NGN移動環(huán)境中多媒體業(yè)務(wù)支持及移動性管理相關(guān)問題研究.pdf

1、下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN，NextGenerationNetwork)的提出最初是為了利用分組交換的優(yōu)勢，改造傳統(tǒng)電信固定網(wǎng)絡(luò)，但是隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對未來電信網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)發(fā)展趨勢和電信業(yè)務(wù)需求認(rèn)識的深入，人們對NGN的理解也發(fā)生了相應(yīng)的變化。NGN應(yīng)該是融合的網(wǎng)絡(luò)，這個融合不但指電信網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的融合，而且包括電信固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)的融合，而且后者的重要性日益突出。ITU-T對NGN的定義包含以下內(nèi)容：能夠使用戶自由接入不同的

2、業(yè)務(wù)提供商；能夠支持通用移動性，從而向用戶提供一致的和無處不在的業(yè)務(wù)。從中可以看出，固定和移動只是接入方式的不同，都是NGN整體架構(gòu)的一部分。ITU-T關(guān)于NGN的定義中明確說明NGN支持通用移動性，所以說，移動性是NGN中非常重要的部分。NGN對移動性的支持構(gòu)成NGN移動環(huán)境。 NGN產(chǎn)生和發(fā)展背后的推動力量，是人們對以多媒體為主要特征的新業(yè)務(wù)的需求和運(yùn)營商對新業(yè)務(wù)可能帶來的高利潤的期待。NGN移動環(huán)境中支持多媒體業(yè)務(wù)需要很多

3、專用設(shè)備，媒體服務(wù)器是一種在軟交換機(jī)控制下支持多媒體業(yè)務(wù)，提供各種媒體資源服務(wù)的專用設(shè)備。論文的第一部分針對本校網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò)智能研究中心研發(fā)的一種基于軟交換的媒體服務(wù)器相關(guān)研究內(nèi)容進(jìn)行論述。 移動性管理是NGN移動環(huán)境中非常重要的內(nèi)容，NGN中的移動性管理有著與傳統(tǒng)移動網(wǎng)中移動性管理不同的特點(diǎn)，本文后一部分針對NGN移動環(huán)境中移動性管理的一些相關(guān)問題進(jìn)行了研究。 論文主要創(chuàng)新工作總結(jié)如下： (

4、1)通過對NGN移動環(huán)境中多媒體業(yè)務(wù)特點(diǎn)的研究，以及對各種類似設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)的比較研究，結(jié)合中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會提出的《基于軟交換的媒體服務(wù)器技術(shù)要求》所定義的設(shè)備規(guī)范，提出了基于軟交換的集群媒體服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?；谝环N商業(yè)化SIP(SessionInitiationProtocol)協(xié)議棧，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了一種可靠、靈活、易擴(kuò)展的用SIP及其擴(kuò)展控制多媒體會話的方案。根據(jù)對NGN移動環(huán)境中多媒體業(yè)務(wù)支持的研究，以及《基于軟交換的媒體服務(wù)器技術(shù)要

5、求》的相關(guān)要求，詳細(xì)分析了基于軟交換的集群媒體服務(wù)器的網(wǎng)管需求，基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議版本2(SimpleNetworkManagementProtocol，SNMPv2)，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了基于軟交換的集群媒體服務(wù)器網(wǎng)管子系統(tǒng)，并結(jié)合IETF相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備自身特點(diǎn)定義了管理信息庫(MIB，ManagementInformationBase)。 (2)安全問題是NGN中受到廣泛關(guān)注和熱烈討論的重要問題。為了保證NGN網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的安全性，N

6、GN設(shè)備必須充分考慮安全問題。分析了NGN安全問題的產(chǎn)生原因、危害及解決思路，并重點(diǎn)討論了SIP協(xié)議的安全，根據(jù)基于軟交換的集群媒體服務(wù)器的具體情況，對設(shè)備可能面臨的安全威脅進(jìn)行了分析，并給出可行的解決方案。 (3)NGN移動環(huán)境中，移動性不僅僅指終端移動性，還包括個人移動性、服務(wù)移動性、會話移動性、模式移動性等多種移動性模式。相應(yīng)的，移動性管理也不只是對移動終端所涉及的切換和位置更新的管理，而是要滿足上述通用移動性的管理。介紹

7、了NGN中各種移動性模式及主要實(shí)現(xiàn)協(xié)議，以及這些協(xié)議在滿足各種移動性管理方面的優(yōu)缺點(diǎn)。為有效實(shí)現(xiàn)多種移動性管理，提出了一種結(jié)合移動IP、SIP等各層移動性管理協(xié)議的，統(tǒng)一、有機(jī)的多層多協(xié)議移動性管理方案。 (4)在移動IP和SIP分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層移動性管理的多層多協(xié)議移動性管理方案中，當(dāng)兩種協(xié)議獨(dú)立進(jìn)行AAA操作時，存在缺乏效率的問題。為解決該問題，提出優(yōu)化方案——“移動IP與SIP集成應(yīng)用中優(yōu)化的AAA過程”(OAPIM

8、S)。在新一代AAA協(xié)議Diameter環(huán)境下，通過移動注冊時，對兩種協(xié)議的操作信令進(jìn)行優(yōu)化，減少了信令交互次數(shù)，達(dá)到提高效率的目的。分析表明，該方法可以明顯降低信令開銷，減少時延，提高系統(tǒng)性能。 (5)移動終端通過GPRS(GeneralPacketRadioService)接入3GPP提出的IP多媒體子系統(tǒng)(IMS，IPMultimediaCoreNetworkSubsystem)時，GPRS和IMS都會對移動終端進(jìn)行認(rèn)證和

9、密鑰分配，操作過程類似，獨(dú)立進(jìn)行兩次非常缺乏效率。為解決該問題，結(jié)合相關(guān)研究成果，提出一種優(yōu)化集成方法，只進(jìn)行GPRS的AKA協(xié)議操作，IMS則基于GPRS的認(rèn)證結(jié)果實(shí)現(xiàn)對移動終端的認(rèn)證，同時滿足了移動終端對IMS網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證需求及雙方的密鑰分配需求。對該方法的可行性及性能進(jìn)行了分析。 本論文受以下基金項目聯(lián)合資助：國家杰出青年科學(xué)基金(No.60525110)：高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項科研基金資助課題(No.20030013006