Đang tải... (xem toàn văn)
Nhu cầu về lưu lượng mạng di động ngày càng tăng cao là một thách thức lớn phải đối mặt của các nhà khai thác di động với nhu cầu về băng thông của băng rộng di động cho người sử dụng. Hiện nay, lưu lượng dữ liệu di động toàn cầu được dự báo sẽ tăng nhiều lần do sự gia tăng về số lượng thiết bị người dùng cũng như chất lượng nội dung cần truyền tải(video, streaming…) trong khi tốc độ kết nối di động tăng không đáng kể. Một số trong những hạn chế cơ bản phải đối mặt với các nhà khai thác di động là sự khả dụng và khả năng của phổ tần 3G4G được cấp phép để đáp ứng nhu cầu băng rộng di động đang phát triển. Triển khai các tế bào nhỏ và các công nghệ đầu vô tuyến từ xa sẽ giúp làm giảm bớt tắc nghẽn băng thông. Vì vậy, chúng ta cần tìm ra và áp dụng các giải pháp hiệu quả về cả chi phí lẫn dung lượng cao vẫn còn cần thiết để bổ sung cho các kiến trúc truy cập di động thế hệ tương lai.Khắc phục được hầu hết các nhược điểm trên, WiFi đã nổi lên như như là công nghệ lý tưởng để tăng dung lượng băng thông rộng di động và để phục vụ như là một mở rộng của mạng truy nhập vô tuyến của nhà điều hành di động. Tiêu chuẩn công nghiệp như 802.11u, Hotspot 2.0, và EAPSIM cho phép chế độ kép 3G4G và WiFi các máy khách dễ dàng và an toàn chuyển vùng giữa các giao diện 3G4G và WiFi AP trên cơ sở ứng dụng hoặc thậm chí trên mỗi luồng cơ sở để nâng cao chất lượng tổng thể của kinh nghiệm cho các khách hàng băng thông rộng di động.Với mong muốn tìm hiểu phương pháp giảm tải lưu lượng cho mạng di động hiệu quả em đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp của mình là Công nghệ Wifi Offload mạng 3G, 4G. Nội dung đồ án của em gồm ba chương chính:Chương I: Tổng quanChương II: Kiến trúc giải pháp WiFi OffloadChương III: Một số giải pháp WiFi Offload
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ WI-FI OFFLOAD CHO MẠNG 3G, 4G Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Ngành Lớp Khố : T.S LÊ CHÍ QUỲNH : TRƯƠNG QUỐC ĐẠT : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG : D8 - DTVT1 : 2013 - 2018 HÀ NỘI – 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ WI-FI OFFLOAD CHO MẠNG 3G, 4G Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Ngành Lớp Khố : T.S LÊ CHÍ QUỲNH : TRƯƠNG QUỐC ĐẠT : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG : D8 - DTVT1 : 2013 - 2018 HÀ NỘI – 2017 NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Giảng viên phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project Hiệp hội nghiên cứu di động hệ thứ A AAA ACK AP Authentication, Authorization, and Accounting Access Network Discovery and Selection Function Acknowledge Access Point Nhận thực, Ủy quyền Thanh toán Chức lựa chọn phát mạng truy cập Báo nhận Điểm truy nhập AVP Attribute value pair Cặp giá trị thuộc tính ANDSF B BPSK BSS Binary Phase Shift Keyin Base Station System Điều chế mã nhị phân Tập dịch vụ C CAPWAP CCK CG CS CSMA CSMA/CD CTS CW Control and Provisioning of Wireless Access Point Complementary Coded Keying Control Gateway Circuit Switch Carrier Sense Multiple Access Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect Clear to send