Журнал Мобильные 12, 2006 wi-fi/gsm – РОУМИНГ...

Журнал «Мобильные системы», №12, 2006

1

WI-FI/GSM – РОУМИНГ КАК КВИНТЭССЕНЦИЯ КОНВЕРГЕНЦИИ СЕТЕЙ

Владимир Фрейнкман,

зам. директора, НТЦ "Протей" Уже сегодня за клиента происходит борьба двух, а то и трех различных операторов – мобильной связи, фиксированной связи, а теперь уже и операторов NGN (зачастую конкурирующих с традиционными фиксированными операторами). Масла в огонь подлило появление технологий широкополосного беспроводного доступа (наиболее известными и перспективными из которых можно назвать Wi-Fi и WiMax).

Совершенствование решений, использующих упомянутые технологии, обеспечило возможность эффективной передачи в сетях широкополосного беспроводного доступа не только данных, но и голоса. В результате возникла ощутимая угроза того, что значительная доля корпоративного голосового трафика из мобильных сетей будет просто "выведена" в сети NGN, что уже является прямой угрозой бизнесу мобильных операторов, поскольку для последних корпоративный клиент традиционно является одним из самых ценных. NGN и GSM – враги или союзники в битве за корпоративного клиента? Непредвзятый анализ ситуации показывает, что сети широкополосного беспроводного доступа и сети GSM могут не конкурировать, а эффективно дополнять друг друга, прежде всего, при обеспечении связью корпоративных пользователей. Предпосылок для такой "дружбы" несколько. Во-первых, технология VoIP сама по себе (в отрыве от сетей GSM/3G) не решает такие проблемы, как высокая стоимость мобильного трафика и роуминг. Сейчас для доступа к сети VoIP (например, к услугам международной связи) абонент, как правило, должен использовать отдельный терминал. Этот терминал включается либо в традиционную телефонную сеть (тогда выход на сеть VoIP осуществляется через шлюзы), либо непосредственно в сеть NGN (тогда маршрутизацией вызова управляет softswitch данной сети: в большинстве случаев это IP PBX). Во-вторых, даже если абонент пользуется терминалом GSM, на котором установлено программное обеспечение с возможностью передачи VoIP-трафика через IP-соединение (с использованием каналов передачи данных, организуемых по технологиям EDGE или 3G)), Такая связь получается совсем не дешевой и непредсказуемой по качеству, поскольку операторы взимают плату за объем трафика, а технология передачи данных оптимизирована совсем не под голосовой трафик. В-третьих, традиционные мобильные приложения, предлагаемые корпоративным клиентам VPN (виртуальная частная сеть), не решают многих "офисных" задач, с которыми легко справляется даже не самая сложная РВХ, а тем более современные офисные системы (переадресация вызовов, групповые вызовы, перехват и т.п.). Опять же мобильный терминал – не самый удобный с эргономической точки зрения вид устройства для многих категорий пользователей. Громкая связь (hands free), качественный звук и удобные клавиши – то, что делает многих офисных сотрудников поклонниками традиционных терминалов. Однако, мобильность современного сотрудника и необходимость быть все время на связи никто не отменял.


2

Получается, что одной сетью не обойтись, а отсутствие прямого взаимодействия между сетями NGN и мобильной сетью приводит к тому, что сотрудников приходится обеспечивать и стационарными средствами связи, и мобильными телефонами, т.е. к очевидному росту затрат на связь. К тому же два не связанных между собой номера совсем не способствуют росту доступности абонента. Выход из этой ситуации подсказывают современные технологии. Совместное использование возможностей сетей NGN и сетей мобильной связи, полноценная их конвергенция, обеспечит корпоративных абонентов уникальным набором возможностей и услуг. Если же предоставление конвергентных услуг обеспечивается оператором мобильной связи "из одних рук" – резко повышается привлекательность такой сети для корпоративных клиентов, а значит, оператор заручается поддержкой и доверием самых своих важных абонентов. Решение оказывается безусловно эффективным и с экономической точки зрения. Конвергенция дает возможность эффективного использования существующих ресурсов (канальная емкость). Стоимость полосы Wi-Fi дешевле, чем полосы сети GSM/3G, что снижает для оператора себестоимость услуг связи, оказываемых корпоративному клиенту внутри офиса. К тому же, вопросы качества внутриофисного покрытия может решать сам клиент, т.е. возможны модели взаимоотношений, когда "низкоуровневая" инфраструктура сети широкополосного беспроводного доступа (транспорт, точки доступа) строится самим корпоративным клиентом. На рис. 1 представлены достоинства корпоративной и мобильной сетей, участвующих в конвергенции.

