УСЛУГИ И АРХИТЕКТУРА СЕТЕЙ Mobile WiMAX

4. УСЛУГИ И АРХИТЕКТУРА СЕТЕЙ Mobile WiMAX

4.1 Услуги сетей технологии Mobile WiMAX.

Сети WiMAX предназначены для предоставления сервисов как неподвижным, так и подвижным пользователям. WiMAX поддерживает следующие виды мобильности:

1) фиксированный (fixed). В этом случае с оператором согласовывается положение пользователя, в котором он получает обслуживание, н-р, конкретная сота. Для этого хорошо подходят пользовательские терминалы с закрепленной снаружи здания антенной, направленной на базовую станцию.

2) блуждающий (nomadic), т.е. с изменяемым местоположением. Пользователь имеет возможность подключиться к сети оператора из любого места, где оператор предоставляет покрытие. В течение одной сессии пользователь должен быть неподвижен.

3) передвижной (portable). Пользователь имеет возможность передвигаться со скоростью до 5 км/ч без потери установленной сессии, в том числе (опциональная возможность сети) переходить из одной соты в другую (handover). Во время handover допускаются перерывы в передаче данных (вплоть до значения, максимального для обслуживания текущей TCP/IP сессии), до 2 с. Допускаются потери данных во время handover, заданное качество обслуживания, QoS, восстанавливается только после завершения handover.

4) ограниченная мобильность (simple mobility). Пользователь может передвигаться, в том числе переходить из соты в соту, со скоростью до 60 км/ч без ухудшения качества обслуживания, и до 120 км/ч с допускаемым постепенным ухудшением качества обслуживания. Для приложений нереального (non-real time) времени (работа с e-mail, c Интернет, просмотр видео с буферизацией данных, передача файлов по FTP, IPsec/VPN) качество обслуживания гарантируется. Время handover не должно превышать 1 с при переключении между IP подсетями и 150 мс в пределах одной подсети, время прерывания передачи данных не превышает 150 мс. Обязательна поддержка ждущего (idle), спящего (sleeping) режимов работы пользовательских терминалов, а также вызовов пользователя (paging), см. соответствующие разделы.

5) полная мобильность (full mobility). Пользователь может передвигаться, в том числе переходить из соты в соту, со скоростью до 120 км/ч без ухудшения качества обслуживания. Гарантируется качество обслуживания для приложений реального времени (VoIP, видео-телефония, просмотр видео без буферизации) и нереального времени (см. ограниченная мобильность). Время handover не превышает 50 мс, время прерывания передачи данных не более 5 мс (или не более длительности одного кадра).

4.2 Принципы построения сетей WiMAX

Существуют следующие принципы построения сетей WiMAX (Release 1 version 4):

1) WiMAX основан на стандарте 802.16

2) архитектура сети WIMAX включает в себя 2 глобальные части: ASN - подсеть доступа, CSN - подсеть, обеспечивающая подключение к сетям IP, см. далее. Поддержка стандарта 802.16 полностью реализована в ASN. Обычно подсетью CSN владеет провайдер IP услуг, NSP - Network Server Provider, подсетью ASN - провайдер радиодоступа, NAP - Network Access Provider. NSP и NAP могут являться одним провайдером.

3) одна подсеть доступа, ASN, может использоваться несколькими провайдерами услуг (NSP), т.е. к одному ASN могут быть подключены несколько CSN, а также один провайдер IP услуг, NSP, может использовать несколько разных подсетей доступа, т.е. к одному CSN может быть подключено несколько ASN.

4) в архитектуре определены стандартные интерфейсы (опорные точки, Reference Points), см. далее, в частности между MS, ASN, CSN для обеспечения работоспособности при использовании оборудования разных производителей.

5) сеть должна подерживать мобильную телефонию на основе VoIP, мультимедийные услуги, а также обязательные функции, определяемые регулятором, такие как экстренный вызов, легальное прослушивание и т.д.