Contention Window Điểm truy cập vơ tuyến điều khiển dự phịng Khóa mã bổ sung Cổng điều khiển Chuyển mạch kênh Đa truy cập cảm nhận sóng mạng Đa truy cập cảm nhận sóng mang phát xung đột Xóa để gửi Cửa sổ xung đột D DCF DIFS DSMIPv6 DS Distributed Coordination Function Distributed Coordinate Function Interframe Space Dual-Stack Mobile IP Protocol Version Distribution System GVHD: TS Lê Chí Quỳnh Chức kết hợp phân phối Khoảng liên khung DCF Giao thức IP di động kiến trúc kép phiên Hệ thống phân phối SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp E EAP EAP AKA EAP SIM EDCA EPC ePDG ESS E-UTRAN Extensible Authentication Protocol EAP method for UMTS Authentication and Key Agreement EAP method for GSM Subscriber Identity Module Enhanced Distributed Channel Access Evolved Packet Core Evolved Packet Data Gateway Electronic Switching System Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network Giao thức xác thực mở rộng EAP cho xác thực UMTS thỏa thuận khóa EAP cho modul nhận dạng thuê bao GSM Truy cập kênh phân phối tiên tiến Lõi gói tiên tiến Cổng liệu gói tiên tiến Tốc độ vật lý mở rộng Hệ thống chuyển mạch điện tử Phát triển hệ thống truy cập vô tuyến UMTS F FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tập tin G GGSN GPRS GRE GSM Gateway GPRS Suppoort Node General Packet Radio Service Generic Routing Encapsulation Global System for Mobile Communication Node hỗ trợ cổng GPRS Dịch vụ vơ tuyến gói chung Bộ định tuyến dùng chung Hệ thống tồn cầu cho thơng tin di động H HA HCCA HCF HetNet HLR HBM Home Agent HCF Control Channel Access Hybrid Coordination Function Heterogeneous Network Home Location Registry Host Based Mobility HSS HTTP Home Subscriber Server Hypertext Transfer Protocol Đại diện thường trú Truy cập kênh điều khiển HCF Chức kết hợp lai Mạng không đồng Bộ ghi định vị thường trú Di động dựa máy người dùng Server thuê bao thường trú Giao thức truyền tải siêu văn I IEEE IETF Institute of Electrical and Electronics Internet Engineering Task Force GVHD: TS Lê Chí Quỳnh Viện kỹ thuật điện điện tử Tổ chức nhiệm vụ kỹ thuật SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Internet Ip theo mạng di động IFOM IP Flow Mobility IFS IMS IPsec ISDN ISMP Interframe Spacing IP Multimedia Subsystem Internet Protocol Security Integrated Service Digital Network Inter-system mobility policy ISRP Inter-system routing policy ISM I-WLAN Industrial Scientific Medical Interworking Wireless LAN Khoảng liên khung Phân hệ đa phương tiện IP Bảo mật IP Mạng số dịch vụ tích hợp Chính sách di động hệ thống Chính sách định tuyến hệ thống Y tế khoa học công nghiệp Mạng LAN vô tuyến liên kết L LAN LTE Local Area Network Long Term Evolution Mạng vùng nội hạt Tiến hóa lâu dài M MAC MAPCON MIP MNO Media Access Control Multiple-access PDN connectivity Mobile IP Protocol Mobile Network Operator Điều khiển truy cập môi trường Kết nối nhiều điểm truy cập PDN Giao thức IP di động Nhà khai thác mạng di động N NAV NAS NBM Network Allocation Vector Network access server Network Based Mobility Vector phân bổ mạng Server truy nhập mạng Mạng dựa tính di động O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao P PC PCEP PDA PDN GW PLMN Point Coordinator Policy and Charging Enforcement function Point Coordination Function Policyand Charging Rules Function Personal Digital Assistant Packet Data Network Gateway Public land mobile network PMIP Proxy Mobile Internet Protocol PCF PCRF GVHD: TS Lê Chí Quỳnh Bộ kết hợp điểm Chức thực thi sách tính cước Chức kết hợp điểm Chức tính cước thiết lập sách Hỗ trợ số cá nhân Cổng mạng liệu gói Mạng di động mặt đất cơng cộng Giao thức Internet di động cấp SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp phép Q QAM QoS Quadrature Amplitude Modulation Quality of Service Điều chế biên độ cầu phương Chất lượng dịch vụ R RAN RADIUS RF RFC Radio Access Network Remote Authentication Dial In User Service Radio Frequency Request For Comment Mạng truy cập vơ tuyến Tính tốn dịch vụ người sử dụng quay số xác thực từ xa Tần số vô tuyến Tập đề nghị cho yêu cầu bình luận S SAE SCTP SMS SR System Architecture Evolution core network for LTE Stream Control Transmission Protocol Short Message Servive Service router Phát triển kiến trúc hệ thốngmạng lõi cho LTE Giao thức truyền vận điều khiển dòng Dịch vụ nhắn tin Dịch vụ định tuyến T TAL TCP TLS TTG Transparent Automatic Logon Transmission Control Protocol Transport Layer Security Tunnel Termination Gateway Đăng nhập tự động suốt Giao thức điều khiển giao vận Bảo mật lớp truyền tải Cổng kết cuối đường hầm U UDP User Datagram Protocol UE UMTS User Equipment Universal Mobile Telecommunications System Giao thức gói liệu người sử dụng Thiết bị di động Hệ thống thơng tin di động tồn cầu W WAG WECA WFA WiFi WISPr WLAN WLAN Access Gateway Wireless Ethernet Compatibility Alliance WiFi Alliance Wireless Fidelity Wireless Internet Service Provider Roaming Wireless Local Area Network GVHD: TS Lê Chí Quỳnh Cổng truy cập WLAN Liên minh tương thích Ethernet không dây Liên minh WiFi Mạng wi-fi Chuyển vùng nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây Mạng cục vô tuyến SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2 Phân chia lưu lượng IP dựa giám sát nhà mạng Hình Sự chuyển động lưu lượng IP Hình Sự di chuyển lưu lượng IP nghẽn mạng Hình Phân phối lưu lượng IP sau nghẽn mạng tải Hình Mơ hình MAPCON Hình Mơ hình IFOM Hình Chuyển giao luồng thoại định nghĩa 3GPP TS 23.402 Hình Luồng thoại cho chuyển giao từ mạng truy cập LTE tới mạng truy cập WiFi Hình 10 Một mơ tả cấu trúc gói tin liệu RADIUS Hình 11 Bốn gói tin RADIUS Hình 12 Một gói tin Access-Request điển hình Hình 13 Gói tin Access-Accept điển hình Hình 14 Gói tin Access-Reject điển hình Hình 15 Gói tin Access-Reject điển hình Hình 16 Tổng quan Diameter Hình 17 Thành phần Relay Hình 18 Thành phần PROXY Hình 19 Diameter Redirect Agent Hình 20 Thực thể Diameter Translation Hình 21 Ví dụ lỗi giao thức tin trả lời Hình 22 Ví dụ lỗi ứng dụng tin trả lời Hình Belair Networks GigXone cho Wi-Fi dịch vụ tế bào nhỏ Hình Kiến trúc Belair Networks "HetNet Mobility" Hình 3 Kiến trúc Cell Site Co-location Hình Giải pháp Wifi Offload Alcatel – Lucent sử dụng Gateway 7750 SR Hình Mơ hình ống mỏng với đường hầm UE ePDG Hình Mơ hình ống dày với