“C+W”融合及移動IP在無線城市建設(shè)中的應(yīng)用研究

龍 彪

【摘要】文章首先針對目前用戶對“無線城市”建設(shè)的需求，闡述了“CDMA+WLAN”的幾種融合方案及優(yōu)劣點(diǎn)，接著，對中國電信目前為建設(shè)“無線城市”而采用的wPDIF融合方案架構(gòu)進(jìn)行了介紹和定性分析，最后，針對移動IP在建設(shè)“無線城市”中的應(yīng)用進(jìn)行了分析并提出相應(yīng)建議。

【關(guān)鍵詞】無線城市C+WCDMAWLAN移動IP

1概述

隨著全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)代的來臨，“移動+寬帶+互聯(lián)網(wǎng)”的融合將成為未來電信業(yè)運(yùn)營發(fā)展的大趨勢，也將成為建設(shè)“無線城市”的重要戰(zhàn)略舉措。中國電信在收購了中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)后，憑借自身的資源優(yōu)勢率先提出了“CDMA+WLAN”未來發(fā)展總體發(fā)展戰(zhàn)略。而且中國電信寧波分公司已經(jīng)啟動“CDMA+WLAN”雙覆蓋的形式，竭力把寧波建成“無線寬帶城市”。

但中國電信在實(shí)施“無線城市”戰(zhàn)略的同時(shí)，也存在一定的問題：目前，CDMA數(shù)據(jù)卡用戶只能手動選擇WLAN或CDMA網(wǎng)絡(luò)接入方式上網(wǎng)，暫時(shí)未實(shí)現(xiàn)CDMA與WLAN網(wǎng)絡(luò)間的自動轉(zhuǎn)換；而且暫時(shí)還沒實(shí)現(xiàn)對“C+W”用戶統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一計(jì)費(fèi)的支持。

“無線城市”建設(shè)需要考慮消費(fèi)者的感受，為用戶提供更加個(gè)性化和多樣化的服務(wù)。“無線城市”帶給用戶的通信體驗(yàn)是移動體驗(yàn)普遍性，服務(wù)的多樣性、易用性和訪問的便捷性。用戶希望通過單一的網(wǎng)絡(luò)接入，就需要做到以下三個(gè)統(tǒng)一：

(1)統(tǒng)一接八號碼：即統(tǒng)一用戶接入標(biāo)識(NAI，Network Access identifier)，應(yīng)用于各類不同業(yè)務(wù)。用戶只需牢記一個(gè)號碼，便可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地暢快地通信。

(2)統(tǒng)一融合終端：即通過統(tǒng)一的手持設(shè)備或者其他終端設(shè)備(多模終端)使用業(yè)務(wù)。

(3)統(tǒng)一業(yè)務(wù)認(rèn)證：即用統(tǒng)一用戶名接入移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過后可提供包括語音、傳真、短消息、上網(wǎng)瀏覽、電子郵件等在內(nèi)的各類業(yè)務(wù)。

2“C+W”融合方案及其實(shí)現(xiàn)

工業(yè)和信息化部電信研究院提出了如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展方向，該發(fā)展方向同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)“無線城市”建設(shè)和運(yùn)營的重要手段。

在網(wǎng)絡(luò)層面上。是融合的業(yè)務(wù)平臺、融合的核心網(wǎng)、融合的承載網(wǎng)、綜合的接人手段和設(shè)備的結(jié)合；在業(yè)務(wù)層面上。是互通、整合和捆綁的結(jié)合。通過融合CDMA和WLAN，中國電信在提升移動業(yè)務(wù)能力的同時(shí)還促進(jìn)了“無線城市”建設(shè)的發(fā)展。

