YDB 045-2010
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标准简介
YDB 045-2010.Technical Requirements of Mobility Management and Controlling Transport Stratum of NGN.
1范围
YDB 045报告首先描述了NGN中的移动性场景和基本能力需求,给出了NGN传送平面的移动性管理控制架构(MNCF)。
YDB 045报告适用于对基于NGN实现的不同AN之间的移动性管理框架进行总体指导,不适用于对具体接入技术(如3G接入)的移动性支持和实现。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ITU-T Q. 1706 /Y. 2801 (11/06)下一 代网 (NGN) 移动性管理需求
ITU-T Y. 2014 (05/08)下一代网中网络附着控制功能
ITU-T Y. 2018 (09/09)NGN传送平面移动性管理和控制架构
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本技术报告。
3.1.1
移动性管理mobi lity management
用于提供移动性的功能实体的集合。这些功能包括认证、授权、位置更新、寻呼、用户信息下载和更多的功能。
3.1.2
接入网Access Network
接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(例如:线路设施和传输设施)组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力实施系统,可经由管理接口配置和管理。在本技术报告中,用户终端在接入网内部移动时,IP地址保持不变。
标准内容
通信标准类技术报告
YDB0452010
下一代网络(NGN)传送平面移动性管理控制技术要求
Technical Requirements of Mobility Management and ControllingTransport Stratum of NGN
(ITU-T Y.2018:2009, Mobility management and control framework andArchitecturewithin theNGN transport stratum,NEQ2010-09-27印发
中国通信标准化协会
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
3.2缩略语
5移动性的场景和基本能力需求
5.1移动性场景
5.2移动性管理能力需求
6NGN传送平面的移动性管理控制架构(MMCF)6.1
主要功能实体的功能
6.4参考点
附录A(资料性附录)MMCF相关流程示例次
附录B(规范性附录)NGN业务平面的移动性管理控制架构(SMF)概述参考文献
YDB045—2010
YDB045—2010
本技术报告是NGN系列技术报告之一,该系列技术报告的结构及名称预计如下:《下一代网络(NGN)中网络附着子系统(NASS)技术要求》:一《下一代网络(NGN)中资源接纳控制子系统(RACS)技术要求》:一《下一代网络(NGN)传送平面移动性管理控制技术要求》:《下一代网络(NGN)安全框架》。《NGN传送平面移动性管理和控制架构》,本技术报告使用重新起草法参考ITU-TY.2018(09/09)和该标准的一致性程度为非等效,主要差异如下:-根据本技术报告的编写规则对相关章节号进行了调整;-本技术报告增加了第4章“概述”、第5章“移动性场景和基本能力需求”未采纳ITU-TY.2018(09/09)中的第8章“安全考虑”相关内容。为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要,在工业和信息化部统一安排下,对于技术尚在发展中,又需要有相应的标准性文件引导其发展的领域,由中国通信标准化协会组织制定“通信标准类技术要求”,推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见,向中国通信标准化协会反映。本技术报告由中国通信标准化协会提出并归口。本技术报告起草单位:工业和信息化部电信研究院、华为技术有限公司。本技术报告主要起草人:李海花、臧磊、吴钦。I
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YDB045—2010
下一代网络(NGN)传送平面移动性管理控制技术要求1范围
本技术报告首先描述了NGN中的移动性场景和基本能力需求,给出了NGN传送平面的移动性管理控制架构(MMCF)。
本技术报告适用于对基于NGN实现的不同AN之间的移动性管理框架进行总体指导,不适用于对具体接入技术(如3G接入)的移动性支持和实现。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ITU-TQ.1706/Y.2801(11/06)
ITU-TY.2014(05/08)