Девиз такой конвергенции с точки зрения корпоративных клиентов можно

сформулировать так: не важно, телефон у абонента на столе или в кармане – нужен единый номер и определенный набор услуг.


3

Операторы GSM и широкополосный беспроводный доступ Интерес операторов мобильной связи к сегменту беспроводного широкополосного доступа проявился достаточно давно и изначально был связан скорее с предоставлением услуг доступа в Интернет по технологии Wi-Fi, чем с полноценным внедрением концепции NGN. Так, например, в европейских странах уже несколько лет абоненты мобильных сетей могут пользоваться услугами сетей Wi-Fi для доступа в Интернет. Более того, действует своего рода "роуминг ваучеров" между сетями Wi-Fi. Например, немецкий абонент T-mobile может получить пароль для доступа в Интернет, приехать в Чехию и, используя этот пароль, выйти во Всемирную сеть из кафе, чей hot-spot обслуживает абонентов местного отделения Т-mobile. При этом деньги будут списываться с основного счета абонента. В России Северо-Западный и Поволжский филиалы ОАО "Мегафон" предоставляют услуги доступа по технологии Wi-Fi (эксплуатируют собственные hot-spots) в бизнес-центрах, кафе уже больше трех лет. При этом в существующем виде это не столько бизнес, сколько продвижение бренда и своего рода обозначение "причастности" компании к предоставлению такого рода услуг. Дополнительно обеспечивается еще один канал "проникновения" в бизнес-центры как в места скопления потенциальных или фактических корпоративных клиентов. Проработаны даже механизмы онлайн-авторизации абонентов при доступе в Интернет с использованием основной биллинговой системы оператора и логина/пароля системы абонентского самообслуживания (без необходимости получать отдельный логин/пароль через SMS). При регистрации абонента в сети Wi-Fi и попытке зайти на любой сайт средствами сервера доступа (AS) осуществляется перенаправление http-запроса на сайт авторизации (схема, широко применяемая в разного рода коммерческих точках доступа Wi-Fi). При вводе абонентом логина и пароля осуществляется обращение к системе авторизации (может быть частью данного комплекса или частью системы SelfCare мобильного оператора). В случае успешной авторизации осуществляется обращение к биллинговой системе оператора для запроса квоты. Если получена ненулевая квота (по времени или по объему трафика), абоненту дается положительный ответ на запрос авторизации и все дальнейшие http-запросы от такого пользователя средствами сервера доступа направляются на фактические IP-адреса. Контроль квоты (объема потребленного трафика или длительности сессии) осуществляется штатными средствами сервера доступа. По окончании сеанса связи от сервера доступа информация о потребленном объеме услуг принимается и передается в интегрированную биллинговую систему оператора. Обмен между сервером доступа и платформой осуществляется по протоколу RADIUS, между платформой и биллинговой системой (и SCP) оператора – по протоколу CAMEL или по одному из имеющихся открытых интерфейсов, если они поддерживаются биллингом оператора. Как уже было отмечено, в большинстве случаев перечень услуг ограничивается доступом в Интернет с авторизацией по паролю. Тем не менее в последние полгода-год идея полноценной интеграции двух сетей овладела умами многих. На конференциях, проводимых ассоциацией GSM, регулярно звучат доклады на эту тему, а некоторые операторы позиционируют подобные сети как экономически эффективную


4

альтернативу 3G в условиях, когда спрос на широкополосный доступ ограничен деловыми зонами крупных городов.