根據(jù)“無線城市”的建設(shè)思路，中國電信“C+W”的融合可采用以下幾種形式：

◆業(yè)務(wù)捆綁模式，即直接面對用戶的業(yè)務(wù)組合模式，將CDMA和WLAN寬帶業(yè)務(wù)捆綁，并進(jìn)行策略營銷。這種模式對接入網(wǎng)絡(luò)無改造要求，有利于新業(yè)務(wù)推出，能快速適應(yīng)市場的需求；但其不足是無網(wǎng)絡(luò)層融合。雙網(wǎng)相對獨(dú)立，用戶體驗(yàn)不一致，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本高。

◆wPDIF融合模式，即中國電信結(jié)合自身網(wǎng)絡(luò)特征，參照業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)指定的具備自主知識產(chǎn)權(quán)的解決方案。wPDIF包括WAG和PDSN兩個(gè)模塊，可通過UIM卡的認(rèn)證方式接入CDMA核心網(wǎng)絡(luò)。從而實(shí)現(xiàn)了CDMA和WLAN基于UIM卡的統(tǒng)一認(rèn)證。這種模式為接入層網(wǎng)絡(luò)融合，用戶習(xí)慣行為一致。用戶不需要更新UIM卡，換C+W終端即可；但其不足是終端種類有限，不利于業(yè)務(wù)推廣。

◆IMS融合模式，即新建統(tǒng)一的IMS核心網(wǎng)，屏蔽不同接入技術(shù)在業(yè)務(wù)體驗(yàn)上造成的差異，實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)與接入方式無關(guān)。這種模式是未來網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢，有利于業(yè)務(wù)功能控制和擴(kuò)展；但目前IMS成熟度有限，需要新建網(wǎng)元較多，投資成本較大。

雖然江蘇、浙江等省電信公司針對政府和某些行業(yè)已經(jīng)推出了業(yè)務(wù)捆綁方案，但根據(jù)目前實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)狀況，結(jié)合三種方案的優(yōu)劣勢分析，采用wPDIF融合模式打造“無線城市”是比較合適的。

2.1“C+W”融合方案架構(gòu)

如圖2所示，融合架構(gòu)的接口主要有4個(gè)：

◆Uw接口為wPDIF和終端間的接口，該接口使用SIP消息承載用戶接入信令，可使用簡單UDP隧道承載分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。終端基于UIM卡，通過CAVE算法實(shí)現(xiàn)接入鑒權(quán)，該接口的主要功能是完成分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接的管理。

◆Ua接口為wPDIF和AN-AAA間的接口，該接口遵循CDMA2000架構(gòu)下AN-AAA的接口定義；它基于Radius協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)終端的接入鑒權(quán)。

◆Up接口為wPDIF內(nèi)部接口，等同于3GPP2定義的A10和A11接口。它通過A11信令，完成A10鏈路的建立、更新和維護(hù)。其主要功能是完成用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的GRE封裝和傳輸，和傳送用戶業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)的相關(guān)信息。

◆pi接口為wPDIF和Internet接口，主要是提供Internet業(yè)務(wù)。

根據(jù)對融合架構(gòu)的分析，該融合方案具備不少優(yōu)勢：首先，基于于uIM卡的鑒權(quán)，便于統(tǒng)一用戶管理；再者，利用CDMA已有成熟的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利于快速部署。從接口方面來看，Uw接口采用通用的SlP協(xié)議，有利于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展；Ua接口遵循CDMA網(wǎng)絡(luò)的AN-AAA設(shè)備接口要求，對AN-AAA改動少。該方案對現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)和設(shè)備改動少，有利于“無線城市”產(chǎn)品的快速推廣。

2.2“C+W”融合方案分析

WLAN無線上網(wǎng)為熱點(diǎn)覆蓋，高帶寬。中國電信具固有優(yōu)勢，采用Portal認(rèn)證方式，用戶帶寬體驗(yàn)較好，且CDMA無線上網(wǎng)為廣覆蓋，低帶寬。但移動網(wǎng)絡(luò)固有廣覆蓋優(yōu)勢，業(yè)務(wù)管控能力較強(qiáng)，控制模式靈活，有著較為豐富的業(yè)務(wù)模式和基于UIM卡的統(tǒng)一認(rèn)證鑒權(quán)。

