移动互联网对核心网的影响研究

广州市展翼通信科技有限公司 黄 毅

移动互联网对核心网的影响研究

广州市展翼通信科技有限公司 黄 毅

互联网以及信息技术的不断发展壮大,促进了移动通信技术的发展,人们生活中也越来越多的用到移动通信技术,同时,移动互联网的不断普及和发展也给核心网带来了很大的影响。本文对移动核心网的主要功能和发展历程做了简单介绍,从而分析了移动互联网业务对核心网的具体影响,最后针对移动核心网安全性提出了具体的应对措施。

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1 移动核心网的主要功能及发展历程

1.1 核心网的主要功能

MS(移动台)、RAN(无线接入网)以及CN(核心网)共同构筑了移动通信体系的主要部分。其中核心网的主要功能是对系统内部中信息的路由、交换、数据安全、用户数据管理进行负责,此外还包括同另外的通信系统所进行的信息交换传输。

1.2 移动核心网的发展历程

不断发展的移动通信系统在很大程度上促进了核心网的不断演变,从整体来讲,移动核心网的发展主要有三个阶段:

(1)第一阶段即为第一代移动通信系统的出现,在该阶段移动核心网主要是经由MSC(移动交换中心)和PSTN(公众电话交换网)之间的相互连接,除此之外,MSC还对BS(基站)间的通信进行负责。进行通话的时,移动台会同BS建立相关联系,然后再通过BS连接到MSC,最后将会接入到PSTN。

(2)第二阶段时期,在主体结构中,核心网在第一代移动通信系统的基础上进行了延续。在第二代核心网中,整个网络核心组件仍然是MSC,而且在工作原理上与第一代移动核心网的MSC非常类似。当然第二代移动核心网与第一代还是有一定的区别,第二代移动核心网功能更为强大,可以进行点对点的短信息业务,2G系统不仅能进行与数字寻呼类似的业务,还能够进行广播式的公共信息业务。

(3)移动核心网进入第三阶段后,与前两阶段相比有了十分明显的变化。而最早的3G核心网主要由两大部分组成,一部分是Circuit Switched Domain简称CS域即电路交换域,另一部分则是Packet Switched Domain简称PS域即分组交换域。电路交换域主要能为用户提供相关信令或者电路型业务连接路由,在基本功能和结构上仍然和2G核心网在电路交换方面的某些部分比较相似,而引入了软交换技术之后,3G核心网的电路交换域已经能够达到网路承载的IP化。3G核心网的不断发展和演进,也使得CS域降低了发展速度,甚至停止发展,而分组交换域却逐步转变为以IP多媒体子系统为核心的交换域。

2 移动互联网业务对核心网的影响

2.1 对主流业务的影响

受移动互联网不断增加的用户规模,不断提高的使用率,以及长期在线应用等各因素的影响,使得移动网的信令以及流量都得到了快速的增长,在网络业务中,需要面对的信令风暴就是最大的压力,而信令风暴影响核心网主要表现在以下方面:

2.1.1 加快IP地址短缺

当永久在线模式被用户所使用,就很容易造成忙碌中在线的用户数量急剧增加。

2.1.2 PDSN能力不足

PDSN(Packet Data Serving Node)即分组数据业务节点,微信等业务能够带来许多的小流量包,这在很大程度上减小了分组数据业务节点转发的能力。网络视频以及云存储等业务增加了分组数据业务节点的吞吐量,从而造成了在线用户数急剧增加,导致超标,极大的限制了业务的发展。

2.1.3 AAA/AN(接入网认证、授权和计费)-AAA 压力增加

激活状态下的不断转换,业务不断的下线和上线,以及无数的休眠等业务都加大了信令处理业务的能力和认证计费性能要求,导致了设备在超负荷状态下的运行。

从业务的角度来讲,OTT业务的发展和普及无疑给传统业务带来了不小的冲击,逐步使得电信网络转向管道化,从而导致量增加了,但收入却并没有提高的运营问题的出现。

2.2 对M2M业务的影响

机器型业务的大量使用会给核心网造成许多负荷,相应的也会有许多业务是需要开发核心网的新功能方能支持,而M2M业务对核心网的主要影响有以下几个方面:

2.2.1 信令拥塞和过载

引入大量的终端业务,业务数据的周期性发送,以及断电重启等都会给设备和网络造成负担,增加了无数的信令交互,导致核心网的链路面、节点负荷超标。

2.2.2 私网公网通信机制

核心网本身的资源是十分有限的,这就需要建立某种机制来使得M2M终端和服务器之间的通信得到满足。

2.2.3 终端标识管理

到目前为止,业界依旧是运用IMSI等传统终端进行通信内部标识,当然这在一定程度上会减小通信网络中心标识的增加量,但是核心网是要借助相应的机制来对IMSI的内部标识与M2M终端的外部标识进行映射。

2.2.4 业务签约控制

如果网络本身的能力与M2M不相匹配,就需要核心网具有拒绝以及接收这些业务的签约。

3 移动核心网提高移动互联网的安全性的措施

面向全IP业务目标发展是目前移动核心网的发展趋势,而IP互联网安全问题也将会在移动互联网中出现,这也给互联网安全构成了威胁,应对这些问题的具体措施有:在设备安全上,需要加固承载业务设备的安全性,其中包括了操作系统、数据库、网元。在网络层面上,根据不同风险级别以及接口和业务的差异对移动互联网进行不同安全域的划分,同时对相应安全策略进行部署和安全加固。在业务层面上,引进DPI系统来对非法业务流量进行屏蔽,并能有效对异常流量进行管控,从而保障业务层安全。

4 结论

当前发展最快的通信领域就是移动通信,它的发展极大的影响了人们的生活,为社会的发展做了重大贡献。移动互联网的不断发展、壮大、普及也必将给核心网的承载能力、资源以及架构带来很大影响。

[1]赵慧玲。核心网络发展趋势的探讨[J]。移动通信,2010,34(1)。

[2]郑凤,杨旭,胡一闻。移动互联网技术架构及其发展[M]。北京:人民邮电出版社,2013,06.