В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Согласно исследованиям Tellabs [1], политика предоставления безлимитного доступа к мобильному Интернету, характерная для крупных операторов, способна довольно скоро сделать их бизнес нерентабельным, поскольку обслуживание оборудования окажется дороже стоимости передаваемого трафика [2].
По оценке J'son & Partners Consulting, в 2011 г. суммарный российский трафик мобильной передачи данных достиг отметки в 247 Пбайт, увеличившись более чем в 3 раза по сравнению с 2010 г. По прогнозам, этот показатель увеличится за период с 2011 по 2016 г. в 12,8 раза - до 3160 Пбайт (рис. 1). При этом доля мобильного трафика в совокупном трафике мобильной передачи данных в России составит 2-3%.
Поэтому ожидается переход операторов на сторону гибкой тарификации мобильного Интернета, что требует аккуратной классификации и распределения IP-потоков абонентов. Требования пользователей к мобильному Интернету начинают превышать возможности развернутых сотовых сетей [3], в то время как установленные в городах точки доступа, например Wi-Fi, могли бы с легкостью обеспечить ШПД оказавшихся поблизости пользователей.
Использованию этой технологии в немалой степени способствовали появление и быстрый рост популярности iPhone. Бизнес-стратегии крупнейших операторов и вендоров относительно Wi-Fi были пересмотрены. В частности (J'son & Partners Consulting, 2012 г.):
Современные телефоны, смартфоны, коммуникаторы и прочие мобильные устройства, как правило, уже обладают функциями подключения к Wi-Fi. Однако при переключении пакетного трафика в сеть Wi-Fi (Wi-Fi offload) пользователь сталкивается с такими проблемами, как необходимость сканирования радиоэфира, выбора новой сети из списка обнаруженных, авторизации в ней, выбора тарифа и способа оплаты, разрыва и восстановления текущих соединений, опасность потери информации, недостаточное качество обслуживания и т.п. Оператору, с другой стороны, невыгодно терять оплачиваемый трафик, в то время как на его стороне имеются все возможности для решения перечисленных проблем переключения с нулевым или минимальным участием абонента.
Партнерский проект 3GPP (3G Partnership Project) предусматривает в спецификациях EPS (Evolved Packet System) целый набор механизмов, которые позволяют решить указанные трудности уже на базе существующей инфраструктуры сотовых сетей второго и третьего поколения.
В программе партнерского проекта 3GPP рассматривается несколько вариантов освобождения ресурсов сетей сотовой связи и выгрузки трафика в сети WLAN (Wi-Fi, WiMAX). В таблице приведен список спецификаций 3GPP, посвященных данному вопросу.
Одним из новых направлений, которое интенсивно прорабатывается в 3GPP, является концепция ANDSF (Access Network Discovery and Selection Function) [4]. Начиная с Rel-8, для обнаружения и выбора доступной сети доступа в спецификациях 3GPP предполагается, что на стороне оператора сотовой связи размещается сервер ANDSF, а пользовательское устройство имеет соответствующее клиентское ПО (клиент ANDSF). Если устройство абонента оказывается в таком месте, где можно установить радиоканалы с различными сетями, то оно имеет возможность при помощи сервера ANDSF разрешить следующие вопросы:
Важной особенностью EPS (Evolved Packet System) является принципиальный контроль качества обслуживания пакетной передачи, включающий механизмы распределения IP-потоков разных типов по соответствующим маршрутам, а также гибкую тарификацию услуг, учитывающую возможности и предпочтения пользователя. Для поддержки этой особенности при ориентированности EPS на множество различных типов радиодоступа в системе предусматривается отдельный узел ANDSF. В его задачи входят: запрос географического расположения пользовательского устройства, передача ему списка доступных радиосетей с параметрами подключения и качества обслуживания, а также передача правил распределения IP-потоков, если устройство поддерживает одновременное функционирование двух и более радиоинтерфейсов.
Эффективное взаимодействие мобильного терминала с сервером ANDSF избавляет терминал от необходимости сканировать эфир на наличие альтернативных радиосетей, расходуя энергию аккумулятора. Пользователю нет нужды выбирать сеть из списка, разрывать, а потом восстанавливать имеющиеся соединения, заново искать сеть, если выбор сделан неудачно. Реализация функции ANDSF в сети оператора мобильной связи сулит последнему возможность не терять из виду пакетный трафик пользователя за счет маршрутизации пакетов через подконтрольные оператору узлы. В результате существующие механизмы сотовой сети списывают со счета абонента плату за услуги передачи данных, а пользователь избавляется от проблемы выбора способа оплаты и авторизации в альтернативной сети. Кроме того, он может надеяться, что уже имеющиеся у него IP-соединения будут переключены без прерывания сессий (технология Mobile IP) и грамотно маршрутизированы, как это предусматривается в спецификациях 3GPP.
Привлекательность функции ANDSF тем сильнее, что сервер ANDSF не имеет жесткой привязки к другим функциональным элементам сотовой сети (рис. 2).
Интерфейсу общения под названием S14 между пользовательским оборудованием и элементом ANDSF сети оператора полагается быть зашифрованным согласно находящимся выше уровня IP в стеке сетевых протоколов. Передаче данных между пользовательским оборудованием и элементом ANDSF должна предшествовать процедура взаимной идентификации сторон как надежных поставщиков и потребителей информации.
Обособленность узла ANDSF в системе EPS позволяет внедрять его в сеть оператора независимо от полноты реализации самой системы EPS и ее ядра.
