移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化改造

時(shí)穎

【摘要】21世紀(jì)以后，移動(dòng)通信行業(yè)將主要向高速率、大數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)方向發(fā)展，所以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化將成為必然優(yōu)勢(shì)。它不但能促進(jìn)國(guó)家移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)變演進(jìn)，也能面向網(wǎng)絡(luò)扁平化目標(biāo)更進(jìn)一步。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化承載改造后，網(wǎng)絡(luò)資源將會(huì)得以優(yōu)化整合，投資風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)進(jìn)一步降低，網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)營(yíng)都會(huì)邁入高效低成本階段，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也必然得以提升。本文探討了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化改造的意義與原則、改造范圍與流程，最后就IP化改造后可能出現(xiàn)的注意要點(diǎn)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全防范措施給出了若干建議。

【關(guān)鍵詞】IP化；移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；改造；范圍；流程

如今，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的軟交換技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在朝著大規(guī)模、高水準(zhǔn)的商用領(lǐng)域發(fā)展，因此移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的IP化趨勢(shì)已經(jīng)勢(shì)不可擋。相比于傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，IP化改造后技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中將擁有更靈活高效的組網(wǎng)模式，可接受業(yè)務(wù)范圍會(huì)更加廣泛、多樣化，而業(yè)務(wù)控制能力及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本也會(huì)有所改善。

一、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IP化的核心就在于將移動(dòng)語(yǔ)音與信令承載于IP承載網(wǎng)絡(luò)之上，這其中就包括了移動(dòng)核心網(wǎng)路承載與控制分離、軟交換設(shè)備的引入。從所涉及范圍角度講，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化可以應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層面、承載層面、接入層面、核心網(wǎng)層面和維護(hù)管理層面，所以IP化改造應(yīng)該是一個(gè)漫長(zhǎng)且復(fù)雜的應(yīng)用建設(shè)過程。

在新時(shí)代，移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)IP化改造是一種必然，因?yàn)殡S著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與演變，如果要保持網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的高繼承性與穩(wěn)定性，就必須強(qiáng)化對(duì)骨干承載網(wǎng)的建設(shè)。所以在2007年，國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)基本完成了對(duì)IP骨干承載網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)部分，并在2009年建設(shè)了以IP化軟交換技術(shù)為主的3G核心網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)的承載。2013年，第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)4G業(yè)務(wù)正式開啟，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的IP化改造也已經(jīng)逐步走向成熟。

在未來，通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變也會(huì)與IP技術(shù)所緊密相關(guān)，甚至整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都會(huì)向全I(xiàn)P模式發(fā)展，對(duì)技術(shù)的引進(jìn)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)將逐漸從承載網(wǎng)轉(zhuǎn)為邊際網(wǎng)、從互聯(lián)網(wǎng)逐漸轉(zhuǎn)化為電信網(wǎng)、從TDM逐漸轉(zhuǎn)化為以軟交換為主的扁平化網(wǎng)絡(luò)體系，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也會(huì)朝著全業(yè)務(wù)應(yīng)用方向發(fā)展。所以說，IP化改造將使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用超出互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域本身，并逐步滲透到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的各個(gè)層面，逐步成為未來4G網(wǎng)絡(luò)的主力核心架構(gòu)與統(tǒng)一公共承載模式，即未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必然成為全I(xiàn)P通信網(wǎng)絡(luò)[1]。

二、IP化改造的意義與總體原則分析

（一）IP化改造的意義

IP化改造作為新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然條件，它所提供的各種業(yè)務(wù)必然會(huì)為未來開放型的網(wǎng)絡(luò)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，使得整個(gè)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加趨于綜合、多元化發(fā)展。因此，IP化改造后的網(wǎng)絡(luò)必然支持更多類型的通信業(yè)務(wù)，例如以宏觀范疇為主的公用和專用VPN業(yè)務(wù)、基于移動(dòng)業(yè)務(wù)特性的固定業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等等。甚至包括許多實(shí)時(shí)及非實(shí)時(shí)、單播及組播業(yè)務(wù)。因此基于這些不斷擴(kuò)增的多媒體業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動(dòng)通信行業(yè)必然需要擴(kuò)大自身的數(shù)據(jù)流量，將來自于不同網(wǎng)絡(luò)的資源整合優(yōu)化起來，形成一套以分組式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主的新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進(jìn)而提升運(yùn)營(yíng)商為用戶提供業(yè)務(wù)服務(wù)支持的能力，同時(shí)也節(jié)約更多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本。

