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高效WiFi分流方案服务四网融合

2011/09/19

  9月19日消息,据估计,到2013年,互联网流量将增至500 Exabytes,并保持50%的年增长率,而移动互联网的流量在其中的比重虽然仍不大,但其增长率却远超固定互联网。

  移动流量的爆炸性增长

  据估计,到2013年,互联网流量将增至500 Exabytes,并保持50%的年增长率,而移动互联网的流量在其中的比重虽然仍不大,但其增长率却远超固定互联网。

  移动数据业务的繁荣促进了无线互联网的发展,比如视频业务等需要耗费大量的带宽。目前移动互联网有多达60%的流量来自用户观看视频,而其中iPhone、iPAD等智能终端的用户是推动视频业务需求增长的主要动力。

  另一方面,目前90%的数据流量仅来自10%的移动用户,随着移动数据业务种类的增多和渗透率的提升,用户对数据服务的需求还将继续上升。通过智能终端下载观看的视频对移动数据流量的贡献已经接近60%。而智能终端的出货量一直在节节攀升,意味着移动数据业务的增长趋势将势不可挡。

  移动网络的局限性

  面对上述挑战,运营商一方面在积极寻求引入新的四代移动技术,另一方面则诉求于管控。在移动数据业务兴起的初期,包括国内运营商在内的许多移动业务运营商都曾经推出过不限流量的套餐,但目前,这类套餐基本已经停止,转而向用户推广限制速率、带宽、时长、甚至是基于使用时段等的业务包。 不仅是3G,即便是LTE的运营商也面对同样的问题,甚至有LTE运营商提出,用户应该像对待自来水一样,对自己的网络流量有所掌握。

  究其原因,无论是3G或者是LTE,甚至是4G,都有其不可回避的弱点,虽然在网络、用户的管理以及覆盖等方面移动网络存在优势,但在容量、成本等方面,要单独靠移动网络去支撑大规模的移动互联网,都是不可能的。

  WiFi分流的方案应运而生

  通过管控来限制用户对无线网络的资源占用,但这样的结果是扼杀了用户的需求,同时也可能不得不减少业务种类,甚至影响赢收。节流是一方面,另一方面,我们是不是也需要考虑开源呢?

  众所周知,WiFi接入能够提供高速接入,802.11n通过MIMO技术,已能够达到300M的理论速率,相对于3G,甚至LTE技术,这都是极具吸引力的;另一方面,相对于移动网络, WLAN的建网成本非常低;最后,在充分利用现有传输和IP资源的基础上,WLAN的建设对于现有网络架构影响非常小。上述因素使得WiFi成为移动互联网流量分流的主要候选方案。利用WiFi进行移动网络流量分流,已经在运营商网络中开始部署,国内某运营商2011年的一次季度统计显示,其用户数据流量有接近40%是从WiFi进入核心网的。从全球范围来看,新的智能移动终端中,有60%是在WiFi覆盖的范围内使用移动互联网业务的。

  在WLAN分流方案中,AP和AC的重要性已经不那么明显,运营商需要更多考虑如何将WLAN与现有的移动网络无缝融合。其中最重要的一个环节就是认证。国内运营商目前普遍采用的是基于Web Portal的认证,首先,用户需要在终端上扫描WLAN的接入点,连接后,在缺省的Web Portal上,要求用户输入必要的信息,包括SIM卡号,密码等, 运营商将向该SIM卡用户发送短信,内容为本次WiFi接入的密码。该信息与SIM卡号绑定,成为用户登录WLAN的认证信息。这种方式相当繁琐,而且在跨运营商网络的环境中,时长变得更不可预测。

  更为可行的方式是让WLAN与移动网络实现统一认证和统一计费。即用户进入WLAN覆盖区域后,无需手动提供认证信息,认证信息通过SIM卡提供,手机将(U)SIM卡信息提交到核心网3A/HLR完成认证,在此基础上,无论是移动网络的流量还是WiFi流量,都统一以一张账单的形式出现。

  上海贝尔高效WiFi分流方案

  上述方案解决了WiFi分流的认证问题,上海贝尔的方案中,将WLAN的GW功能引入到7750 SR业务路由器上,该功能通过7750 SR上的AA-ISA多业务板卡实现。WiFi分流为确保安全性,在3GPP TS 23.402中,对WiFi终端的接入,采取了一种所谓瘦管道的模式,即要从用户端向网关发起IP-Sec连接,而AP仅充当桥的作用,对于PC或平板电脑等终端,这不是什么问题,但对于手机而言,IP-Sec将带来非常大的负荷,不仅影响终端上应用的相应速度,同时对电池的消耗非常之大,就目前情况看,市场上支持该功能的手机非常少。上海贝尔的方案中,采用了胖管道的模式,通过从AP向网关建立IP-Sec或GRE隧道,显著降低了对移动终端的要求,不仅使得移动终端的成本得以下降,同时延长了终端的使用时间,更重要的是,扩大了运营商推广WiFi 分流方案的适用群体。

图:上海贝尔高效WiFi分流方案

  上海贝尔的WiFi分流方案将帮助运营商逐步完成WLAN与移动网络的融合,第一步,实现基于EAP-SIM和Portal的认证和流量分流,其中还包括基于Radius的离线计费和在线计费以及AAA与HLR的互操作等;第二步,实现GTP S2接口上向GGSN/PGW的分流,其中还包括Radius代理或DHCP的单步认证,以及基于Ga口的离线计费等;第三步:实现基于流的移动性,并实现在移动网络和WLAN间的流量指引。

  结语

  随着移动业务和移动互联网的蓬勃发展,可以预见到,移动网络将面临日益增大的压力,通过引入WiFi技术,作为移动网络的有益补充,运营商能够低成本、快速的解决流量激增带来的问题。上海贝尔将协助运营商规划如何从网络、计费、终端等环节更好的将二者融合。

赛迪网



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