紧耦合模式下WiMAX的数据流需要经过现有网络的无线网络控制器(RNC)和核心网,所以这需要对现有网络进行改造。这种模式的优点是充分利用现有网络对移动性管理的强有力支持,减少了切换延时,和松耦合模式相比,其切换时延有大幅度改进,保证了网络的无缝切换。图7所示为WiMAX与WCDMA紧耦合时的网络组成,WiMAX的基站直接和WCDMA的RNC或者SGSN相连。
图7 WiMAX和WCDMA在紧耦合模式下的组网结构
3.2 基于IPv6的WiMAX核心网
基于802.16的无线城域网(WMAN)应用将基于IP分组数据,而目前采用的IP仍然是IPv4。随着业务的不断发展,未来的发展趋势是IPv6将代替IPv4以满足更高的要求。基于IPv6的无线城域网技术不但使用户能够无线上网,而且能够在移动的同时进行网络连接,它还能保证数据的不间断性,同时支持众多的下一代网络业务。在不久的将来,基于IPv6的无线城域网将形成网络运营商的新业务增长点,将给运营商带来巨大的经济利益和大大提高其市场竞争力。因此,需要研究结合IPv6核心网和WiMAX接入网的组网方案。
基于IPv6的无线城域网分为两部分:接入网与核心网。其中接入网部分采用WiMAX技术,核心网部分则采用IPv6协议互连,内部路由器均支持MPLS,边缘路由器完成三层操作,核心路由器完成二层交换。用户接入核心网的过程为:用户数据经采用WiMAX技术的接入网的空中接口到达基站后,通过 “WiMAX-IPv6核心”接口抵达WMAN核心网的边缘路由器,由该边缘路由器对其进行三层操作后,进入支持MPLS的IPv6网络传输,经标签交换后,抵达WMAN与核心网边缘网关,然后进入核心网。
无线城域网中的BS需要提供对IPv6路由协议(包括MPLS)、自动配置、组播、QoS算法实现、移动性管理等的完整支持,这是研究的重点。这里的 BS兼容了路由功能,所以必须支持核心网上使用的主要路由协议。同时由于MPLS能改善路由网络的效率和控制,对于实时业务应用以及与CNGI (China next generation Internet)互连互通具有深刻意义,BS也必须支持此功能。对于RIPv6、OSPFv6、IDRPv2、MPLS协议,IETF都制定了相关的 RFC规范,在BS中的实现应当符合规范规定。其中OSPFv6是可以用于IPv6的OSPF版本,它也是IPv6推荐的内部网关路由协议(IGP),作为所有路由器的标准,适用于大型网络,所以需要优先考虑其如何应用于WiMAX的核心网中。
4、基站无线互联方案
在IEEE 802.16d/e定义的BWA(宽带无线接入)系统中,并未定义基站接入互联网的方式。按传统方式,基站通过有线方式如光纤连接到集线器、路由器或网桥设备。但有线的有效传输距离一般是10km左右,虽然远大于WLAN的覆盖范围,但对于几十千米以外的区域是鞭长莫及。在有宽带接入需求的区域一般会选取一个最合适的位置来安装基站,但这个位置不一定有现成的有线接入点,很多情况下距离有线接入点还有较长距离。光纤无疑是目前宽带接入互联网最理想的载体,全光网络也是未来的发展趋势,但是相对宽带无线接入而言,光纤接入的成本相当高,建设周期也较长,如果最终客户的装机率不是很高,投资回报也就很难保证。尽管有一些运营商在尝试光纤接入网络建设,但是对于今天追求资本回报率,希望快速占领市场、快速赢利的运营商,很难说它就是最好的策略。而且,一旦网络建设完毕,一般很难重新调整。同时对于离互联网接入点较远的地区,如边远山区建立基站势必将投入较大的有线传输线路费用,以致基于成本的考虑对这些地区不能进行网络的覆盖。
另一方面,当无线城域网由固定接入发展到支持移动性后,为了保证用户的无缝切换,基站间需要快速有效的通信。如果采用上述网络结构,BS与BS间的信息交互一定要经过边缘路由器、区域节点,然后再通过边缘路由器经过有线线路返回到BS。这个过程将受到多段通信信道状况的影响,尤其当网络拥塞时,将增加信息传递的延时,造成切换的不成功或通信中断。
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