Лекция 11 - Разгрузка мобильного трафика с помощью Wi-Fi

Разгрузка мобильного трафика

с помощью Wi-Fi

Исследование потребления мобильного трафика абонентами

Источник: Исследование P3 Group потребления мобильного трафика абонентами сетей Verizon, AT&T, T- Mobile и Sprint // How much cellular and Wi-Fi data are smartphone users consuming, and with which apps? The Verizon, AT&T, T-Mobile and Sprint Q1 2017 breakdown [Электронный ресурс] / Mike Dano

2

Неоднородные сети LTE /Wi-Fi

Схема интеграции доверенных и недоверенных сетей Wi-Fi с пакетной опорной сетью

Источник: 3GPP TS 23.402 (Release 11).

4

1.в Release 8 определен Dual Stack Mobile IP (DSMIP) - протокол,

основанный на клиент-серверном взаимодействии, который позволяет обеспечить бесшовное обслуживание между 3G и Wi-Fi и обеспечивает сохранение IP-адреса абонента при его перемещении из одной сети в другую.

2.в Release 11 не поддерживаются следующие функции:

•хэндовер абонентского устройства между сетью 3GPP и доверенной сетью Wi-Fi с сохранением IP-адреса;

•присоединение абонентского устройства через Wi-Fi к APN, отличной от заданной в опорной сети в качестве APN по умолчанию;

•несколько одновременных соединений с пакетной сетью PDN через Wi-Fi, инициируемых абонентским устройством;

•одновременное соединение через Wi-Fi (при подключении к одному и тому же SSID) с пакетной сетью PDN за шлюзом P-GW и с местной сетью IP, доступной непосредственно через шлюз доверенного Wi-Fi (TWAN Gateway, TWAG).

5

Типы доступа:

•Untrusted –

недоверительный, относится к сетям, в которых Wi-Fi точки доступа не находятся под контролем оператора связи

•Trusted - доверительный, если точка доступа является собственностью оператора.

Д.Денисов, Разгрузка мобильного трафика LTE с помощью Wi-Fi, ред. cтатья nag.ru

6

•Evolved Packet Core (EPC) – базовая сеть LTE

•Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) - сеть радиодоступа, состоит из базовых станций eNodeB, соединяющих абонентов с EPC. eNodeB соединены друг с другом через интерфейс X2, а к EPC подключены через интерфейс S1.

•Serving Gateway (S-GW) - шлюз обслуживания, который предназначен для маршрутизации и обработки данных, передаваемых в пакетной форме из подсистемы базовых станций, или в эту подсистему. Должен иметь прямое соединение с сетями 2G,3G того же оператора связи, является полностью цифровым.

•Packet Data Gateway (P-GW) - шлюз передачи пакетных данных, шлюз к другим сетям LTE других операторов, его основной задачей является маршрутизация трафика к абонентам, находящимся в сети Интернет.

•Mobility Management Entity (MME) - сервис управления мобильностью, служит для обработки управляющей информации, связанной с мобильностью абонентов в сети.

•Policy Control and Charging Rules Function (PCRF) - сервис контроля оплаты и применения правил

•Home Subscriber System (HSS) – сервис домашнего абонента, хранящий абонентские данные сети LTE, также в его задачи входит шифрование данных и аутентификация абонентов. Может несколько в зависимости от объема сети и числа абонентов.

•Access network discovery and selection function (ANDSF) – контролирует разгрузку данных между сетями 3GPP и non-3GPP, ищет доступные Wi-Fi сети, обеспечивает приоритет доступа.

7

Варианты выгрузки LTE /Wi-Fi

1.Бесшовное соединение - выгрузка трафика через подсистемы радиодоступа Wi-Fi:

UE - User Equipment – абонентский терминал в сетях

UMTS и LTE

AP - Access Point – точка доступа

PDN-GW - Packet Data Network Gateway – шлюз для выхода на пакетную сеть

S-GW - Serving Gateway – обслуживающий шлюз

•Бесшовная аутентификация - пользователь из сети LTE переходит в сеть Wi-Fi (или наоборот) без предоставления свои учетных данных, это происходит автоматически.

•При переходе из одной Wi-Fi сети в другую переподключение осуществляется автоматически, а процедура аутентификации производится на основе данных, хранящихся на SIM-карте абонента.

•Метод основан на сигнализации между устройствами с поддержкой SIM сети и базовой станции сети оператора связи

•Алгоритм:

•STA посылает запрос на ассоциацию АР

•АР посылает запрос WLAN-GW

•WLAN-GW направляет запрос серверу ААА Wi-Fi

•Сервер AAA обменивается данными с AAA 3GPP

•Сервер 3GPP сверяет данные с HSS и передает его на AAA Wi-Fi

•Сервер AAA Wi-Fi проверяет подлинность пользователя с помощью

RADIUS

9

После аутентитифкации:

•пользователь LTE пытается получить IP-адрес от сервера DHCP через WLANGW

•WLAN-GW обменивается данными с P-GW через интерфейс S2A и принимает IP-адрес, информацию о политике доступа и т.д.

WLAN назначает абоненту IP-адрес, полученный от P-GW сети LTE и применяет правила политики, полученные от того же P-GW

Протоколы поддержки непрерывного сеанса связи - не прерывая передачу данных пользователя и сохраняя пользователю IP-адрес при переходе из одной сети в другую:

•Gateway Tunnel Protocol (GTP) – разработан с целью адаптации 3GPP сетей

•Proxy Mobile IP (PMIP) – протокол мобильности для технологий доступа отличных от архитектуры 3GPP.

10