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UMTS 從1999年第一個(gè)版本R99開(kāi)始，就采用了ATM的技術(shù)平臺(tái)，IP作為一個(gè)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)卻因?yàn)镼oS、安全性等原因而未被采用。但是，作為數(shù)據(jù)時(shí)代的霸主，IP技術(shù)終究和UMTS這個(gè)以寬帶接入為特色的技術(shù)有著不解之緣。
一、UMTS之初，ATM獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷
3GPP定義的UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要接口是Iub、Iur和Iu（包括Iucs和Iups），這些接口上的協(xié)議棧分為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層。UTRAN的傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上指在Iub/Iu/Iur上位于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層下的傳輸資源，分別是數(shù)據(jù)承載（Data Bearer）和信令承載(Signalling Bearer)。3GPP在早期制訂R99/R4 UTRAN 規(guī)范的時(shí)候，曾經(jīng)為選擇IP技術(shù)還是ATM技術(shù)做了深入的探討和分析，兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，ATM技術(shù)成熟、QoS質(zhì)量保證高，而IP組網(wǎng)靈活、傳輸效率高，實(shí)在讓人難以取舍。但因?yàn)楫?dāng)時(shí)IP傳輸技術(shù)被認(rèn)為還沒(méi)有成熟，并且2G系統(tǒng)也大多采用TDM技術(shù)，因此3GPP最終推薦了ATM技術(shù)。其面向連接的特性可以很好地保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，并可發(fā)揮ATM的統(tǒng)計(jì)復(fù)用、QoS保證等優(yōu)勢(shì)，這樣常用的傳輸配置是：在Iub接口上因?yàn)閭鬏斄髁啃⊥ǔ２捎肐MA E1傳輸，在Iu/Iur上通常采用ATM over STM-1傳輸。 即便是R4中的Iu-PS上的IP，也不是真正的IP傳輸承載，僅僅是IP over ATM，這時(shí)真正的傳輸承載是ATM。ATM作為3GPP定義的主流二層承載技術(shù)，由于其有面向連接及完善的服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制、有良好的帶寬顆粒度、技術(shù)成熟、部署廣泛，適合于R4 CS域?qū)υ捯魳I(yè)務(wù)的承載和PS域?qū)Χ嗝襟w業(yè)務(wù)的承載。目前在全球部署的大多數(shù)UMTS網(wǎng)絡(luò)都采用ATM作為承載，也是目前較為成熟的解決方案。
ATM的特征是面向連接和帶寬保障，比較適合傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)和固定帶寬的PS業(yè)務(wù)（如R99的PS業(yè)務(wù)）的傳送。針對(duì)突發(fā)性的可變速率的各類IP業(yè)務(wù)，ATM平臺(tái)很難在高效和無(wú)阻塞之間取得平衡；ATM配置管理的復(fù)雜性也使得系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)大容量的擴(kuò)展，難以在容量和配置靈活性之間取得平衡。基于ATM架構(gòu)的UMTS平臺(tái)，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速發(fā)展今天及將來(lái)，在傳輸容量、傳送效率、組網(wǎng)方式等方面都正在暴露其固有的局限性。
二、需求驅(qū)動(dòng)，IP應(yīng)運(yùn)而生
基于IP的Internet業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)給傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了前所未有的變革，使其在業(yè)務(wù)發(fā)展、流量模式、運(yùn)營(yíng)方面發(fā)生了巨大變化。IP技術(shù)在Internet上的成功，使其在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和承載上也必將得到全面應(yīng)用，未來(lái)的移動(dòng)通信從網(wǎng)絡(luò)到終端均將使用基于IP的協(xié)議通信，包括結(jié)構(gòu)IP化、承載與業(yè)務(wù)IP化的全過(guò)程。IP技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，首先將改變承載網(wǎng)絡(luò)的方式。從系統(tǒng)可擴(kuò)展性、節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本等方面考慮，以IP為核心的傳輸承載將逐漸從核心網(wǎng)向無(wú)線接入網(wǎng)滲透，并將最終成為無(wú)線接入網(wǎng)傳輸承載層的主流協(xié)議。
總體來(lái)說(shuō)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化將有助于建立統(tǒng)一的承載網(wǎng)，同時(shí)簡(jiǎn)化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)承載能力，支撐移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的快速部署。從業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的角度看，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化將帶來(lái)兩點(diǎn)變化。首先是通信方式的變化，移動(dòng)IP化將真正實(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)融合，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)將在一個(gè)統(tǒng)一的基于IP技術(shù)的平臺(tái)上進(jìn)行傳送，未來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)全包交換，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)都由IP包來(lái)承載，語(yǔ)音將會(huì)弱化為數(shù)據(jù)的一種應(yīng)用。其次是運(yùn)營(yíng)模式的變化，移動(dòng)IP技術(shù)使得為用戶快速、高效、方便地部署豐富的應(yīng)用服務(wù)成為可能。這將對(duì)傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商產(chǎn)生巨大的沖擊，單獨(dú)從簡(jiǎn)單話音業(yè)務(wù)中追尋利潤(rùn)的空間會(huì)變得越來(lái)越小。IP網(wǎng)絡(luò)具有靈活的自主路由尋址能力，可以方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)元之間的備份功能，在網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障情況下，業(yè)務(wù)能夠得到恢復(fù)保護(hù)；采用IP組網(wǎng)方式能夠?yàn)榛咎峁〧E/GE接口，F(xiàn)E相當(dāng)于50個(gè)E1的帶寬，能在很大程度上滿足基站的帶寬要求；IP組網(wǎng)帶來(lái)的帶寬能力的提升，很好地解決了由HSPA技術(shù)引發(fā)傳輸成本增加的問(wèn)題。此外，相對(duì)較低的IP設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人力成本將會(huì)進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)商的CAPEX和OPEX；相對(duì)于ATM對(duì)多業(yè)務(wù)，特別是，IP業(yè)務(wù)較弱的支持能力，基于IP的組網(wǎng)不僅可以解決語(yǔ)音業(yè)務(wù)的承載，而且可以實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)承載，基于IP的彈性管道很好地適應(yīng)了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的TCP流量機(jī)制，傳送效率更高，速度更快。
鑒于IP在高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷時(shí)有更高的鏈路利用率，并且有更好的開(kāi)放性，更低的成本，更能滿足用戶的通信需求，所以3GPP還是及時(shí)地在R5的UTRAN規(guī)范里正式推薦IP傳輸選項(xiàng)。根據(jù)3GPP的工作項(xiàng)目 “IP Transport in UTRAN” 的最終輸出報(bào)告RP-020135，包括25.933，共有18個(gè)3GPP規(guī)范描述了IP傳輸，主要涉及到Iub/Iur/Iu接口，從而為核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)全網(wǎng)向IP傳輸演進(jìn)打下了理論基礎(chǔ)。
隨著協(xié)議的逐漸完善和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟， IP技術(shù)正在被逐漸引入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，這不僅可以大幅度提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)承載能力，更可以緩解3G運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前面臨的巨大傳輸壓力，特別是HSPA等無(wú)線寬帶技術(shù)的商用對(duì)接入網(wǎng)傳輸帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
作者：婁德剛 來(lái)源：C114中國(guó)通信網(wǎng)