đường hầm AP GW WLAN GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Hình Các giao thức đường hầm kết nối Alcatel-Lucent lightRadio WLAN Gateway AP tới WLAN Gateway Hình Giảm tải tế bào qua truy cập WiFi Alcatel-Lucent GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp khác (ứng với session-id), Mobile IPv4, định danh nhiều phiên tốn AVP sử dụng Cơ chế truyền thay xử lý lỗi Có kiểu lỗi xảy ra: lỗi giao thức lỗi ứng dụng Lỗi giao thức lỗi mức giao thức bao gồm vấn đề định tuyến Lỗi ứng dụng vấn đề với chức cụ thể ứng dụng Diameter Khi việc vận chuyển lỗi phát nút, tin chờ xử lý gửi tới nút thay bit T trường cờ đặt Đây chế truyền thay Diameter Để nút Diameter thực thủ tục truyền thay thế, điều cần thiết cho nút trì hàng đợi tin chờ xử lý Khi tin trả lời nhận, tin yêu cầu tương ứng hàng đợi bị xóa bỏ khỏi hàng đợi Trường định dạng chặng hop-by-hop sử dụng để khớp tin trả lời với yêu cầu hàng đợi (RFC 3588) Để hỗ trợ việc phát lỗi, giao thức Diameter định nghĩa tin DeviceDogwatch-Request Khi nút Diameter trao đổi tin khoảng thời gian dài, tin gửi từ số nút để phát vấn đề xảy mạng Đối với lỗi khác nhau, giá trị Result-Code AVP cho biết u cầu có gửi thành cơng xảy lỗi Mỗi tin Diameter trả lời có Result-Code AVP Giá trị Result-Code AVP sử dụng để báo cáo lỗi giao thức đưa tin trả lời với bit E đặt Khi tin yêu cầu nhận mà nguyên nhân lỗi giao thức, tin trả lời gửi trả lại với bit E đặt, Result-Code AVP đặt tương ứng với giá trị lỗi giao thức Khi tin trả lời gửi trở lại bên gửi tin yêu cầu, thực thể Proxy Relay tác động lên tin GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Hình 21 Ví dụ lỗi giao thức tin trả lời Hình 2.21 đưa ví dụ tin chuyển Diameter Relay Khi tin nhận Relay2, phát khơng thể gửi tin yêu cầu tới server mạng nhà, tin trả lời gửi trả lại với bit E đặt Result-Code AVP đặt thành DIAMETER_UNABLE_TO_DELIVER Đưa trường hợp lỗi giao thức, Relay1 có tác động đặt biệt, với lỗi đưa ra, cố gắng định tuyến tin thơng qua Relay3 thay Hình 22 Ví dụ lỗi ứng dụng tin trả lời Hình 2.22 đưa ví dụ tin Diameter mà nguyên nhân lỗi ứng dụng Khi lỗi ứng dụng xảy ra, bit R trường cờ xóa thêm vào Result-Code AVP giá trị phù hợp Ứng dụng lỗi khơng liên quan tới proxy hay relay, tin gửi ngược trở lại tới bên gửi tin yêu cầu GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp 3.4.3 So sánh RADIUS Diameter Diameter cung cấp chức mà giao thức khác cung cấp, ví dụ truy nhập mạng RADIUS, điều khiển sách dịch vụ sách mở chung (COPS) (RFC 2748) cổng điều khiển H.248/Megaco (RFC 3525) Tuy nhiên giao thức Diameter thiết kế để bổ sung số thuộc tính thiếu sót giao thức RADIUS giao thức vận chuyển, bảo mật, tác nhân hỗ trợ, khả thỏa thuận, khám phá ngang hàng, tin khởi tạo phục vụ, kích cỡ thuộc tính liệu tối đa đưa bảng sau: Thuộc tính Giao thức vận chuyển Diameter Giao thức kết nối có RADIUS Giao thức khơng có Bảo mật Tác nhân hỗ trợ hướng (TCP SCTP) Hop-to-hop,end-to-end Relay, Proxy, Redirect, hướng (UDP) Hop-to-hop Hỗ trợ ẩn nghĩa thực Translation thể bổ sung Khả thỏa thuận Hỗ trợ ứng dụng bảo RADIUS server Không hỗ trợ Khám phá ngang hàng Bản tin khởi tạo phục vụ mật Cấu hình