整合WLAN和CDMA網(wǎng)絡(luò)，其出發(fā)點(diǎn)是發(fā)揮CDMA網(wǎng)絡(luò)的分組域功能，在熱點(diǎn)地區(qū)部署WLAN。對CDMA形成有效的補(bǔ)充。wPDIF融合方案可實(shí)現(xiàn)以上兩種無線上網(wǎng)的融合，“C+W”用戶上網(wǎng)優(yōu)勢互補(bǔ)，具有高管控能力。“C+w”融合了WLAN和C網(wǎng)優(yōu)勢，統(tǒng)一移動核心網(wǎng)管控移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并基于UIM認(rèn)證；不但具有和移動業(yè)務(wù)一致的用戶體驗(yàn)，而且可提供豐富業(yè)務(wù)以吸引更多用戶。可有效提升ARPU值，推動城市信息化建設(shè)和提升城市的競爭力；更進(jìn)一步，將來可以無縫支持移動IP、內(nèi)容計(jì)費(fèi)等業(yè)務(wù)功能。

綜上所述，WLAN無線上網(wǎng)只提供管道功能，而單一的CDMA無線上網(wǎng)雖然可管可控。但網(wǎng)速慢。通過“C+W”融合后可實(shí)現(xiàn)高帶寬承載c網(wǎng)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)可管可控，且內(nèi)容豐富，滿足“無線城市”的建設(shè)和運(yùn)營需求。“C+W”融合產(chǎn)品在全國各省政企、家庭、個(gè)人用戶市場可實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)還可應(yīng)用于教育、醫(yī)療、酒店、交通等行業(yè)。

此外，為了滿足CDMA與WLAN的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下CDMA和WLAN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換的連續(xù)性要求，有必要引入移動IP技術(shù)。

3“C+W”網(wǎng)絡(luò)下的移動IP業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)

移動終端在不同PDSN區(qū)域移動時(shí)業(yè)務(wù)可能會中斷，

將嚴(yán)重影響到用戶的通信體驗(yàn)，不利于“無線城市”的建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)用戶在“無線城市”中的無線互聯(lián)和自由移動，亟需解決網(wǎng)間切換導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的問題。移動lP應(yīng)運(yùn)而生，其目的是為了使移動節(jié)點(diǎn)在改變網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)時(shí)，不改變其IP地址，能夠在移動過程中保持通信的連續(xù)性，從而對上層協(xié)議保持透明性，維持正常的通信。移動IP技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)跨網(wǎng)段的無縫切換，從而加強(qiáng)移動終端在移動過程中的靈活性。

“C+W”的網(wǎng)間切換有兩個(gè)不同的場景，一種是PCF與WAG間的切換，另一種是PDSN間的切換。

3.1PCF與WAG間的切換

如圖3所示，場景一為CDMA網(wǎng)絡(luò)的PCF與WLAN網(wǎng)絡(luò)的WAG同時(shí)接入到同一個(gè)PDSN，這種場景下的CDMA與WLAN網(wǎng)絡(luò)間的切換，類似于PDSN內(nèi)的跨PCF切換，CDMA與WLAN網(wǎng)間的切換可以保持PPP會話不中斷。這時(shí)并不需要移動JP技術(shù)的支持，簡單JP技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換的連續(xù)性要求。

3.2PDSN間的切換

如圖4所示，場景二為CDMA網(wǎng)絡(luò)的PCF與WLAN網(wǎng)絡(luò)的WAG同時(shí)接入到不同的PDSN，這種場景下的CDMA與WLAN網(wǎng)絡(luò)間的切換，即為跨PDSN的切換。當(dāng)簡單IP時(shí)，CDMA與WLAN網(wǎng)間的切換PPP會話將中斷。終端需要與新PDSN間重新協(xié)商PPP流程。并獲取新PDSN分配的IP地址。因此，該場景下需要移動IP業(yè)務(wù)保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在發(fā)生跨網(wǎng)切換時(shí)的連續(xù)性。