При установлении соединения между терминалом и сервером ANDSF через интерфейс S14 передается информация трех типов [5]:
1. Политика межсистемной мобильности (Intersystem Mobility Policy - ISMP) - для устройств, поддерживающих только один радиоинтерфейс. В нее включен набор "правил межсистемной мобильности" (ISMP rules). В любой момент должно быть не более одного активного правила. Правила различаются условиями (conditions), например различным геоположениям соответствуют различные правила. Если одному и тому же набору условий соответствует несколько правил, их следует рассматривать в порядке убывания приоритета (rule priority). В каждом правиле находится список сетей доступа, также ранжированный по приоритету. Таким образом, поведение терминала должно быть следующим. Получив ISMP от сервера ANDSF (по собственному запросу или по инициативе сервера), терминал ищет правила, соответствующие его текущим условиям. Найденные правила просматриваются в порядке убывания приоритета, а в каждом из них просматривается список сетей, до тех пор пока не находится доступная сеть, к которой удается подключиться. Соответствующее правило автоматически становится активным.
2. Политика межсистемной маршрутизации (Intersystem Routing Policy - ISRP) - для устройств, поддерживающих более одного радиоинтерфейса. Данная политика содержит набор ISRP-правил, каждое из которых предписывает терминалу, поддерживающему технологии IFOM, MAPCON или non-seamless WLAN offload (небесшовная выгрузка данных в WLAN), как распределять пакетный трафик между подключенными сетями. Технология IFOM (IP Flow Mobility) [6] предлагается для распределения пакетного трафика по нескольким IP-интерфейсам, если устройство способно поддерживать их одновременную работу. Принципиально важным качеством технологии является поддержка мобильности всех маршрутизированных интерфейсов. Технология MAP-CON (Multiple Access PDN Connectivity) [7] является расширением технологии IFOM и представляет дополнительную возможность распределения IP-трафика приложений не только через несколько радиоинтерфейсов, но и через несколько узлов пакетной коммутации опорной сети оператора сотовой связи PDN.
3. Информация о доступных сетях - дополнительная информация о сетях, указанных в ISRP- или ISMP-политиках.
Для предоставления операторам дополнительных возможностей реализации более гибкой политики по управлению разными типами трафика предусмотрено расширение к основным функциям ANDSF [8]. В зависимости от типа трафика и политики оператора может быть выбрана та или иная сеть доступа, через которую он будет направлен. Идентификация трафика проводится по следующим критериям:
1. В зависимости от пропускной способности. Например, оператор может выяснить через ANDSF, что IP-потоки, которые требуют пропускную способность выше определенного предела, можно направлять через указанные сети доступа.
2. В зависимости от приложения. Оператору может понадобиться, чтобы определенные приложения (например, видеостриминг) были доступны или запрещены для определенных сетей доступа. Например, возможны следующие сценарии:
3. В зависимости от типа контента. Оператору может понадобиться, чтобы трафик разного контента предпочтительно маршрутизировался или его маршрутизация была запрещена через определенные сети доступа. Например, все потоки ассоциируются с типом данных в соответствии со стандартом MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) - видео, текст и т.д.
4. В зависимости от имени домена. Например, при виртуальном хостинге (shared hosting - вид хостинга, при котором множество Web-сайтов расположено на одном Web-сервере) с одного IP-адреса могут быть доступны различные сервисы. Кроме того, один о тот же сервис может быть доступен с разных IP-адресов. Это приводит к тому, что IP-адрес назначения и порт не являются достаточными параметрами для идентификации IP-потоков. В этом случае может использоваться доменное имя FQDN (Fully Qualified Domain Name). И правило политики может быть сформулировано: "Весь трафик, направленный на сайт www.example.com, маршрутизируется через сети доступа Wi-Fi, когда это представляется возможным".
5. В зависимости от объема контента. Это может понадобиться в случае, когда есть необходимость защитить сеть сотовой связи 3GPP от перегрузки в случае передачи контента большого объема, или для защиты пользователя, когда он подписан на услугу с ограниченным объемом передачи данных через сеть 3GPP
На рис. 3 приведен пример обмена сообщениями между пользовательским устройством и сетевыми узлами при переключении между двумя сетями [9].
Одна из особенностей сетей следующих поколений NGN состоит в универсальной мобильности, которая обеспечивает постоянное предоставление услуг пользователю, то есть пользователь рассматривается как один и тот же объект при использовании разных технологий доступа вне зависимости от их типа. На современном этапе выгрузка мобильного трафика через сети Wi-Fi и освобождение ресурсов сетей сотовой связи предполагают организацию взаимодействия между сетями 3GPP и Wi-Fi. Это соответствует концепции NGN в плане построения конвергентных сетей сотовой связи и сетей беспроводного широкополосного доступа. Количество сетей Wi-Fi существенно превосходит количество сетей сотовой связи, и в мегаполисах в одном месте оказываются одновременно доступными до десятка, иногда и десятки, различных сетей Wi-Fi. В этом случае решение вопроса автоматизации процесса выбора оптимальной сети Wi-Fi для выгрузки мобильного трафика из сети сотовой связи является одной из приоритетных задач, решение которой обеспечит предоставление качественных услуг абонентам. Одной из технологий, которая позволит решить вопрос автоматизации процесса выбора оптимальной сети доступа, является технология ANDSF.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2013
Посещений: 10003
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