tĩnh động Cấu hình tĩnh Được hỗ trợ, ví dụ tin Khơng hỗ trợ nhận thực lại, kết thúc Kích cỡ thuộc tính phiên 215 octets 255 octets liệu tối đa Hỗ trợ Vendor-Specific Hỗ trợ tin Hỗ trợ thuộc vendor-specific thuộc tính vendor-specific tính GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP WI-FI OFFLOAD Giải pháp Wifi Offload BelAir Networks BlAir Network có trụ sở Stockholm, Thụy Điển, dẫn đầu thị trường cung cấp dịch vụ giải pháp WiFi Các giải pháp liên kết mạng không dây Belair Networks triển khai nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu giới bao gồm AT & T, Comcast, Time Warner Cable Cablevision Được thành lập vào năm 2001, Belair Networks công ty tư nhân với khách hàng nhà cung cấp dịch vụ cấp hỗ trợ đầu tư từ Comcast Interactive Capital, Quỹ liên doanh T-Mobile công ty đầu tư mạo hiểm hàng đầu bao gồm Equity Partners Trilogy 1.1 Kiến trúc Belair Networks GigXone Với tăng trưởng nhu cầu cho giải pháp giảm tải thiếu công nghệ thương mại khả dụng cho giải pháp dựa tiêu chuẩn công nghiệp, Belair Networks triển khai hàng nghìn điểm truy cập, tạo khả giảm tải cho mạng 3G/4G Giải pháp giảm tải Belair Networks 3G dựa kiến trúc tế bào nhỏ WiFi 3G/LTE linh hoạt tạo điều kiện thuận lợi yêu cầu phát triển lên mạng không đồng (HetNet) Phương pháp cho phép nhà khai thác di động triển khai giải pháp giảm tải Belair Networks 3G tận dụng số lượng lớn đa dạng thiết bị cho phép WiFi mà không cần phần mềm máy khách Giải pháp phát triển kiến trúc hệ thống (SAE) cho mạng lõi tế bào đảm bảo bảo vệ đầu tư mạng lõi nhà cung cấp dịch vụ phát triển lên hỗ trợ LTE Kiến trúc giải pháp tổng thể giảm tải Belair Networks mơ tả Hình 3.1 GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Hình Belair Networks GigXone cho Wi-Fi dịch vụ tế bào nhỏ 1.2 Kiến trúc giảm tải liệu Belair Networks 3G/LTE Giải pháp Belair Networks dựa kiến trúc SAE thành phần mạng lõi 3GPP khả dụng để gắn kết phát triển mạng với hoạt động phát triển tiêu chuẩn 3GPP LTE Phương pháp Belair Networks hạ tầng đơn cung cấp WiFi tế bào nhỏ 3G/LTE, cho phép giải pháp giảm tải 3G dễ dàng chuyển tới mạng khơng đồng tích hợp đầy đủ (HetNet) với nhiều công nghệ truy cập không dây, quản lý SON, mạng backhaul có dây khơng dây Giải pháp giảm tải Belair Networks 3G dựa kiến trúc tiêu chuẩn mở cho phép bao gồm thành phần giải pháp tốt nhất, bao gồm dịch vụ hạ tầng dựa đám mây Yêu cầu Wi-Fi giải pháp giảm tải cho 3G dẫn đến cần thiết kiến trúc giải pháp đầu cuối-tới-đầu cuối (end-to-end) dựa cơng nghệ khả dụng Hình mơ tả tổng quan kiến trúc BelAir Networks HetNet Mobility GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Hình Kiến trúc Belair Networks "HetNet Mobility" Kiến trúc di động BelAir Networks Heterogeneous Network (HetNet) sử dụng chức có sẵn từ điện thoại thơng minh máy tính bảng, lực mạng lõi 3GPP khả dụng cho GGSN (GTPV1) kết PDNGateway (GTPV2) Kết nối mạng WiFi kết nối với mạng lõi tế bào thực nhờ có giao diện giao thức đường hầm GPRS (GTP) trực tiếp tới GGSN 3GPP PDN-GW, mà khơng có tác động kiến trúc đến mạng lõi 3GPP GGSN/PDN-GW cung cấp kết nối cho người sử dụng WiFi tới dịch vụ mạng lõi tế bào, nội dung 