NGN-GSM роуминг – как это работает Для обеспечения полноценной конвергенции NGN и сети мобильной связи требуется решение двух ключевых технических задач. Это обеспечение удобной авторизации абонента и тарификация в режиме реального времени и обеспечение концепции единого номера для абонента. Вызовы, поступающие на этот номер, должны автоматически перенаправляться на номер абонента в той сети, где он в настоящий момент зарегистрирован.

Способы авторизации абонентов в сетях NGN Способ авторизации Плюсы Минусы По МАС адресу Подходит для корпоративных

клиентов (постоянные участники), не требует дополнительной авторизации

Для hot-spots технология неприемлема

По PIN-коду карты авансовых платежей

Удобно для "разовых" клиентов, прямая аналогия с привычными Интернет-картами

Требует наличия у абонента отдельной карты, не способствует постоянству клиентов

По номеру мобильного телефона

Не требует приобретения дополнительных карт, удобно для абонента

Необходима интеграция с биллингом оператора

С помощью SIM-ридера Высокая защищенность Требуется дополнительное устройство у абонента, в него надо переставлять SIM-карту

Через SMS Простота реализации, легкость интеграции

Необходимость получать отдельные логин/пароль на телефон и вручную вводить их при доступе в IP-сеть с компьютера, подходит только для случая софтфонов и для доступа в Интернет

Автоматическая При регистрации терминала в сети Wi-Fi или NGN или при попытке совершения вызова). Оптимальный вариант для голосовой связи подходит для любых типов терминалов (двухстандартных терминалов Wi-Fi/GSM или терминалов NGN)

Необходимость поддержки процедур SIP-регистрации NGN-терминалами

Можно выделить несколько основных способов авторизации GSM-абонентов при доступе в Интернет и при пользовании услугами NGN. Все они сведены в таблице. Как видно из таблицы, вопрос тарификации услуг доступа в Интернет со счета мобильного абонента достаточно хорошо проработан – есть несколько вариантов, позволяющих авторизовать и протарифицировать абонента. А вот для голосовой связи существует единственный приемлемый способ, предполагающий использование средств авторизации, предусмотренных для терминалов NGN (процедура SIP_REGISTER). Рассмотрим подробнее процедуру регистрации абонента в сети NGN, обеспечения автоматического роуминга и обработки вызовов.


5

Очевидно, что для обеспечения "настоящего" автоматического роуминга, сегмент NGN должен быть виден из сети GSM K3KVLR, которому должен быть присвоен адрес GT в плане нумерации Е.164. Как уже говорилось, в качестве факта регистрации терминал абонента в сети Wi-Fi/WiMax/NGN может использоваться стандартная процедура SIP REGISTER. При попытке подписанного на услугу абонента зарегистрировать свой терминал в сети NGN осуществляется инициирование процедуры Update Location, подобно тому, как это происходит при регистрации мобильного абонента на традиционном VLR. Если процедура регистрации прошла успешно, при попытке исходящего вызова коммутатор сети NGN (softswitch) транслирует сообщение SIP на SIP-ргоху, входящий в состав платформы WGP. Далее SIP-proxy осуществляет запрос к ИБС/SCP оператора на получение максимально разрешенной продолжительности вызова. Если получена ненулевая квота, SIP-proxy разрешает дальнейшее установление соединения и все остальные сообщения SIP пропускает прозрачно. При детектировании сообщения разъединения SIP-proxy самостоятельно осуществляет определение продолжительности состоявшегося соединения и передает данную информацию в сторону ИБС/SCP. В случае если от ИБС/SCP была получена нулевая квота, SIP-proxy принудительно осуществляет разъединение данного вызова с соответствующей причиной. При этом через SIP-proxy осуществляется только транзит сигнального трафика управления вызовом. Пример алгоритма обслуживания исходящего соединения приведен на рис.2.