基于需求角度，IP化改造后的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不但要能夠支持傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)以及分組網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)之間的相互融通，也要支持諸如傳統(tǒng)ATM、SDH和FR業(yè)務(wù)技術(shù)，并在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與控制的相互分離以及控制與承載的相互分離，成為能夠具有真正獨(dú)立性、靈活性的網(wǎng)絡(luò)，所以本文總結(jié)了IP化改造的幾點(diǎn)現(xiàn)實(shí)意義。

首先，下一代網(wǎng)絡(luò)將具有極強(qiáng)的可運(yùn)營(yíng)性和可管理性，它能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供一套較為方便和操作型更強(qiáng)的管理模式，例如對(duì)于用戶、網(wǎng)元設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源、各項(xiàng)業(yè)務(wù)的管理等等。

其次，它會(huì)具有承載多業(yè)務(wù)的能力，將業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)范圍擴(kuò)大，并希望在網(wǎng)絡(luò)中提供對(duì)更多業(yè)務(wù)的承載能力，從而降低基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所帶來的高指標(biāo)開銷及運(yùn)維成本。

再次，IP改造后的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)為城市提供更高穩(wěn)定性、高可用性的網(wǎng)絡(luò)，從而保證網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)可靠性。屆時(shí)，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)、丟包等狀況也都會(huì)變成既可控又可預(yù)測(cè)的。

最后，從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)安全保障角度來看，改造后的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將能夠提供從端到端的安全性服務(wù)，并能夠具備一定的惡意攻擊防御能力。而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的抗攻擊、用戶業(yè)務(wù)保護(hù)與非法用戶業(yè)務(wù)盜用防范也會(huì)變得更加專業(yè)化、高效化，所以IP化改造后的網(wǎng)絡(luò)將更加安全，這也是它改造的現(xiàn)實(shí)意義所在。

（二）IP化改造的總體性原則

1.網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性原則

雖然要進(jìn)行大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)IP化改造，但其前提也一定要以不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境為基礎(chǔ)條件，對(duì)所進(jìn)行的IP化改造設(shè)備實(shí)施較為嚴(yán)格的升級(jí)改造方案并考慮與其對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，并設(shè)計(jì)與其對(duì)應(yīng)的規(guī)避方案，最終目的即保證網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

2.業(yè)務(wù)繼承性原則

IP化在改造過程中也必須考慮對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中某些業(yè)務(wù)的繼承性，絕對(duì)不能以降低網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和降低現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)用戶體驗(yàn)為代價(jià)，要在改造之前就考慮好對(duì)承載業(yè)務(wù)、電信業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)以及增值業(yè)務(wù)等等業(yè)務(wù)項(xiàng)目的考察，保證它們?cè)贗P化改造后的業(yè)務(wù)繼承效能。

3.分類實(shí)施原則

由于IP化改造涉及對(duì)移動(dòng)語(yǔ)音網(wǎng)的改造，所以為了確保全程全網(wǎng)實(shí)施，應(yīng)該按照地區(qū)級(jí)別進(jìn)行分類分區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)化改造實(shí)施工作，尤其是重視對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)A接口、Gb、lu-Cs等接口的改造工作，并按照實(shí)際需求來進(jìn)行分區(qū)域改造。

4.善用IP承載網(wǎng)原則

要遵循“近入IP、遠(yuǎn)出IP”的基本原則，充分利用IP承載網(wǎng)功能，將話務(wù)業(yè)務(wù)就近入IP網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，并在遠(yuǎn)端落地晚出IP網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)下一代網(wǎng)絡(luò)組織的扁平化發(fā)展趨勢(shì)[2]。

