Лекция: Приложение1. Бесшовная связь
Переход к сетям 4-го поколения с точки зрения сетевых решений предполагает использование пакетной связи для всех классов трафика, универсализацию протоколов, а именно, применение, начиная с 3-го уровня стека протоколов Интернета (TCP/IP или UDP/IP). Что касается абонентов, в сетях 4-го поколения должно быть обеспечено постоянное наилучшее соединение ABC – Always Best Connection. На этапе 4-го поколения работает горизонтальная модель систем связи, когда такие разные системы, как сотовая связь, спутниковая связь, беспроводный доступ (WLAN) и даже кабельные сети дополняют друг друга в обеспечен и оптимального способа доставки конкретной услуги.
В первую очередь стоит отметить взаимодействие сотовых систем с системами беспроводного локального доступа на основе Mobile IPv6 протокола Mobility Management (так называемого иерархического мобильного Интернет протокола MIPv6), предназначенного для межсистемных хэндоверов. Сотовые сети и сети WLAN взаимно дополняют друг друга, обеспечивая, в частности, передачу высокоскоростных потоков данных. В ряде случаев экономически более целесообразно передавать данные через WLAN. Рассмотрим вариант межсистемного хэндовера при передаче видеопрограммы в реальном времени [55]. Это пример бесшовной связи (Seamless Communication) между UMTS и WLAN, для которой разработаны основные интерфейсы [56].
Архитектура сетей UMTS-WLAN-Internet представлена на рис. П1..Мультимедийные программы для абонентов UMTS хранят на серверах IP мультимедийной подсети. Для их доставки абонентам UMTS использует пакетную передачу по трассе IP сервер – маршрутизатор – GGSN – SGSN – Node B – UTRA UE. На рис. П1. этот путь показан сплошной линией Одновременно на той же территории действует сеть WLAN по стандарту IEEE802.11. Абоненты WLAN выходят в Интернет через шлюзовой маршрутизатор и точку доступа АР. BSS в WLAN во многом выполняют функции UTRAN в сетях мобильной связи. В частности, АР передает системную информацию для различных классов абонентов. Точка доступа периодически передает идентификатор сети Wi-Fi SSID для регулярных абонентов WLAN. Для роуминговых абонентов SSID не передают, но эти идентификаторы сконфигурированы в АР.
Для организации альтернативного пути доставки трафика через WLAN использованы следующие функциональные элементы:
WAG – WLAN Access Gateway,
PDG – Packet Data Gateway,
AAA – Authentication, Authorization and Accounting Server
HSS – Home Subscriber Server, содержащий всю информацию, определяющие доступные абоненту сетей 3G профили услуг.
Процедура межсистемного хэндовера представлена на рис.П2. Видеосеанс начинается в момент <A> с активизации PDP-контекста, гарантирующего требуемые характеристики QoS. После того, как необходимый канальный ресурс выделен и установлены физическое и логическое соединения между MS и сервером услуг, начинается передача видео через сеть UMTS. Далее MS входит в зону покрытия WLAN и начинает принимать сигналы маяков точек доступа АР. Это должно происходить одновременно с приемом сигнала трафика, для чего MS должна иметь возможность принимать сигналы частотных диапазонов, отличных от диапазона UMTS. MS проверяет, обслуживает ли найденная WLAN один из ее SSID, для чего посылает запрос на АР и получает ответ.
В момент <С> MS принимает решение о хэндовере. Она временно приостанавливает передачу видео. Происходит аутентификация MS в WLAN и процедура подключения (association). Сеть WLAN организует туннель с параметрами QoS для реализации запрошенной услуги. При этом используют сигнализацию спецификаций 802.11е. Для того, чтобы возобновить бесшовную передачу трафика с теми же характеристиками соединения, которые были в UMTS, следует обмен специальными сообщениями TSPEC (Traffic Specification). После этого возобновляется передача трафика (пунктир на рис. П1).
Рис. П2. Алгоритм межсетевого хэндовера