3GPP, truy cập Internet Các dịch vụ IMS cổng thông tin nhà điều hành di động ví dụ dịch vụ 3GPP truy cập người sử dụng WiFi Chức tích hợp 3GPP thực chức Mobility Gateway (MG) kiến trúc Networks Belair Các chức cổng di động cổng điều khiển kết hợp vào sản phẩm tích hợp đơn cho triển khai nhỏ Chức giảm tải 3G cung cấp MG là: • • • • Kết hợp Gateway điều khiển (CG) Giao diện tin cậy đến dịch vụ AAA mạng lõi 3GPP (SWM) Giảm tải Internet nội Giao diện liệu mạng lõi 3GPP tin cậy (GTPV1/V2) GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Truyền thông truy cập không dây bảo mật chế 802.11i tiêu chuẩn hỗ trợ điện thoại thơng minh máy tính bảng ngày Belair Networks triển khai CAPWAP (IETF RFC 5415) với truyền tải an tồn cho liên kết truyền thơng AP CG/MG Liên kết truyền thông CG MG IP, tùy chọn bảo mật đường hầm Ipsec tập hợp mang lưu lượng truy cập từ tất CG đối kết nối AP máy khách Phương pháp IPsec tập hợp cho phép khả mở rộng lớn qua việc giảm thiểu chi phí tiêu đề IPsec yêu cầu để bảo mật truyền thông, yêu cầu Các giải pháp giảm tải Belair Networks 3G bao gồm khả đồng vị trí Site Macrocell Các khả đồng vị trí dựa kiến trúc triển khai mơ tả Hình 3.3 Kiến trúc có khả cung cấp dịch vụ WiFi 3G/LTE tế bào nhỏ từ hạ tầng Hình 3 Kiến trúc Cell Site Co-location Giải pháp đồng vị trí Belair Networks sử dụng điểm truy cập BelAir100NE AP cung cấp liên kết lưới khơng dây từ vị trí macrocell mái nhà đến điểm truy cập AP lưới đường phố, cung cấp kết nối mạng backhaul có dây vị trí macrocell Kiến trúc hỗ trợ nhiều điểm truy cập BelAir100NE AP cung cấp dịch vụ WiFi trực tiếp nhiều liên kết truy cập không dây lưới đến điểm truy cập AP đường phố BelAir100N AP GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp nút lưới cung cấp truy cập WiFi đặt nơi mà quyền lắp đặt, nguồn công suất AP khả dụng, tường tịa nhà,cột phố cột đèn hiệu giao thơng Các điểm truy cập BelAir100P AP nút lưới cung cấp dịch vụ tế bào nhỏ 3G đặt nơi mà quyền đặt nguồn công suất AP khả dụng, tường tòa nhà, cột phố, cột đèn hiệu giao thông Giải pháp Alcatel-Lucent Alcatel-Lucent hãng chế tạo thiết bị truyền thơng hàng đầu giới, có trụ sở Pháp chuyên cung cấp giải pháp truyền thông dịch vụ thoại, truyền liệu ứng dụng viễn thông khác, cho nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ Internet doanh nghiệp Alcatel-Lucent hãng thông tin - truyền thông quốc tế có mặt Việt Nam từ năm thập kỷ 70 Alcatel-Lucent nhà cung cấp sở hạ tầng quan trọng cho tổ chức doanh nghiệp hàng đầu Việt Nam Bộ Quốc phịng, Tập đồn Bưu Viễn thơng VN cơng ty trực thuộc, Tổng cơng ty Viễn thơng qn đội, Tập đồn Điện lực VN, Công ty Đường sắt VN Luôn mang công nghệ nhất, đối tác đáng tin cậy với tổ chức phủ, nhà cung cấp dịch vụ Việt Nam, Alcatel-Lucent tích cực thực cam kết việc nỗ lực góp phần đại hóa mặt viễn thông Việt Nam Giải pháp Alcatel-Lucent lightRadio WiFi giải pháp toàn diện cho nhà cung cấp có dây khơng dây sử dụng WiFi công nghệ truy cập, mô tả Hình 3.4 Alcatel-Lucent 7750 SR Gateway WLAN (GW) cổng truy cập vơ tuyến tin cậy GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Hình Giải pháp Wifi Offload Alcatel – Lucent sử