移動互聯(lián)網(wǎng)對核心網(wǎng)的影響研究

廣州市展翼通信科技有限公司 黃 毅

移動互聯(lián)網(wǎng)對核心網(wǎng)的影響研究

廣州市展翼通信科技有限公司 黃 毅

互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術的不斷發(fā)展壯大,促進了移動通信技術的發(fā)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(lián)網(wǎng)的不斷普及和發(fā)展也給核心網(wǎng)帶來了很大的影響。本文對移動核心網(wǎng)的主要功能和發(fā)展歷程做了簡單介紹,從而分析了移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對核心網(wǎng)的具體影響,最后針對移動核心網(wǎng)安全性提出了具體的應對措施。

移動互聯(lián)網(wǎng);核心網(wǎng);影響

1 移動核心網(wǎng)的主要功能及發(fā)展歷程

1.1 核心網(wǎng)的主要功能

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

1.2 移動核心網(wǎng)的發(fā)展歷程

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

(1)第一階段即為第一代移動通信系統(tǒng)的出現(xiàn),在該階段移動核心網(wǎng)主要是經(jīng)由MSC(移動交換中心)和PSTN(公眾電話交換網(wǎng))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(lián)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(wǎng)在第一代移動通信系統(tǒng)的基礎上進行了延續(xù)。在第二代核心網(wǎng)中,整個網(wǎng)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(wǎng)的MSC非常類似。當然第二代移動核心網(wǎng)與第一代還是有一定的區(qū)別,第二代移動核心網(wǎng)功能更為強大,可以進行點對點的短信息業(yè)務,2G系統(tǒng)不僅能進行與數(shù)字尋呼類似的業(yè)務,還能夠進行廣播式的公共信息業(yè)務。

(3)移動核心網(wǎng)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(wǎng)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(yè)務連接路由,在基本功能和結構上仍然和2G核心網(wǎng)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(wǎng)的電路交換域已經(jīng)能夠達到網(wǎng)路承載的IP化。3G核心網(wǎng)的不斷發(fā)展和演進,也使得CS域降低了發(fā)展速度,甚至停止發(fā)展,而分組交換域卻逐步轉變?yōu)橐訧P多媒體子系統(tǒng)為核心的交換域。

2 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對核心網(wǎng)的影響

2.1 對主流業(yè)務的影響

受移動互聯(lián)網(wǎng)不斷增加的用戶規(guī)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(wǎng)的信令以及流量都得到了快速的增長,在網(wǎng)絡業(yè)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(wǎng)主要表現(xiàn)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(shù)量急劇增加。

2.1.2 PDSN能力不足

PDSN(Packet Data Serving Node)即分組數(shù)據(jù)業(yè)務節(jié)點,微信等業(yè)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(shù)據(jù)業(yè)務節(jié)點轉發(fā)的能力。網(wǎng)絡視頻以及云存儲等業(yè)務增加了分組數(shù)據(jù)業(yè)務節(jié)點的吞吐量,從而造成了在線用戶數(shù)急劇增加,導致超標,極大的限制了業(yè)務的發(fā)展。

2.1.3 AAA/AN(接入網(wǎng)認證、授權和計費)-AAA 壓力增加

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

從業(yè)務的角度來講,OTT業(yè)務的發(fā)展和普及無疑給傳統(tǒng)業(yè)務帶來了不小的沖擊,逐步使得電信網(wǎng)絡轉向管道化,從而導致量增加了,但收入?yún)s并沒有提高的運營問題的出現(xiàn)。

2.2 對M2M業(yè)務的影響

機器型業(yè)務的大量使用會給核心網(wǎng)造成許多負荷,相應的也會有許多業(yè)務是需要開發(fā)核心網(wǎng)的新功能方能支持,而M2M業(yè)務對核心網(wǎng)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(yè)務,業(yè)務數(shù)據(jù)的周期性發(fā)送,以及斷電重啟等都會給設備和網(wǎng)絡造成負擔,增加了無數(shù)的信令交互,導致核心網(wǎng)的鏈路面、節(jié)點負荷超標。

2.2.2 私網(wǎng)公網(wǎng)通信機制

核心網(wǎng)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(yè)界依舊是運用IMSI等傳統(tǒng)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(wǎng)絡中心標識的增加量,但是核心網(wǎng)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(yè)務簽約控制

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

3 移動核心網(wǎng)提高移動互聯(lián)網(wǎng)的安全性的措施

面向全IP業(yè)務目標發(fā)展是目前移動核心網(wǎng)的發(fā)展趨勢,而IP互聯(lián)網(wǎng)安全問題也將會在移動互聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn),這也給互聯(lián)網(wǎng)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(yè)務設備的安全性,其中包括了操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)元。在網(wǎng)絡層面上,根據(jù)不同風險級別以及接口和業(yè)務的差異對移動互聯(lián)網(wǎng)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(yè)務層面上,引進DPI系統(tǒng)來對非法業(yè)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(yè)務層安全。

4 結論

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

[1]趙慧玲。核心網(wǎng)絡發(fā)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(lián)網(wǎng)技術架構及其發(fā)展[M]。北京:人民郵電出版社,2013,06.