ИНТЕГРАЦИЯ сетей третьего поколения и локальных сетей стандартов IEEE 802.11

О.В. Сахно

Донецкий национальный технический университет

Одной из основных тенденций дальнейшего развития телекоммуникаций определена конвергенция широкополосных услуг мобильной и фиксированной связи. Растущее внимание операторов мобильной связи к фиксированным сетям объясняется перспективами быстрого распространения широкополосных услуг: абоненты желают непрерывно пользоваться мультимедийным контентом дома, в офисе, в автомобиле и на улице. Абоненту важно получить высокоскоростные услуги, и ему все равно, к какой именно сети доступа в данный момент времени подключено его терминальное устройство. Фиксированные точки доступа могут стать полезным дополнением к мобильным сетям, обеспечивая повышение качества услуг, предоставляемых абоненту сотовой связи, с использованием единого, удобного и привычного в обращении терминала. В первую очередь конвергенция затронет сегмент корпоративных клиентов, а в дальнейшем распространится и на потребительский рынок. В условиях конвергенции телекоммуникационных, информационных и компьютерных технологий важным является создание условий для их взаимодополняющего развития в интересах ускоренного роста рынка услуг нового поколения.

Данная тенденция указывает на то, что беспроводные локальные сети стандартов IEEE 802.11 и 3G-сети, такие как CDMA2000 и UMTS, могут эффективно сосуществовать и дополнять друг друга. Сети 802.11 позволяют экономично создавать беспроводные локальные сети, работающие в широком диапазоне скоростей передачи данных: от 1 Мбит/с до 54 Мбит/с, но базовые станции сетей 802.11 могут обеспечивать радиопокрытие очень ограниченных площадей, таких как офисы предприятий, отели или аэропорты. Сети 3G могут обеспечить большую площадь покрытия, но скорость передачи данных ограничена пределами 64 кбит/с — 2 Мбит/с. Поэтому сетевая инфраструктура, в которой радиоканалы бесшовно переключаются при переходе абонентов между сетями 802.11 и 3G, может представлять большие преимущества для конечных пользователей и операторов. Интегрированные услуги 802.11/3G обладают суммой преимуществ, присущих сети каждого типа. Пользователи будут обслуживаться на всей территории, где функционируют сети 3G, а в определенных зонах локализации точек доступа 802.11 смогут использовать высокую производительность локальных сетей при их относительно низкой стоимости.

Проектирование сетевой инфраструктуры, обеспечивающей эффективную интеграцию сетей 3G и 802.11, является сегодня очень важной задачей. Критериями решения задачи интеграции сетей 802.11/3G можно считать следующие: бесшовная связность сетей двух типов с точки зрения пользователя и оператора, широкий и экономичный набор услуг для конечных пользователей, надежность передачи данных, безопасность связи и мобильных услуг, простота и экономичность предоставляемых общедоступных сетевых сервисов.

Этого можно достичь, используя такие проектные решения, как новый сетевой узел – шлюз доступа IOTA (Integration Of Two Access Technologies – 3G and 802.11) и программные средства, обеспечивающие доступ к общим услугам 802.11/3G на клиентских терминалах. Возможно два класса обслуживания конечных пользователей: сильно-связанное сетевое взаимодействие и слабо-связанное сетевое взаимодействие. Каждый класс характеризуется своей степенью интеграции двух сетевых инфраструктур. Кроме того, для каждого сценария разрабатывается свой шлюз IOTA.

Сильно-связанное сетевое взаимодействие заключается в том, чтобы сделать сеть 802.11 по своим режимам связи и функциям радиодоступа максимально близкой к базовой сети 3G. Фактически сеть 802.11 эмулирует функции, присущие сети 3G. Назначение шлюза 802.11 — скрыть детали сети 802.11 от сети 3G и обеспечить реализацию 3G-протоколов (аутентификация и др.). Мобильные узлы в таком случае должны выполнять верхние уровни протокола 3G, которые располагаются над функциями стандартных сетевых карт 802.11. Трафик, генерируемый клиентами сети 802.11, проходит через узлы базовой сети 3G и при этом дополняется протокольными служебными элементами 3G. Но такое решение не позволит достичь полной интеграции 3G сети и сети 802.11, так как каждый оператор вынужден управлять своими путями прохождения трафика. Конфигурации клиентских устройств потребуют также отдельных процедур и специальных механизмов. Карты идентификации абонентов должны быть определены в управляющих таблицах SS7 операторов 3G. Также потребуется в сетевых картах 802.11 клиентских терминалов обеспечивать разъемы для отдельного подключения этих карт. Реализация сильно-связного сетевого взаимодействия отличается высокой степенью сложности и высокой стоимостью.

Слабо-связанное взаимодействие также подразумевает использование сетевого узла – шлюза 802.11. Но это проектное решение не требует, чтобы шлюз имел прямые связи с элементами сети 3G (узлы коммутации передачи данных, узлы пакетной коммутации и т.д). Абоненты получают доступ к шлюзу 802.11, если эти пользователи подключились к локальной сети через локальные процедуры аутентификации или если они пришли в сеть 802.11 как в визитную сеть, т.е. через сеть 3G. Фактически, при слабой связности взаимодействия пути данных для сетей 802.11 и 3G отделены, т.е. высокоскоростной трафик 802.11 никогда не маршрутизируется через сеть 3G. Но конечный пользователь все же имеет бесшовный доступ к ресурсам сети 802.11 со стороны сети 3G. При таком решении протоколы и механизмы аутентификации, биллинга и управления мобильностью должны быть совершенно различными в сетях 802.11 и 3G. Но остается важное требование бесшовности операций. Другими словами, оператор сети 3G должен собирать учетные записи пользователей 802.11 и генерировать стандартные биллинговые отчеты для пользователей двух сетей: 3G и 802.11. Точно также услуги аутентификации должны быть согласованы и предоставляться по общим правилам, независимо от того, где они фактически реализуются: в сети CDMA2000 или в сети 802.11. Данный класс взаимодействия допускается несколько независимых решений. Например, развертывание различных сетей 802.11 и сети 3G может осуществляться параллельно и без полного согласования всех условий аутентификации и управления мобильностью. Отдельные операторы локальных сетей могут взаимодействовать между собой на уровне роуминговых соглашений. Все подобные факторы значительно упрощают реализацию интегрированных решений и делают шлюзы 802.11 более конкурентоспособными.

Литература

1. А.Е. Крупнов, А.И. Скородумов «Перспективы формирования рынка услуг нового поколения и операторы виртуальных сетей подвижной связи» »/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.3gassociation.ru/association/documents/040-publikaciy/950-publikaciy-2005/050704_mob_sys.pdf

2. Ю. Горностаев «Интеграция мобильных сетей 802.11 и 3G»/ Электронный ресурс. Способ доступа: URL: www.nestor.minsk.by/sr/2003/06/30601.html

Начало