dụng Gateway 7750 SR Gateway WLAN dựa tiêu chuẩn Alcatel-Lucent 7750 SR bố định tuyến biên dịch vụ IP, cổng mạng băng rộng (BNG) đại cung cấp dịch vụ băng thông rộng khu dân cư nút hỗ trợ GPRS (GGSN) mạng lõi gói di động đóng vai trị LTE (SGW)/cổng mạng liệu gói (PGW) - tảng cho việc cung cấp dịch vụ băng rộng di động Những khả mở rộng để cung cấp chức cổng WLAN cho việc truy cập WiFi tin cậy tới dịch vụ cung cấp nhà cung cấp dịch vụ 2.1 Cổng WLAN 7750 SR Giải pháp Alcatel-Lucent lightRadio WiFi giải pháp dịch vụ WiFi toàn diện đáp ứng yêu cầu nhà cung cấp có dây khơng dây Tập hợp kiến trúc triển khai tùy thuộc vào mục tiêu dịch vụ WiFi Trong kiến trúc, Alcatel-Lucent 7750 SR đóng vai trò Gateway WLAN diện tất cấu hình dịch vụ Các điểm truy cập WLAN (AP) mạng tập hợp cung cấp kết nối AP Gateway WLAN diện tỏng việc cung cấp dịch vụ GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Chức Gateway WLAN 7750 SR tập hợp lưu lượng WiFi từ điểm truy cập WLAN áp dụng tạo dạng lưu lượng chất lượng dịch vụ (QoS) đến từ điểm truy cập Các tính khác Gateway 7750 SR bao gồm hỗ trợ chế phối để hợp với thuê bao back-end nhà cung cấp, sách hạ tầng tính cước để xác thực thơng số để tạo ngữ cảnh thuê bao xác thực mối thuê bao (dựa web uỷ quyền giao thức xác thực mở rộng EAP), tính tốn dịch vụ người sử dụng quay số xác thực từ xa (RADIUS) 2.2 Đường hầm ống mỏng ống dày Đối với thiết kế hạ tầng truy cập WiFi, định quan trọng để xác định chế mà theo thiết bị người sử dụng (UE) kết nối vào mạng Hiện có hai mơ hình chính, mơ tả Hình 3.5 3.6 Hình Mơ hình ống mỏng với đường hầm UE ePDG Hình Mơ hình ống dày với đường hầm AP GW WLAN GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Ống mỏng - UE thiết lập đường hầm mật mã hóa tới cổng liệu gói tiên tiến (ePDG) Ống dày - Một đường hầm thiết lập AP Gateway WLAN, AP ánh xạ liệu UE tới đường hầm Trong mơ hình ống dày, kết nối Gateway WLAN AP dựa 3GPP S2a di động dựa giao thức đường hầm GPRS (GTP) (SaMOG) tiêu chuẩn phiên 11 Alcatel-Lucent hãng đề xuất mơ hình tin tưởng đường hầm ống dày cung cấp giải pháp tốt dựa linh hoạt mơ hình, khả mở rộng không yêu cầu UE ePDG cổng WLAN đóng vai trị tập hợp cổng cho lưu lượng WiFi Mơ hình đường ống dày gồm phương pháp truy cập khác nhau, bao gồm cầu nối VLAN, đường hầm cầu nối đường hầm định tuyến, mơ tả Hình 3.7 Hình Các giao thức đường hầm kết nối Alcatel-Lucent lightRadio WLAN Gateway AP tới WLAN Gateway Giải pháp Alcatel-Lucent light Radio WiFi hỗ trợ số phương pháp đóng gói AP/HGW Gateway WLAN, mơ tả Hình 3.6 Alcatel-Lucent thực cầu nối đường hầm lớp qua GRE (L2oGRE) lớp mạng riêng ảo (VPN) qua GRE (L2VPNoGRE), cung cấp giải pháp linh hoạt Alcatel-Lucent GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp 7750 SR hỗ trợ IPv4 IPv6 hồn tồn có khả hỗ trợ định tuyến đường hầm, đường hầm lớp giải pháp tốt có khả mở rộng 2.3 Giảm tải tế bào qua truy cập WiFi Mạng WiFi sử dụng để giảm tải liệu từ mạng tế bào nhà khai thác di động mô tả Hình 3.8 Các ứng dụng dựa tính di động S2a SaMOG Hình Giảm tải tế bào qua truy cập WiFi Alcatel-Lucent Đối với UE dịch vụ, Gateway WLAN tạo đối tượng th bao, đó, sách phân cấp