三、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化改造的范圍及流程

（一）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化改造的范圍

我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)IP化改造的最終目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P化，所以它所涉及的改造范圍包括了基于Mc、Nb、Nc等接口的CS域，基于Gi、Gp、Gn等接口的PS域，以及l(fā)ur、Gb、lu-cs、Abis的無線接口，另外還包括了基于MAP/CAP的信令網(wǎng)。（圖1）

（二）改造流程

依照我國(guó)移動(dòng)通信未來網(wǎng)絡(luò)IP化改造的基本理念來看，IP化的改造流程基本可以分為三個(gè)步驟。

步驟1：實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)范圍的移動(dòng)語(yǔ)音網(wǎng)IP化，將具有Nb、Nc接口的設(shè)備改造為帶有MSC、TMSC所能達(dá)到的功能的設(shè)備。

步驟2：根據(jù)地區(qū)需求來實(shí)施對(duì)IP化改造的無線接入。需要根據(jù)需求來引入諸如Pool容災(zāi)技術(shù)來改造lu-Cs、Gb等端口，并同樣將設(shè)備改造為涉及MSC、BSC、RNC端口的設(shè)備類型。

步驟3：根據(jù)發(fā)展成果來對(duì)網(wǎng)絡(luò)IP化改造實(shí)施各項(xiàng)業(yè)務(wù)要求及信令，確保無線網(wǎng)絡(luò)的全面IP化。例如結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來建設(shè)IP網(wǎng)絡(luò)，并致力于對(duì)端口及業(yè)務(wù)平臺(tái)接口的改造。另外在移動(dòng)語(yǔ)音網(wǎng)方面也要實(shí)現(xiàn)IP化改造。

四、IP化改造后的注意問題及網(wǎng)絡(luò)安全防范建議

（一）IP化改造后的注意問題

IP化改造后，由于軟交換系統(tǒng)會(huì)引入大量數(shù)據(jù)及IT設(shè)備，并通過主系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)來完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)和TDM制式轉(zhuǎn)換，因此在網(wǎng)絡(luò)IP化的改造建設(shè)過程中可能會(huì)涉及在組網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、技術(shù)支撐以及網(wǎng)絡(luò)問題安全方面的變革挑戰(zhàn)，甚至在生產(chǎn)及管理環(huán)節(jié)都會(huì)遇到問題。因此在如此狀況下，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在IP化改造后需要注意以下幾個(gè)問題。

1.故障定位復(fù)雜且解決過程漫長(zhǎng)

IP化改造后的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)將趨于復(fù)雜化，所以一旦出現(xiàn)問題也將很難進(jìn)行故障定位，問題解決時(shí)間也相對(duì)漫長(zhǎng)。比如某省在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中就遇到過通信不暢、信號(hào)中斷等問題。但在網(wǎng)絡(luò)人員對(duì)相關(guān)硬件、系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行排查后卻沒有發(fā)現(xiàn)問題，所以為了快速恢復(fù)用戶業(yè)務(wù)，就不得不重裝系統(tǒng)，才使得業(yè)務(wù)恢復(fù)正常。但從設(shè)備維護(hù)成本角度看，這種故障排查及處理方式是有欠妥當(dāng)?shù)?，不值得借鑒。因此故障定位難且難于維護(hù)是IP化改造后所必須要解決的問題。

2.不可預(yù)見因素多

由于采用了分離式架構(gòu)，所以軟交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在承載疏通IP相關(guān)信息時(shí)就很容易出現(xiàn)意外，比如某省在道路施工過程中就造成了路面塌方，使得地下光纜被壓斷。類似于這樣的不可預(yù)見影響因素還有許多，他們都直接影響了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)營(yíng)。