ITU-TY.2018(09/09)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本技术报告。3.1.1
移动性管理mobilitymanagement下一代网(NGN)移动性管理需求下一代网中网络附着控制功能
NGN传送平面移动性管理和控制架构用于提供移动性的功能实体的集合。这些功能包括认证、授权、位置更新、寻呼、用户信息下载和更多的功能。
接入网AccessNetwork
接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(例如:线路设施和传输设施)组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力实施系统,可经由管理接口配置和管理。在本技术报告中,用户终端在接入网内部移动时,IP地址保持不变3.2缩略语
下列缩略语适用于本技术报告。AN
Access Network
Core Network
接入网
核心网
iiKANiKAca
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HDC-FE
I-CSCF-FE
L2HE-FE
MLM-FE
NID-FE
NIR-FE
P-CSC-FE
SAA-FE
S-CSCF-FE
SUP-FE
TAA-FE
4概述
domain-specific root key
Edge Node Functional Entity
FullQualified DomainName
Handover Decision and Control FunctionalEntity
Handover Decision
Interrogating
Functional Entity
Session
Layer 2 Handover Control
Control
Layer 2 Handover Execution Functional Entitylayer 3 Handover Control
Layer 3 Handover Execution FunctionMedia Independent Handover
MobileLocationManagement
Entity
Functional
Mobility Management Control FunctionsNetwork Access Configuration FunctionNext Generation Network
Network Information Distribution FunctionalEntity
Network Information Repository FunctionalEntity
Proxy Call Session Control Functional EntityPolicy Decision Functional EntityQuality of Service
Resource and Admission Control FunctionService Authentication and AuthorizationFunctional Entity
Service Control Function
Serving Call Session Control FunctionalEntity
Subscription Locator Functional EntityService User Profile Functional EntityTransport Authentication and AuthorizationFunctional Entity
User Equipment
x Digital Subscriber Line
特定域名根密钥
边缘节点功能实体
全限定域名
切换决策和控制功能实体
切换决策功能
查询呼叫会话控制功能实体
二层切换控制功能
二层切换执行功能实体
三层切换控制功能
三层切换执行功能
介质无关切换
移动位置管理功能实体
移动性管理控制架构
网络接入配置功能
下一代网
网络信息分发功能实体
网络信息存储功能实体
代理呼叫控制功能实体
服务质量
资源接纳控制功能
业务认证授权功能实体
业务控制功能
服务呼叫会话控制功能实体
签约定位功能实体
业务用户数据功能实体
传送鉴权和认证功能实体
用户终端
x数字用户线
NGN业务功能独立于底层传送技术,使NGN能够支持多种多样的有线/无线接入网技术,如2G/3G接入,XDSL接入、WLAN接入,以及未来可能出现的新的接入方式等等(如图1所示)。随着用户数量的增加、2Www.bzxZ.net
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YDB045—2010
不断部署的异质系统、支持多种接入方式多模终端的增多,给NGN用户提供无缝服务的需求随着时间的推移越来越强烈,移动性管理是满足这一需求的重要机制。业务和应用。
基于 IP的HGH核心网+
2G/3G接入
移动用户
CWLAH/WPAN
其他无线接入,
有线接入+
移动用户
图1NGN用户移动环境示例
移动性管理可以在NGN中的不同平面提供,本技术报告给出了在传送平面实现移动性管理的机制,并侧重于三层(IP层)及三层以上的移动性管理。在NGN业务平面实现移动性管理机制的简要介绍参见附录B。