3.3CDMA—WLAN網(wǎng)間切換對終端的要求

WLAN終端與CDMA終端數(shù)據(jù)協(xié)議棧的差異性，是應(yīng)用移動IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)平滑切換的重要瓶頸。如圖5所示，具有WLAN功能終端的數(shù)據(jù)協(xié)議棧比單一的CDMA終端數(shù)據(jù)協(xié)議棧增加了隧道層，即Session、ESP、UDP這三層。為實(shí)現(xiàn)CDMA-WLAN網(wǎng)絡(luò)間切換，需要終端的協(xié)議棧進(jìn)行自動平滑調(diào)整，以防止跨網(wǎng)切換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷。

3.4“無線城市”建設(shè)中的移動IP業(yè)務(wù)分析

家鄉(xiāng)代理(HA，Home Agent)是移動節(jié)點(diǎn)(在遠(yuǎn)程時(shí))執(zhí)行移動功能的實(shí)體，移動IP技術(shù)需要得到HA系統(tǒng)的支持。HA部署位置如圖6所示，分別與CDMA網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)的PDSN相連(兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的PDSN也可以考慮合設(shè))。在HA系統(tǒng)中可以設(shè)置內(nèi)容計(jì)費(fèi)功能(CCG)，可以為C+W用戶提供內(nèi)容計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)。

從網(wǎng)絡(luò)層面上，C+w組網(wǎng)下的移動1P業(yè)務(wù)部署。與CDMA用戶的移動IP業(yè)務(wù)完全一致，主要的瓶頸在于終端。使用移動IP技術(shù)時(shí)，終端需具備CDMA—WLAN間切換時(shí)的平滑切換能力。

移動IP技術(shù)在“無線城市”建設(shè)中具有一定的應(yīng)用潛力。移動lP用戶漫游到任何地方都享有同一個(gè)IP地址(家鄉(xiāng)地址)，家鄉(xiāng)地址可以像手機(jī)號碼一樣。用于標(biāo)識用戶的身份。移動IP業(yè)務(wù)的應(yīng)用，使真正端到端的數(shù)據(jù)應(yīng)用成為可能，移動數(shù)據(jù)應(yīng)用的種類將更加豐富多樣。用戶將從中感受到更完善和更精致的服務(wù)，是打造真正“無線城市”重要技術(shù)手段。

中國電信以全新的多業(yè)務(wù)、多網(wǎng)絡(luò)(“C+W”網(wǎng)絡(luò))、多終端(“C+W”終端)融合和將會實(shí)現(xiàn)的跨網(wǎng)無縫切換技術(shù)(移動IP技術(shù))為城市的信息化建設(shè)提供便捷、豐富、個(gè)性化、高性價(jià)比的綜合信息服務(wù)，將對整個(gè)信息社會基礎(chǔ)架構(gòu)的搭建、其他行業(yè)信息化的升級換代和轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)揮積極的推動作用。

4結(jié)論

中國電信在拿到移動牌照后，正大力實(shí)施“無線城市”戰(zhàn)略。通過“C+W”融合方案。把CDMA分組網(wǎng)和WLAN無線接入網(wǎng)有機(jī)地結(jié)合起來，可為“無線城市”的建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的承載，有利于推出更多樣化、更豐富的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。“C+w”戰(zhàn)略使中國電信在“無線城市”領(lǐng)域獲得了空前的支持和優(yōu)勢。隨著“無線城市”建設(shè)步伐的加快，移動IP技術(shù)可以作為兩者融合的技術(shù)升華，為融合網(wǎng)絡(luò)提供無縫切換，從而保證用戶隨時(shí)、隨地、隨心地享受上網(wǎng)沖浪的樂趣。