基于IPv6的宽带无线移动城域网通信业务系统与应用

无线网络业务系统正在经历新的挑战，传统的架构正在受到冲击，移动的高速接入互联网的需求，新农村发展、远程医疗、交通监控、应急预案以及随时随地的无线网络接入服务等的需求，都要求宽带无线移动通信技术有全新的突破。

应对地震中的紧急通信

在5.12汶川地震的抗震救灾过程中，以"基于IPv6的宽带无线移动城域网通信业务系统与应用"项目中研制的宽带无线接入基站及终端设备为基础，中国科学院计算技术研究所、中国科学院声学研究`所等单位临时制订了宽带无线应急通信MiWave系统，紧急投入灾区使用。作为重要的应急通信手段，该系统在灾区通信基础设施严重毁损的情况下发挥了关键作用。

5.12大地震发生后，全国各地的救援队伍相继赶往灾区进行救助。及时地把事故现场的情况向救援中心汇报成为必须解决的问题。救助人员利用基于MiWave宽带无线应急通信系统很快在后方救援指挥中心和前方救援队之间搭建了一条信息通道。救援人员将前方的救援情况传输到救援指挥中心，指挥中心进行测评决断，及时进行人员的调配和救援力量的增补，提高了救援效率。

全国的人们无时无刻不牵挂着灾区的亲人，哪怕只是一句报告平安的话语此刻都显得弥足珍贵。该系统的通信功能实现了人们的心愿，给灾区人民提供了和外部沟通的信息渠道。通过这个渠道，让受灾群众看到全国人民都在为抗震救灾而积极努力，给予他们支持。

为了防止地震后的二次灾难，救援人员将带有摄像头的宽带无线应急系统终端安放在堰塞湖大坝上，即时读取堰塞湖水文数据，并将观测到的信息通过卫星实时传至绵阳市的专家面前，有效地防止了灾情的进一步恶化。

宽带无线移动通信求变

随着宽带无线移动通信技术的发展，传统的电信服务受到了互联网服务的巨大冲击。以互联网通信为基础的通信业务正在改变传统电信服务的网络结构、业务类型和运营模式。此外，经济和社会信息化、服务网络化的迅速发展也对通信网络业务系统特别是无线网络业务系统提出了许多新的要求，主要有以下方面：

第一，宽带无线移动通信业务系统必须具有用户可控、业务类型可控、网络系统可控的特点，使得系统资源能合理调度，满足用户需求；

第二，需要具有QoS保障的控制管理信令系统、以及针对多模终端高效的网络选择算法，保证用户在移动漫游和业务切换过程中的服务质量；

第三，需要有高效合理的无线资源管理技术，利用有限的无线资源满足用户的多媒体业务需求；

第四，需要支持未来异构无线网络用户身份认证的认证系统，支持终端用户随时随地的接入认证、鉴权与计费。

除上述要求外，当前多媒体业务的重要性日益突出，实现网络与业务融合的需求也越来越迫切，但目前的网络难以满足人们对话音、数据与多媒体融合业务的渴望。比如，电信网体制复杂，无法快速灵活地开发出新业务，而且新业务部署成本高；互联网虽然部署业务相对容易，但是IP网络存在的固有缺陷，使得其难以提供优质的电信级业务；而广播电视网又无法提供优质的双向通信服务。

多种技术融合的全IP网络

未来的网络将是多种接入技术融合的全IP网络，网络融合将导致业务的融合、移动网和固定网的融合、终端融合等。全IP网络具有简单性、灵活性、健壮性等优势，但却无法满足多媒体业务，尤其是移动环境下多媒体业务的服务质量需求。

针对未来移动通信和移动终端的多模化的发展趋势，项目研究并设计了一套基于IPv6的开放性宽带无线网络体系架构。该结构具有业务质量可控和网络系统可控的特点，能够提供在多种网络共存时为多媒体业务选择最优网络的智能选择机制。

该结构的核心网由系统控制管理的功能实体组成，主要包括智能控制中心、移动切换管理中心、系统数据中心、策略管理中心、鉴权认证计费中心等。接入网将包括3G接入网络、WLAN和WiMax等无线网络，以及固网NGN，Internet，PSTN、ISDN等有线接入网络。整个系统采用全IP的分层结构，从业务平面，控制平面和用户平面划分功能实体，每个实体完成相应的功能。

各个领域的应用

在CNGI项目中研制的各项技术被应用到各个领域。随着2010年上海世博会的来临，该项目的成果正可以提供远程医疗、交通监控、应急预案以及随时随地的无线网络接入服务，满足城市居民对信息化的需求，促进城市的全面发展，提升城市的竞争力。同时由于该系统具备高速的Intenet接入功能，利用该系统的设备可以提供高带宽无线接入，而无需铺设线缆，可以为新建立的办公楼宇、SOHO社区等提供高速Internet接入服务，减少网络建设成本。

除了繁华的城市，这套系统在偏远地区依然有它的用武之地。该设备的网络覆盖广，可在人烟稀疏的农村地区建设宽带无线网络，以减少建网成本。通过在农村地区建立成本低、周期短的宽带无线网络，可以大大加快农村信息化进度，促进新农村经济发展。

从5.12地震中，我们意识到居安思危的必要性。通过地理信息相关的传感器构成传感系统，宽带无线系统将传感系统获取到的地理信息集中汇总后传送到监控中心，地质专家通过分析可以及早地发现问题，采取相应的预防措施。同时未来战争是以网络为基础的信息化战争，各国都在加紧完善自身军队的信息化装备建设，以提高军队的整体作战能力。本项目研发设备的高带宽、易建网、服务质量保障等特性可以满足军队对无线通信技术的需求。

围绕我国下一代互联网示范工程的研究开发、产业化及应用示范的总体目标，瞄准基于IPv6的宽带无线网络建设和多媒体业务应用中的关键技术问题，基于IPv6和宽带无线网络通信技术，研发有服务质量保障，实现可运营、可管理，可控制、易扩展、易使用的音视频多媒体通信与业务系统，开展业务试验，开发出适应未来无线通信网络发展需求的移动多媒体业务系统，如图1所示。

基于该业务系统及自主研发的设备，项目搭建了宽带无线移动城域示范网。示范网成功展示了各种多媒体业务，验证了该业务系统高带宽、高速移动性、良好的QoS保障等性能，而基于项目的研究成果研发的宽带无线通信系统在抗震救灾中也发挥了关键的作用。

我们期待着"基于IPv6的宽带无线移动城域网通信业务系统与应用示范"项目为未来的通信事业带来更大的社会效益。

（作者单位为中国科学院计算技术研究所）