包通过隧道发到HA,经由HA路由转发到内部主机,即需要在PDSN/FA之间建立反向IP-in-IP隧道。在数据的下行方向,因为移动用户的路由消息是经由HA发送到PDSN/FA,FA再转发给移动用户。数据在移动IP隧道中传输时可以不加密和IPsec加密2种选择。

  3 简单重P和移动重P的简单对比

  作为3GPP2(第三代伙伴项目)无线网络提供分组数据业务的两种方式:简单IP和移动IP,他们具有各自不同的特点。简单IP和移动工P的区别首先体现在对移动用户的移动性支持上。在CDMA 2000网络中,分组数据用户的移动性体现为三个层次:蜂窝移动性,PCF到PDSN分配,所以简单IP模式只能支持二级移动性,而不能对IP移动性提供支持。简单IP和移动IP的差异还体现在移动终端的支持\配置方式\专网接人方式等诸多方面。

  4 CDMA 2000分组业务在我国的发展现状

  符合国际标准CDMA 2000的CDMA无线网络从第二代(2G)的工S-95A/工S-95B起步,目前已发展到CDMA2000hRTT(2.5G)阶段。对应的无线网络发展,数据接入也经历了模拟接人,电路交换及分组交换3个阶段,用户接人的速率从9.6kb/s发展到144kb/s。

  中国的CDMA网络目前由中国联通独家运营。中国联通从2002年开始大规模使用工S-95A网络,并在工S-95A网络中层开数据接人实验,取得了良好的效果,为给用户提供更丰富的移动数据业务,中国联通又使CDMA网络跳过IS-95B阶段,直接升级到CDMA 20001xRTl,阶段。由CDMA 20001xRTT分组网能提供较高的速的接人,在CDMA 2000lxRTT网上就能够提供许多非常有吸引力的业务。

  目前中国联通在CDMA-20001xRTT,网上开展的数据业务统一品牌为"联通无限"--互动视界\彩e\定位之星\神奇宝典、掌中宽带5大类应用。

  结 语

  方式。例如,通过简单的IP实现网页浏览,收发E-mail等,这类用户的位置相对比较固定,即使PDSN间的切换而导致通讯中断也无关紧要。移动IP的最大优势在于移动用户在PDSN间转换时,网络通信不会中断,通过移动用户的接入方式,移动用户可以方便地获得定位业务\实时被叫、移动ICQ、移动电子商务\多媒体会议等服务。由于简单IP技术本身所存在的局限性,随着新业务的推广,移动IP技术在CDMA的分组接人中的比重将会越来越大。

  CDMA 2000下一步的发展趋势将是CDMA 2000 lxEV(Evolution-Do(DataOnly)和CDMA 2000 1xEV-DV(Dater&Voice),届时传输速率将达到2Mb/s,宽带多媒体业务将具备推出的条件,业务类型也将更为丰富。

关键字:分组  ip  服务器  连接

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