6) сеть должна предоставлять пользователю услуги в соответствие с согласованным уровнем сервиса (SLA), поддерживать, если требуется, одновременно несколько голосовых сессий для одного пользователя, одновременную передачу голоса и данных, приоритезацию экстренных вызовов.

7) сеть должна быть способна взаимодействовать с шлюзами, обеспечивающими существующие услуги, основанные на IP: SMS over IP, MMS, WAP и другие;

8) сеть должна поддерживать широковещательные (broadcast) и многоабонентские (multicast) услуги;

9) сеть должна поддерживать взаимную аутентификацию MS и сети, как определено в стандарте 802.16;

10) сеть должна поддерживать аутентификацию пользователя с помощью логина/пароля, SIM, USIM, RUIM;

11) сеть должна поддерживать конфиденциальность (confidentiality) и целостность (integrity) передаваемых данных с помощью функций, реализованных в ASN;

12) сеть должна поддерживать установление/удаление VPN (Virtual Private Network), инициированное MS

13) сеть не должна препятствовать переключению (handover) мультистандартной MS на сеть другой технологии — Wi-Fi, 3GPP, 3GPP2, DSL;

14) сеть должна поддерживать мобильность IPv4 или IPv6;

15) сеть не должна препятствовать роумингу между провайдерами услуг (NSP). Сеть должна позволять провайдеру доступа (NAP) обслуживать MS, использующие различные доменные имена, (обслуживаемые разными провайдерами услуг) ;

16) сеть должна поддерживать бесшовный handover при скоростях движения транспорта;

17) сеть должна поддерживать разные уровни качества обслуживания QoS;

18) сеть должна поддерживать взаимодействие с другими беспроводными (3GPP, 3GPP2) или проводными (DSL) сетями. Интерфейс, используемый для такого взаимодействия, должен быть основан на протоколах IETF и IEEE;

19) сеть должна поддерживать роуминг с другими операторами WiMAX

20) сеть должна поддерживать изменение параметров и обновление ПО абонентских устройств через радиоинтерфейс Over-the-Air (OTA) ;

21) архитектура сети должна обеспечивать взаимную работоспособность устройств разных производителей;

 внутри ASN (BS и транспортной сетью), между разными ASN, а также разными элементами ASN и CSN;

22) архитектура сети должна поддерживать следующие виды CS (из перечня CS, определенного в 802.16).

Укрупненно WiMAX сеть состоит из следующих логических объектов:

1) SS (Subscriber Station) ;

2) ASN (Access Service Network) ;

3) CSN (Connectivity Service Network) .

 Каждый объект может быть реализован в одном физическом модуле (н-р, SS) или в нескольких (ASN, CSN).

Несколько CSN могут быть подключены к одному ASN, и наоборот; несколько ASN могут быть подключены к одному CSN. ASN и CSN могут принадлежать одному оператору или разным:

Архитектура сети, согласно WiMAX, показана на рисунке 17:

Рисунок 17 - Архитектура сети WiMAX.

Рисунок 18 – Компоненты архитектура сети WiMAX.

Оператор может владеть WiMAX сетью полностью или частично. Оператор, предоставляющий радио-доступ, называется NAP — Network Access Provider. Ему может принадлежать один или несколько ASN. Оператор, предоставляющий сервисы сети (доступ в Интернет, передачу голоса, доступ к определенному контенту) называется NSP — Network Service Provider, ему могут принадлежать один или несколько CSN.

Более подробно архитектура сети показана на рисунке 19:

Рисунок 19 - Элементы сети WiMAX.

User terminal или Mobile Station, MS, или Subscriber Station, SS - устройство, обеспечивающее соединение между оборудованием пользователя (н-р, компьютером) и сетью. MS может представлять собой CPE, Customer Premises Equipment, обеспечивающее подключение к сети нескольких компьютеров.

Base Station, BS, базовая станция - логический элемент сети, выполняющий обработку физического и МАС уровней по стандарту 802.16. BS представляет один сектор с одной частотой. BS может подключаться к нескольким ASN GW для обеспечения резервирования и/или балансировки нагрузки. Одно физическое изделие может включать в себя несколько BS (логических объектов).

