移動互聯網對核心網的影響研究

廣州市展翼通信科技有限公司 黃 毅

移動互聯網對核心網的影響研究

廣州市展翼通信科技有限公司 黃 毅

互聯網以及信息技術的不斷發展壯大,促進了移動通信技術的發展,人們生活中也越來越多的用到移動通信技術,同時,移動互聯網的不斷普及和發展也給核心網帶來了很大的影響。本文對移動核心網的主要功能和發展歷程做了簡單介紹,從而分析了移動互聯網業務對核心網的具體影響,最后針對移動核心網安全性提出了具體的應對措施。

移動互聯網;核心網;影響

1 移動核心網的主要功能及發展歷程

1.1 核心網的主要功能

MS(移動臺)、RAN(無線接入網)以及CN(核心網)共同構筑了移動通信體系的主要部分。其中核心網的主要功能是對系統內部中信息的路由、交換、數據安全、用戶數據管理進行負責,此外還包括同另外的通信系統所進行的信息交換傳輸。

1.2 移動核心網的發展歷程

不斷發展的移動通信系統在很大程度上促進了核心網的不斷演變,從整體來講,移動核心網的發展主要有三個階段:

(1)第一階段即為第一代移動通信系統的出現,在該階段移動核心網主要是經由MSC(移動交換中心)和PSTN(公眾電話交換網)之間的相互連接,除此之外,MSC還對BS(基站)間的通信進行負責。進行通話的時,移動臺會同BS建立相關聯系,然后再通過BS連接到MSC,最后將會接入到PSTN。

(2)第二階段時期,在主體結構中,核心網在第一代移動通信系統的基礎上進行了延續。在第二代核心網中,整個網絡核心組件仍然是MSC,而且在工作原理上與第一代移動核心網的MSC非常類似。當然第二代移動核心網與第一代還是有一定的區別,第二代移動核心網功能更為強大,可以進行點對點的短信息業務,2G系統不僅能進行與數字尋呼類似的業務,還能夠進行廣播式的公共信息業務。

(3)移動核心網進入第三階段后,與前兩階段相比有了十分明顯的變化。而最早的3G核心網主要由兩大部分組成,一部分是Circuit Switched Domain簡稱CS域即電路交換域,另一部分則是Packet Switched Domain簡稱PS域即分組交換域。電路交換域主要能為用戶提供相關信令或者電路型業務連接路由,在基本功能和結構上仍然和2G核心網在電路交換方面的某些部分比較相似,而引入了軟交換技術之后,3G核心網的電路交換域已經能夠達到網路承載的IP化。3G核心網的不斷發展和演進,也使得CS域降低了發展速度,甚至停止發展,而分組交換域卻逐步轉變為以IP多媒體子系統為核心的交換域。

2 移動互聯網業務對核心網的影響

2.1 對主流業務的影響

受移動互聯網不斷增加的用戶規模,不斷提高的使用率,以及長期在線應用等各因素的影響,使得移動網的信令以及流量都得到了快速的增長,在網絡業務中,需要面對的信令風暴就是最大的壓力,而信令風暴影響核心網主要表現在以下方面:

2.1.1 加快IP地址短缺

當永久在線模式被用戶所使用,就很容易造成忙碌中在線的用戶數量急劇增加。

2.1.2 PDSN能力不足

PDSN(Packet Data Serving Node)即分組數據業務節點,微信等業務能夠帶來許多的小流量包,這在很大程度上減小了分組數據業務節點轉發的能力。網絡視頻以及云存儲等業務增加了分組數據業務節點的吞吐量,從而造成了在線用戶數急劇增加,導致超標,極大的限制了業務的發展。

2.1.3 AAA/AN(接入網認證、授權和計費)-AAA 壓力增加

激活狀態下的不斷轉換,業務不斷的下線和上線,以及無數的休眠等業務都加大了信令處理業務的能力和認證計費性能要求,導致了設備在超負荷狀態下的運行。

從業務的角度來講,OTT業務的發展和普及無疑給傳統業務帶來了不小的沖擊,逐步使得電信網絡轉向管道化,從而導致量增加了,但收入卻并沒有提高的運營問題的出現。

2.2 對M2M業務的影響

機器型業務的大量使用會給核心網造成許多負荷,相應的也會有許多業務是需要開發核心網的新功能方能支持,而M2M業務對核心網的主要影響有以下幾個方面:

2.2.1 信令擁塞和過載

引入大量的終端業務,業務數據的周期性發送,以及斷電重啟等都會給設備和網絡造成負擔,增加了無數的信令交互,導致核心網的鏈路面、節點負荷超標。

2.2.2 私網公網通信機制

核心網本身的資源是十分有限的,這就需要建立某種機制來使得M2M終端和服務器之間的通信得到滿足。

2.2.3 終端標識管理

到目前為止,業界依舊是運用IMSI等傳統終端進行通信內部標識,當然這在一定程度上會減小通信網絡中心標識的增加量,但是核心網是要借助相應的機制來對IMSI的內部標識與M2M終端的外部標識進行映射。

2.2.4 業務簽約控制

如果網絡本身的能力與M2M不相匹配,就需要核心網具有拒絕以及接收這些業務的簽約。

3 移動核心網提高移動互聯網的安全性的措施

面向全IP業務目標發展是目前移動核心網的發展趨勢,而IP互聯網安全問題也將會在移動互聯網中出現,這也給互聯網安全構成了威脅,應對這些問題的具體措施有:在設備安全上,需要加固承載業務設備的安全性,其中包括了操作系統、數據庫、網元。在網絡層面上,根據不同風險級別以及接口和業務的差異對移動互聯網進行不同安全域的劃分,同時對相應安全策略進行部署和安全加固。在業務層面上,引進DPI系統來對非法業務流量進行屏蔽,并能有效對異常流量進行管控,從而保障業務層安全。

4 結論

當前發展最快的通信領域就是移動通信,它的發展極大的影響了人們的生活,為社會的發展做了重大貢獻。移動互聯網的不斷發展、壯大、普及也必將給核心網的承載能力、資源以及架構帶來很大影響。

[1]趙慧玲。核心網絡發展趨勢的探討[J]。移動通信,2010,34(1)。

[2]鄭鳳,楊旭,胡一聞。移動互聯網技術架構及其發展[M]。北京:人民郵電出版社,2013,06.