3.網(wǎng)絡(luò)故障級(jí)聯(lián)性大

上文提到，IP化改造后網(wǎng)絡(luò)將趨于技術(shù)與結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜化，因此它的故障級(jí)聯(lián)性也會(huì)相應(yīng)增大。這也是因?yàn)镮P化網(wǎng)絡(luò)是一級(jí)關(guān)聯(lián)一級(jí)的結(jié)構(gòu)，所以只要任何一級(jí)出現(xiàn)故障，那么就會(huì)使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓狀態(tài)，形成連鎖效應(yīng)。比如某省移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的SGSN的MFS網(wǎng)元出現(xiàn)負(fù)荷過高，啟動(dòng)自我保護(hù)機(jī)制，并且不斷向上一級(jí)網(wǎng)元發(fā)送錯(cuò)誤信息包，又引起了上一級(jí)網(wǎng)元的擁塞，造成更大范圍的網(wǎng)絡(luò)故障。故如何防止故障范圍影響的擴(kuò)大也是保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

（二）IP網(wǎng)絡(luò)安全防范建議

1.強(qiáng)化集中維護(hù)體系

IP化網(wǎng)絡(luò)改造以后，集約、精確、高效管理將成為全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)化管理的必然需求?；谠O(shè)備數(shù)量不斷增加、設(shè)備容量與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變大的考慮，應(yīng)該采用現(xiàn)代化技術(shù)提升管理體系的運(yùn)維水平，以“集中控制、維護(hù)、管理、少局所、大容量、少人力、精管理”為改革思路，強(qiáng)化集中維護(hù)體系。比如說在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維作業(yè)中處理好企業(yè)信息化OA系統(tǒng)中所存在的關(guān)聯(lián)性關(guān)系，將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)布與信息交流作為辦公流程自動(dòng)化與知識(shí)管理自動(dòng)化的結(jié)合點(diǎn)，做好電子信息流的定制工作，確保網(wǎng)絡(luò)資源的集中化管理質(zhì)量。

2.做好質(zhì)量評(píng)估

以交換設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，建立良好的設(shè)備評(píng)估機(jī)制，將設(shè)備管理、維護(hù)與監(jiān)控一體化，并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)流程模式。本文認(rèn)為，基于軟交換網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)IP化改造后網(wǎng)絡(luò)的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化，即故障處理標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化、日常維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)化。

3.實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制

按照IP化改造后核心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)，再基于上層業(yè)務(wù)需要與下層承載層QOS保證來確保各專業(yè)之間傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)與耦合度、傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的緊密關(guān)系。由于IP承載網(wǎng)在專業(yè)傳輸特點(diǎn)上的差異性，并沒有建立基于共同語(yǔ)言的溝通關(guān)系，所以應(yīng)該基于先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理手段建立三網(wǎng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量。其聯(lián)動(dòng)內(nèi)容就應(yīng)該包含了以承載網(wǎng)、割接、調(diào)整、故障處理和測(cè)試為主的信息共享機(jī)制；以承載網(wǎng)定期網(wǎng)絡(luò)性能、鏈路符合等通報(bào)模式和提高AR-CE、CR-AR各個(gè)鏈路峰值帶寬利用率為主的工程實(shí)施策略；還有以承接網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源表格統(tǒng)計(jì)與資源共享、系統(tǒng)和端口關(guān)聯(lián)建立關(guān)系更新技術(shù)、故障快速定位排查處理為主的資源關(guān)聯(lián)模式。保證對(duì)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的深度維護(hù)機(jī)制與精細(xì)化管理[3]。

總結(jié)

IP化改造后的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必然會(huì)以軟交換技術(shù)為核心技術(shù)，并吸取百家之長(zhǎng)，形成全方位的分層、開放體系架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，為未來全業(yè)務(wù)、全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式的實(shí)現(xiàn)而不斷改進(jìn)。本文對(duì)IP技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述，證明了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)是一個(gè)非常復(fù)雜且漫長(zhǎng)的系統(tǒng)工程，更是一個(gè)動(dòng)態(tài)的管理過程。

參考文獻(xiàn)

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