Wi-Fi – основа формулы роста

PC WEEK/UE № 8, 05 - 18 мая, 2011

Наряду с возрастающей ролью бизнес процессов с жесткими ограничениями на время принятия решения, в последнее время возник интерес к социальным сетям предусматривающих функционирование в режиме реального времени. Желание пользователей получать услуги доступа без ограничений по месту подключения и появление современных мобильных терминалов привели к значительному увеличению подключений к сети Интернет через сети мобильных операторов.

Внедрение в GSM-сетях технологий пакетной передачи данных (General Packet Radio Service - GPRS) и EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) позволило поднять скорость передачи данных с 9,6 Кбит/с до 115,2 Кбит/с - 384 Кбит/с. Однако это уже не может удовлетворить возрастающие потребности клиентских приложений к пропускной способности. Несмотря на общий экономический спад, общемировой тенденцией является увеличение трафика передачи данных через мобильные сети. На рисунке 1 представлен прогноз по ежемесячному росту трафика передачи данных в сетях мобильных операторов [1].


Рис. 1 Прогноз ежемесячного роста трафика передачи данных через мобильные сети

По оценкам экспертов трафик передачи данных в сетях мобильных операторов будет ежегодно возрастать на порядок. В то время как мировые провайдеры уже сейчас испытывают перегрузки в сетях вызванные увеличением трафика передачи данных, украинские операторы только готовятся к столкновению с данной проблемой. Публичные отчеты операторов подтверждают общемировую тенденцию.

Для ее решения используют два метода локального увеличения пропускной способности - с помощью фемтосот или Wi-Fi технологии. Естественным является применение традиционной для провайдера технологии, позволяя эффективно снизить голосовую нагрузку. Несмотря на сложности частотного планирования, такой подход является идеальным для одностандартных терминалов используемых в сети. Когда же речь заходит о передаче данных – преимущества такого пути не так очевидны.

Применение фемтосот нагружает дорогостоящую инфраструктуру провайдера неспецифическим трафиком передачи данных. Используемая для его передачи инфраструктура становится несоизмерима с запросами клиента. В то же время рост трафика передачи данных происходит преимущественно за счет современных двустандартных мобильных терминалов, имеющих поддержку технологии Wi-Fi.

В случае необходимости предоставления доступа к сети Интернет для высокоскоростных клиентов целесообразнее использовать Wi-Fi технологию. Стоимость применения точек доступа дешевле применения фемтосот, в тоже время точки доступа специализированы для передачи данных и предоставляют большую пропускную способность. Процедура официальной регистрации фемтосот не отличается от процедуры регистрации базовых станций и является очень длительной и дорогостоящей, тогда как Wi-Fi точки регистрируются по облегченному алгоритму.

Технология Wi-Fi для провайдера является более привлекательной по критерию цена / качество и позволяет не только обслуживать собственных абонентов, но и расширять свое присутствие на рынке Интернет-услуг в жилых районах, торгово-развлекательных и бизнес центрах. Более низкая входная стоимость Wi-Fi сегмента, наряду с высокой пропускной способностью и стандартизованной технологией позволяет операторам предоставлять услуги доступа для «стационарных» клиентов снабженных беспроводными адаптерами. В краткосрочной перспективе основной трафик передачи данных в сетях мобильных провайдеров будет передаваться с помощью технологии Wi-Fi, позволяя оператору получать максимальную отдачу от сети.

Интеграция технологии Wi-Fi в сеть мобильного оператора может осуществляться несколькими путями, наиболее часто используются архитектуры тесного и свободного взаимодействия[2]. Рассмотрим их на примере сети GSM оператора.

Архитектура тесного взаимодействия (рис.2), подразумевает применение Wi-Fi сети как дополнение к GPRS сети. Использование разветвленной GPRS инфраструктуры, в качестве опорной сети, в короткие сроки решает проблему перегрузки в сети с минимальными затратами.
Подключение Wi-Fi сегмента к сети мобильного оператора осуществляется с помощью GPRS шлюза обеспечивающие стандартизованный интерфейс взаимодействия. Применение шлюза предоставляет не только доступ к сети передачи данных, но и осуществляет провижининг GPRS услуг (передачу SMS и MMS сообщений, определение местоположения абонента, и т.д).
Преимущества архитектуры тесного взаимодействия реализуются благодаря отсутствию различия для GPRS инфраструктуры между беспроводными частями Wi-Fi сети и беспроводной сети мобильного оператора. Применение AAA инфраструктуры GPRS облегчает использование SIM-аутентификации и сохранение открытого IP сеанса при переключении между Wi-Fi и GPRS сегментами.

Несмотря на ряд преимуществ в описанном решении есть существенный недостаток – трафик проходит через GPRS сеть, не рассчитанную на трафик Wi-Fi, а стоимость увеличения пропускной способности GPRS сети значительно выше увеличения пропускной способности IP сети.


Рис. 2 Архитектура тесного взаимодействия

В архитектуре свободного взаимодействия (Рис.3) трафик передачи данных не проходит через GPRS сеть, а направляется через IP сеть провайдера напрямую в сеть Интернет.


Рис. 3 Архитектура свободного взаимодействия

Применение свободного взаимодействия реализует значительно больше одновременно возможных процедур аутентификации, и облегчает включение в сеть точек доступа других провайдеров.

Ключевыми элементами в такой сети являются AAA сервер и шлюз мобильной сети. Для подключения клиентских устройств наряду с EAP-SIM аутентификацией, есть возможность применить, например, Web-аутентификацию и различные механизмы обеспечения оплаты услуг.
На шлюз сети возлагаются функции медиатора при проверке подлинности абонента и синхронизация биллинговой информации.

Модель свободного взаимодействия позволяет более полно использовать все преимущества используемых в сети технологий, но усложняет используемую инфраструктуру и требует больших, по сравнению с моделью тесного взаимодействия, капитальных затрат. В силу актуальности задачи уменьшения загруженности мобильной сети и перспективностью применения для этих целей Wi-Fi технологии ряд организаций по стандартизации предложили свои рекомендации. Успех их применения зависит от соотношения применяемой провайдером бизнес модели предоставления услуг и технических особенностей выбранной модели взаимодействия, позволяя мобильным операторам продолжать устойчивый рост абонентской базы и оставаться лидерами на рынке Интернет-услуг.

Ярослав Боцман