5移动性的场景和基本能力需求
5.1移动性场景
在NGN环境中,对移动场景有不同的分类方式。根据移动对象可将移动场景分为:终端移动性、网络移动性、个人移动性、业务移动性(具体可见ITU-TQ.1706/Y.2801),根据移动范围可将移动场景分为:CN间的移动性管理、AN间的移动性管理、AN内的移动性管理,如图2所示。ANI+
AN间的移动性可以进一步分为两类:a)同一类型AN之间的移动性管理;不同类型AN之间的移动性管理。b)
MM1:CH间的移动性管理
MM2:ANT 间的移动性管理+
MM3:AN内的移动性管理
MM:移动性管理+
AT:接入网+
CH:核心网+
移动场景示例
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YDB045——2010
不同类型的移动性对应的移动管理需求也有所差别,本技术报告主要给出三层(IP)移动性管理机制,即AN间的移动性管理,并只针对终端移动性这种场景。5.2移动性管理能力需求
5.2.1概述
本节主要给出一些和移动性管理相关的通用能力要求,主要包含位置管理和切换管理。5.2.2移动性管理控制功能和传送功能分离移动性管理控制功能应和具体的传送技术无关,这样移动管理控制功能可以构建在各种接入技术或传送网络之上。
5.2.3支持基于网络的移动性(network-basedmobility)和基于主机的移动性(host-basedmobility)基于网络的移动性不需要移动终端节点参与移动性相关的信令消息交互,而是由网络中的移动性代理节点代替移动终端节点完成与移动性控制相关的信令消息交互。基于主机的移动性机制下,每个移动终端节点都分配家乡地址(即本报告中的永久IP地址),当移动终端节点移动到拜访地,网络将为该移动终端节点分配拜访地址(即本报告中的临时IP地址),用于标识移动终端节点的当前位置信息,发送给该移动终端节点家乡地址的数据包将转发到该节点的拜访地址。移动性管理应同时支持基于网络的移动性和基于主机的移动性。基于网络的移动性使NGN移动性管理能够支持不具有移动性管理能力的用户终端。5.2.4位置管理功能
NGN移动性管理应具有位置管理功能,保存移动中的用户的最新位置信息。位置管理通常提供位置注册、位置更新、位置查询和响应功能。位置管理功能负责用户标识和位置标识之间的映射,包括用户标识和位置标识之间的映射、永久位置标识和临时位置标识之间的映射。当UE在不同AN之间移动时,永久位置标识保持不变,主要用于控制终结于用户的会话:而当UE在不同AN之间移动时,临时位置标识会发生改变。当移动终端初始附着到网络上时,对于基于主机的移动性管理,当移动终端从网络中获取临时位置标识时,应向位置管理相关的功能实体进行位置注册:对于基于网络的移动性管理,网络代理的IP地址将用作临时位置标识,并且该网络代理将向位置管理相关的功能实体进行位置注册。在实际网络部署时,位置管理功能可以具有不同的角色区分,如部署在接入网中的位置管理功能和部署在核心网中的位置管理功能。5.2.5永久IP地址和临时IP地址
本报告给出的NGN传送平面移动性管理控制架构采用IP地址作为位置标识。为了支持移动性,需要考虑两类IP地址的分配,即永久IP地址和临时IP地址。在基于网络的移动性中,需要分配永久IP地址给UE,但是不需要为UE分配临时IP地址;在基于主机的移动性中,需要给UE同时分配永久IP地址和临时IP地址。永久IP地址可以采用静态配置的方式,也可以采用动态分配的方式。5.2.6切换控制功能
NGN移动性管理应具有切换控制功能。切换控制功能用于保证用于移动过程中会话的连续性。切换控制功能可以在不同层面实现,如链路层切换控制功能、网络层切换控制功能、应用层切换控制功能。4
iiKAoNiKAca
YDB0452010
切换操作基于移动检测(在链路层和/或网络层):并分为基于主机的切换控制和基于网络的切换控制。对于基于网络的移动性管理,由切换控制功能启动切换操作。本技术报告侧重于三层(如在不同IP子网之间移动时IP地址发生变化)及三层以上切换控制。三层切换通常包含以下典型操作:移动检测:包括二层移动检测和三层移动检测,本技术报告侧重于三层移动检测,但是二层移a)
动事件应能够通知给切换控制:网络选择:为了控制不同接入网之间的切换,切换控制功能需标识出当前移动UE可接入的候b)
选附着点列表,如根据无线信号强度或候选附着点可用资源情况,切换控制功能或移动UE据此选择一个可达的附着点建立新的连接:临时位置标识:当移动UE移动到一个新的接入网(或IP子网),需要获取新的临时位置标识。移动UE可以从网络中获取一个IP地址作为新的临时位置标识,也可以使用特定网络单元的IP地址作为移动UE的临时位置标识:位置标识绑定更新:切换过程中需要完成新的位置标识的注册。为了优化切换过程,位置标识d)