ASN-GW, шлюз радиоподсети - логический элемент сети, выполняющий агрегирование (объединение) сигнальных функций, а также, если необходимо, маршрутизацию потоков данных пользователей. ASN-GW может быть связан с другими ASN-GW для обеспечения резервирования и балансировки нагрузки.

AAA server, Authentication, Authorisation, Accounting, - устройство (сервер), выполняющий процедуры:

 - аутентификации пользователя, т.е. проверки его подлинности и возможности доступа в сеть

 - авторизации - выделение ему ресурсов сети в соответствии с услугами, на которые он подписан

 - аккаунта - подсчет потребленных пользователем ресурсов (кол-во времени или размер переданных данных) для формирования счета за пользование сетью.

MIP HA - Mobile IP Home Agent. Применяется для поддержки мобильности, заанкерной в CSN, см. гл. «Обеспечение мобильности». Он же обычно является edge-роутером - роутером-шлюзом, расположенном на границе WiMAX сети и внешних сетей.

IMS, Content services, Billing Support System (BSS), Operator Support System (OSS) - стандартные системы, не являющиеся специфичными для WiMAX, предоставляют вспомогательные функции оператору.

 Роуминг - это возможность предоставления абоненту сервисов при его нахождении в чужой сети (в visited network). Абонент может пользоваться теми услугами, которые определены соглашением между домашней (home network) и чужой сетью. Основным достоинством роуминга является бОльшая зона предоставления услуг при наличии единого счета на оплату.

Основные характеристики SI3000 Light ASN:

- Инфраструктура с наименьшими затратами, базирующаяся на коммерческих маршрутизаторах

- Доступны услуги мобильной связи

- Доступны услуги стационарной связи

- Совместимость с будущими решениямислужит гарантией защиты инвестиций

- Взаимодействие SI3000 ASN-GW

Похожие работы

Модернизация беспроводной сети на базе технологии WiMAX стандарта 802.16d до стандарта 802.16e

Скачать

80791

2

2

... -4-5 EN61000-4-5 ·  Radio Радио o  FCC Part 27 FCC Часть 27 o  FCC part 90 for 3.65GHz FCC часть 90 для 3.65GHz o  ETSI EN302 326 ETSI EN302 326 WiN5200 является членом семьи RuggedMAX ™, линейку мобильных WiMAX систем широкополосного беспроводного доступа на базе 802.16e стандарт мобильного WiMAX. WiN5200 is a high-performance outdoor unit that provides complete 802.16e mobile WiMAX

Широкополосные беспроводные сети передачи информации

Скачать

68001

6

10

... среде передачи. Радиосети оказываются практически беззащитными, если не применять специальных средств, аппаратных или программных средств защиты информации (ЗИ). Попытаемся открыть основные моменты, от которых в конечном итоге зависит безопасности в беспроводных сетях передачи данных (БСПД). В настоящее время практически везде ведутся исследования по двум направлениям. Первое направление можно ...

Частотное регулирование и обеспечение информационной безопасности для оборудования Wi-Fi и WiMAX

Скачать

12737

1

0

... ) до полного игнорирования этой проблемы как таковой в других системах. Сегодня большая часть производителей оборудования беспроводного доступа ориентируется на использование стандарта 802.11i по обеспечению информационной безопасности. Его спецификация предусматривает использование улучшенного метода шифрования AES, эффективного алгоритма аутентификации пользователей и динамического ...

Технология WiMax

Скачать

99099

4

30

... сет, благодаря использованию технологии OFDM создает зоны покрытия в условиях отсутствия прямой видимости от клиентского оборудования до базовой станции, при этом расстояния исчисляются километрами; 6.         Технология WiMAX изначально содержит в себе протокол IP, что позволяет легко и прозрачно интегрировать её в локальные сети; 7.         Технология WiMAX подходит для фиксированных, ...