lưu lượng UE WiFi hỗ trợ việc tạo dạng cho SSID AP Gateway WLAN truyền thông với lõi di động động để lấy thông tin xác thực thông số thuê bao khác để tự động tạo ngữ cảnh thuê bao UE Ví dụ, địa thuê bao IP bình thường gán máy chủ lõi di động 3GPP AAA Trong mơ hình SaMOG 3GPP, lưu lượng liệu UE WiFi kết nối đường hầm GTP v1 v2 tới PGW/GGSN Các thuê bao MNO truy cập dịch vụ tương tự khả dụng mạng tế bào 3G/4G (cổng thơng tin di động, máy chủ Thay lưu lượng đường hầm GTP trở lại lõi di động động, Gateway WLAN hỗ trợ tùy chọn "sự giảm tải nội bộ", lưu lượng UE giảm tải đến Internet nguồn tài nguyên mạng cố định khác Trong hai trường hợp, tính cước thực máy chủ AAA mạng lõi di động GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp Trong giải pháp Alcatel-Lucent, Gateway WLAN lấy địa IP UE từ mạng lõi di động, UE có địa IP mạng WiFi mạng tế bào, cho phép di động liên tục người dùng di chuyển mạng GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp TỔNG KẾT Sau thời gian thực đồ án hướng dẫn tận tình thầy Lê Chí Quỳnh, em hồn thành đồ án theo nội dung tiến độ đặt Đồ án em nghiên cứu nội dung sau đây: Chương 1: Đã tìm hiểu bùng nổ lưu lượng mạng di động, tổng quan, thành phần kiến trúc WiFi, đặc biệt tìm hiểu vai trị WiFi Offload Chương 2: Đi vào nghiên cứu kiến trúc giải pháp WiFi Offload, tập trung chủ yếu kiến trúc giải pháp EPC tích hợp mạng truy cập IP Non3GPP tin cậy không tin cậy, tìm hiểu chế chuyển giao mạng truy cập IP Non-3GPP tin cậy Chương 3: Đã tìm hiểu số giải pháp WiFi Offload hãng cung cấp thiết bị hãng BelAir Network, Alcatel-Lucent Hiện nay, giải pháp giảm tải lưu lượng mạng di động nghiên cứu áp dụng nhiều nước giới để đáp ứng tốt nhu cầu lưu lượng ngày tăng mạng di động WiFi Offload xem giải pháp giảm tải lưu lượng hiệu cho mạng di động Một lần em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy Lê Chí Quỳnh tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cisco wifi offload architecture 2011 [2] Francisco Galv Penalva and Luis Felipe Díaz López, “WLAN as an offloading solution for mobile cellular networks”, Nokia siemens Network 2011 [3] Raj Jain Washington University in Saint Louis Authentication, Authorization, Accounting (AAA) [4] Mobile Data Offloading: A tutorial – Jianwei Huang – CUHK [5] https://en.wikipedia.org/wiki/RADIUS [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Diameter_(protocol) [7] “WP_SmallCells”, © BelAir Networks, 2012 [8] “LightRadio Wi-Fi WLAN Gateway”, Alcatel – Lucent lightRadio GVHD: TS Lê Chí Quỳnh SVTH: Trương Quốc Đạt ... session Cơ chế quản lý di động công nghệ then chốt thứ ba cho việc giảm tải liệu Wi- Fi Hai chế định nghĩa phương pháp để quản lý tính di động mạng 3GPP non-3GPP, là: Di động dựa mạng lưới (Network... Trong đặc tả 3GPP, mạng WiFi gọi mạng truy cập WiFi Khơng có chi tiết cấu trúc mạng WiFi quy định cụ thể Chúng ta chia tách mạng thành phần tử truy cập phần tử cổng Cơ sở hạ tầng mạng WiFi để giảm... mạng lõi di động Hiện nhà khai thác di động giới thiệu bắt đầu thực chiến lược giảm tải liệu di động Nói cách khác, họ phải tìm cơng nghệ bổ sung để cung cấp lượng lớn liệu cho mạng 3G/ 4G WiFi