更新最好在检测到或网络决定执行切换时立即执行,可以由切换控制功能触发位置标识更新。切换可以细分为切换和无缝切换,无缝切换是在业务连续性的前提下切换的特殊情况,它保留了给移动用户移动期间及移动以后提供业务的能力,并对所提供的服务没有任何影响。无缝切换必须考虑在切换过程中业务中断的最小化(如丢包率和时延),为此常引入一些特定的优化机制,如切换隧道建立,快速接入鉴权、预占(pre-emptive)切换控制信令、数据通道优化(通信对端UE使用临时位置标识和移动UE之间进行数据传送,而不使用永久位置标识)等。在实际网络部署时,切换控制功能可以具有不同的角色区分,如部署在接入网中的切换控制功能和部署在核心网中的切换控制功能。6NGN传送平面的移动性管理控制架构(MMCF)6.1概述
MMCF为NGN传送平面的的移动性管理控制架构,并侧重于终端移动性。同时MMCF假设发生切换时,目标网络资源能够提供足够的资源接纳该会话,所以目前MMCF没有提供切换之后服务质量发生降级时的处理机制。
6.1.1关于移动性管理机制的选择对于接入类型和/或漫游协定可以静态配置特定的移动性管理机制,并且UE和网络中都应该配置相关信息。
如果采用动态协商方式,且网络支持多种移动性管理机制,应在初始网络附看和切换发生时确定便用的移动性管理机制。如果UE和网络同时支持多个移动性管理机制,可根据运营商的策略进行选择;如果UE和网络没有支持的相同移动性管理机制,或者UE支持的移动性管理机制未知,依赖于运营商的策略可拒绝网络接入或强制采用基于网络的移动性管理。6.1.2对NACF增强需求
6.1.2.1移动性业务鉴权和认证
移动性业务独立于传送业务,且用户清单中应包含移动性业务参数。对于传送业务和移动业务用户分别可具有不同的标识。
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移动业务鉴权可以在网络接入鉴权过程中执行,也可以分别进行。如果在网络接入鉴权过程中执行(即集成模式),移动业务和网络接入由同一个运营商负责鉴权,且传送业务标识和移动业务标识相同。如果两个鉴权分别执行(即分离模式),则移动业务和网络接入可以由不同运营商进行鉴权,且先进行网络接入鉴权。
6.1.2.21P地址分配
为了支持移动性,需要考虑两类IP地址的分配,即永久IP地址和临时IP地址。NACF中的NAC-FE能够获取这两个地址,并且只有当TAA-FE获取的移动性业务参数中未包含永久IF地址时,NAC-FE才需要执行永久IP地址的分配。NAC-FE进行移动业务用户标识和这两个IP地址之间的绑定,并能够通过TAA-FE将该绑定信息发送给MLM-FE(P)。在基于网络的移动性中,需要分配永久IP地址给UE,但是不需要分配临时IP地址。6.1.3对RACF的增强需求
MMCF中的切换控制功能实体(HDC-FE)请求RACF预留网络资源,为此HDC-FE需要向PD-FE提供数据流相关的绑定信息。
本技术报告中的MMCF支持:
提前(Proactive)资源预留;
自适应(Adaptive)资源预留。6.2架构
MMCF架构如图3所示:
HGWC-FE
TLM-FE
L2HE-FE
二层传送功能
接入传送
MLM-FEM9
移动性管理控制架构(MMCF)
TRC-FE
Controlplane
Forwarding plane
IBG-FE
分组传送功能
核心传送
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主要功能实体有:
a)移动位置管理功能实体(MLM-FE);切换决策和控制功能实体(HDC-FE);b)
c)网络信息分发功能实体(NID-FE);d)网络信息存储功能实体(NIR-FE)。YDB045—2010
另外还定义了二层切换执行功能实体(L2HE-FE)、三层切换执行功能(L3HEF),L3HEF可以嵌入到EN-FE、ABG-FE、IBG-FE并和HDC-FE通信。6.3主要功能实体的功能
6.3.1移动位置管理功能实体(MLM-FE)MLM-FE包含以下功能:
一在基于网络的移动性情况下,MLM-FE负责代替UE发起位置注册:处理来自UE或代替UE处理位置注册消息:一可选,维护移动业务用户标识和分配给相应UE的永久IP地址之间的绑定:在基于主机的移动性情况下,管理分配给UE的永久IP地址和临时地址之间的绑定;或者在基于网络的移动性情况下,管理分配给UE的永久IP地址和隧道低端地址(lowertunnelendpoint)之间的绑定:
可选,为移动UE保持两个位置绑定,一个绑定属于处于激活状态的服务网络;另一个绑定属于处于备选状态(standbystate)的目标网络:支持控制和传送平面分离,MLMF地址和数据前转端点地址(例如:隧道端点地址)不同:一指示新的移动性位置绑定,并向HDC-FE发布绑定信息。MLM-FE可以细分为代理和控制中心,即MLM-FE(P)、MLM-FE(C),在实际部署时MLM-FE(P)和MLM-FE(C)可以部署在一起,但这种情况下只支持基于主机的移动性。MLM-FE(P)和MLM-FE(C)提供等级化的位置管理机制,使位置管理可以具有较好的扩展性。MLM-FE(C)向其他通信节点(如SCF)提供集中接触点,维护移动业务用户标识、永久地址、MLM-FE(P)地址之间的绑定,MLM-FE(P)则维护及更新移动业务用户标识、永久地址、临时地址或隧道低端地址之间的绑定。MLM-FE(P)可从移动业务用户标识的归属域名中识别出对应的MLM-FE(C)。
MLM-FE(P)包含以下功能:
在基于主机的移动性情况下,向移动用户提供进行位置注册的第一个接触节点,移动UE在附着过程中获得MLM-FE(P)的地址:一在基于网络的移动性情况下,MLM-FE(P)作为移动UE的代理:MLM-FE(P)支持基于IP的寻呼(paging)功能以便定位移动UE;在基于主机的移动性情况下,MLM-FE(P)可向采用不同移动性信令协议的UE和MLM-FE(C)提供互通功能:
在基于主机的移动性情况下,UE和MLM-FE(P)之间通过安全偶联来保证位置注册信息的安全,安全偶联可基于附着过程中产生的密钥信息动态创建;-移动位置注册或更新之后,MLM-FE(P)负责请求HDC-FE执行切换控制:-MLM-FE(P)可作为UE代理启动路径优化,特别是存在信令协议互通的情况下;如果UE和MLM-FE(C)对应的锚点之间存在另一个锚点,则MLM-FE(P)执行附加的地址绑定;当存在NAT时,MLM-FE(P)可负责信令消息中的地址转换:MLM-FE(P)可向UE提供地址隐藏(addressanonymity)。6.3.2切换决策和控制功能实体(HDC-FE)YDB045—2010
HDC-FE包含三个主要功能块:切换决策功能(HDF)、二层切换控制功能(L2HCF)、三层切换控制功能(L3HCF),具体如图4所示:PDFE
TRC-FE
NID-FE
控制平面
转发平面,
L2HE-FE
图4HDC-FE的主要功能示例
6.3.2.1切换决策功能(HDF)
HDF主要包含以下功能:
MLM-FE(P)
从UE接收切换候选接入链路列表,对于每个候选接入链路,调用RACF验证资源可用性。由UE进行切换决策时,HDF向UE提供可接受的链路子集;向RACF中的PD-FE提供绑定信息,请求RACF预留资源,并且可以当为新数据通路配置资源时,请求释放切换前的数据通路的相关资源:当支持make-before-break切换模式时,为新数据通路配置资源请求先离开切换前的数据通路:
当确认某个数据通路不再使用时,请求RACF释放相关资源:在网络触发切换的场景下,从UE收到请求后立即出发切换:进行子网内部切换时,调用L2HCF上的切换功能;进行子网之间的切换时,调用L3HCF功能上的切换功能。
6.3.2.2二层切换控制功能(L2HCF)L2HCF和二层切换执行功能实体(L2HE-FE)交互,执行如下操作:向HDF转发链路层报告;
从HDF收到请求时,调用相应L2HE-FE上的切换操作。当NGN用户在某个子网内移动时,此时切换操作应发生在二层,在这种情况下,L2HCF有可能在切换过程中与L2HE-FE交互创建他们之间的媒体通路。6.3.2.3三层切换控制功能(L3HCF)8
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L3HCF和三层切换执行功能(L3HEF)交互,执行如下操作:从HDF收到请求时,调用相应L3HEF上的切换操作。
6.3.3网络信息分发功能实体(NID-FE)在网络发现阶段NID-FE和执行切换决策的功能实体(可以是UE,也可以是HDC-FE)进行通信,NID-FE的具体功能如下:
发布切换策略,该策略是运营商定义的一套规则和优选,影响UE或HDC-FE的切换决策:发布NIR-FE提供的其他信息。
6.3.4网络信息存储功能实体(NIR-FE)NIR-FE向NID-FE提供相邻网络的静态信息,帮助目标接入网的发现和选择。NIR-FE提供的信息包括:UE周围的接入网信息,这些接入网可能是切换发生时的目标网络。具体信息包括接入网标识接入类型、运营该网络的运营商、安全和网络QoS能力、等等;附着点(如基站、NodeB、接入点)信息,例如附着点标识、L1/L2地址、支持的比特速率、网络地址配置策略:
一运营商策略,如计费模式和批价信息、漫游协定、移动性机制选择策略等。6.3.5转发平面增强功能要求
6.3.5.1二层切换执行功能实体(L2HE-FE)L2HE-FE位于接入传送功能模块中,接受来自HDC-FE的命令:执行相应操作以便保持切换期间流的连续性当确定UE已经执行了切换时,完成到UE方的切换。为支持介质无关切换(MIH),L2HE-FE也向HDC-FE报告链路层事件。6.3.5.2三层切换执行功能实体(L3HEF)L3HEF位于接入传送和核心传送功能模块中,接受来白HDC-FE的命令:切换期间,执行隧道的建立、修改或拆除:切换期间,缓存用户数据包以便保持流连续性一切换完成后,封装从UE收到的数据包,或者是从通信对端节点收到的数据包,并通过隧道转发;同样地,对从隧道接收的数据进行解封装,然后转发给UE和通信对端节点。6.4参考点
6.4.1参考点M1(TLM-FE,MLM-FE(P))该参考点主要用于从TLM-FE向MLM-FE(P)发布信息。假设TLM-FE可以从NAC-FE获得永久IP地址和临时IP地址。
6.4.1.1基于主机的移动性指示
在基于主机的移动性情况下,TLM-FE传送给MLM-FE(P)的信息包括UE鉴权过程中导出的密钥信息,以便支持MLM-FE(P)和UE之间的安全偶联。TLM-FE传送给MLM-FE(P)的信息可包含以下信息:移动业务用户标识:
永久IP地址;
一一用户标识和永久IP地址之间的绑定。9
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