Mobile network offloading
Ratkóczy Péter Konvergens hálózatok és szolgáltatások (VITMM156) 2014 tavasz 1
Bevezető • Növekvı igények o Okostelefon adatforgalma 2010-2011 → 3x o Teljes mobil adatforgalom 2011-2018 → 18x (Cisco) o Fıleg nagyvárosi, városi környezetben
• Meg kell oldani o femto/pikocellák→mikrocellák o Wi-Fi offloading
LTE hálózat architektúrája • 3GPP release 8 • 2 blokk o EPC – core network o E-UTRAN – radio access network
LTE – E-UTRAN • eNodeB bázisállomás
LTE – EPC • MME – mobilitást kezelı egység o Útvonalválasztás o Paging
• SGw o elıfizetıi adatokat továbbít az EPC és az eNodeB között
• PDN Gw o Interfész a külsı csomagkapcsolt hálózatok felé
• HSS o HLR+AuC
Femto/picocella • • • • •
Kis sugarú területet tudnak lefedni Ált. egy háztartás vagy kisvállalkozás 2-16 aktív készülék Femtocella: ~10m Pikocella: ~100m
Femto/picocella • Hol használjuk ıket o Rossz lefedettség o Nagy mobil adat forgalom-sőrőség
Femto/picocella
Wi-Fi offloading • Felhasználó a készülékével egy Wi-Fi AP-hoz kapcsolódik • Az AP egy Gateway-en keresztül kommunikál a mobil maghálózattal.
Wi-Fi offloading
3 kulcs szempont • Hitelesítés • PCC: számlázás, QoS • Megfelelı szolgáltatások biztosítása
Hitelesítés • Ebben az esetben ez egy komoly kérdés • Több megoldás létezik
Hitelesítés • Legjobb megoldás: EAP-SIM/AKA (Extensible Authentication Method – Subscriber Identity Module/Authentication and Key Agreement) o SIM alapú o RFC 5448 definiálja o Hasonló mechanizmust használ, mint a 3G/4G hálózatok
EAP-SIM/AKA • Hitelesítı szerver használata, amely kapcsolatban áll a HLR/HSS-el. • Mőködése: o A készülék jelez, hogy csatlakozna o Az AP lekéri a RADIUS-tól a jogosultságot
EAP-SIM/AKA
Egyéb alternatív hitelesítési módszerek: • • • • •
SMS alapú hitelesítés MAC cím alapú hitelesítés WISP kezeli a végberendezések hitelesítését Portál alapú Token alapú (SecurID)
Wi-Fi offloading megoldások • 3GPP szabvány két típusú hozzáférést definiál: o Megbízható (trusted) o Nem megbízható (untrusted)
Trusted access • 3GPP Release 8 írta le 2008-ban • Van titkosítás a RAN-ban • Biztonságos hitelesítést használ
Trusted access • Felépítés: o LTE: TWAG (Trusted Wireless Access Gateway), P-GW o 3G:WAG,GGSN (Gateway GPRS Support Node)
Untrusted access • • • • •
3GPP Release 6 írta le 2005-ben Nincs hitelesítés, titkosítás Hotspot, otthoni Wi-Fi LTE:ePDG(Evolved Packet Data Gateway),P-GW 3G:TTG(Tunnel Termination Gateway),GGSN
Wi-Fi hálózat kapcsolódása mobil hálózathoz • Nincs pontosan specifikálva • A hálózati infrastruktúra három részbıl áll: o Wi-Fi rádiós hozzáférési hálózat (Wi-Fi RAN) o Wi-Fi access gateway és a Wi-Fi mögöttes hálózat o Mag hálózat
Wi-Fi hálózat kapcsolódása mobil hálózathoz
WI-FI HÁLÓZAT KAPCSOLÓDÁSA 3G HÁLÓZATHOZ • GGSN egységen keresztül kapcsolódik a mobil hálózathoz • A Wi-Fi hálózatban a WAG csatlakozik a GGSN egységhez. • Hitelesítés után a készülék az IP címét a GGSN-tıl kap.
WI-FI HÁLÓZAT KAPCSOLÓDÁSA 3G HÁLÓZATHOZ
WI-FI HÁLÓZAT KAPCSOLÓDÁSA 3G HÁLÓZATHOZ
WI-FI HÁLÓZAT KAPCSOLÓDÁSA LTE HÁLÓZATHOZ • Az EPC-ben elhelyezett PDN Gateway-en keresztül történik. • Két különbözı interfészt definiáltak, amivel a core hálózathoz lehet csatlakozni.
S2c interfész • Alapja a Dual-Stack Mobile IP Version 6 (DSMIPv6) protokoll. • A készüléknek is támogatnia kell ezt. • Alagutat képez a felhasználó és a PGW között • PGW→IP cím
S2c interfész
S2a interfész • • • • •
Adatokat továbbít a Wi-Fi hálózatból az EPC-be. Alapja a Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) protokoll. Nincs speciális követelmény a készülékkel szemben. Az alagutat a WAG és a PGW között alakítja ki. PGW→IP cím
S2a interfész
S2a interfész
LTE Architecture
Handover • Connectivity handover: Amikor a készülék egy Wi-Fi hozzáférési hálózatra kapcsolódik, új IP címet kap. Minden új kapcsolódáskor új IP címet kap. Nincs megszakítás.
Handover • IP handover: Amikor a készülék csatlakozik a Wi-Fi hálózathoz, ugyanazt az IP címet fogja kapni, mint, amit a 3G vagy LTE hálózatban használt. Megszakítás történik.
Handover • Session handover Hasonló, mint az IP handover, de az idızítése olyan, hogy a valós idejő média alkalmazások (voice over IP, streaming video) ne szakadjanak meg.