При попытке входящего вызова на абонента, зарегистрированного в сети NGN, процедура установления соединения идентична аналогичной процедуре в обычной сети GSM с той лишь разницей, что элементы функциональности VLR возлагаются частично на межсетевой шлюз NGN/GSM и частично на SIP-ргоху. Межсетевой шлюз


6

NGN/GSM осуществляет выделение MSRN из пула номеров, закрепленного за ним, и отправляет этот номер на GMSC домашней сети абонента в ответ на соответствующий запрос, в соответствии со штатными процедурами MAP, a SIP-proxy принимает входящий вызов от GMSC (в котором в качестве вызываемого номера указан MSRN) и осуществляет маршрутизацию вызова на фактический адрес абонента в сети NGN. Контроль длительности входящих вызовов осуществляется штатными средствами GMSC, как для любого входящего вызова к абоненту оператора, находящемуся в роуминге. Для обеспечения обмена сообщениями необходима конвертация сообщений SMS в сообщения формата SIPJM и пересылку их на NGN-терминалы (и, естественно, обратное предобразование). Общая функциональная схема организации NGN/GSM-роуминга приведена на рис. 3.

Таким образом, резюмируя описанные выше процессы и задачи, можно определить функциональность платформы обеспечения NGN/GSM-роуминга:

• "посеансная" или "повызовная" авторизация абонента; • тарификация в режиме реального времени сеансов передачи данных по времени

или по объему переданной информации средствами основной биллинговой системы оператора;

• взаимодействие с ИБС/SCP оператора по протоколу CAMEL или по открытым протоколам, поддерживаемым биллинговой системой (DIAMETER и т.п.);

• взаимодействие с оборудованием NGN по протоколам SIP, RADIUS; • тарификация в режиме реального времени вызовов VoIP от абонентов Wi-

Fi/WiMax/NGN по отдельным тарифным планам средствами основной биллинговой системы оператора;

• различные способы авторизации абонента: – возможность использования параметров доступа (логин, пароль) из систем

абонентского самообслуживания оператора (SelfCare), – генерация параметров доступа по SMS- или USSD-запросу,


7

– использование стандартных механизмов авторизации терминалов в NGN-сетях, – поддержка EAP-SIM-авторизации; • встроенная подсистема генерации паролей для доступа к сервисам и рассылки

паролей через SMS или USSD; • поддержка процедур GSM Location Management и Call handling для обеспечения

NGN/GSM-роуминга; • автоматическая маршрутизация входящих вызовов и SMS из сети GSM на

терминал абонента, зарегистрированный в сети NGN. На российском рынке предоставление такого рода услуг пока находится в экспериментальной фазе. Тем не менее уже существуют решения, в том числе отечественных разработчиков, позволяющие оператору мобильной связи организовать полноценный NGN/GSM-роуминг, предоставив своим абонентам по-настоящему инновационные услуги и обеспечить соответствующий уровень обслуживания своим корпоративным клиентам. Одно из таких решений предлагается Научно-техническим центром "Протей". Система WGP на базе платформы "Протей" позволяет оператору GSM эффективно интегрировать сети, обеспечивающие передачу голоса с использованием технологий VoIP в свою инфраструктуру. На базе платформы оператор мобильной связи получает возможность внедрить целый спектр инновационных конвергентных услуг, связанных с авторизацией и тарификацией в режиме реального времени услуг доступа в Интернет, услуг IP-телефонии и других телематических сервисов, предоставляемых абонентам сетей NGN (Wi-Fi, WiMax и др.]. Также платформа обеспечивает возможность межстандартного роуминга между сетями NGN и GSM, предоставляя абоненту уникальную возможность принимать вызовы и SMS-сообщения на свой основной телефонный номер, будучи зарегистрированным в любой сети NGN, поддерживающей технологию VoIP (включая сети Wi-Fi и WiMax). Особую актуальность данная возможность приобретает в свете появления двухстандартных Wi-Fi/GSM-терминалов и роста популярности технологий беспроводного широкополосного доступа. Используя платформу WGP, оператор получает возможность эффективно развивать дополнительные направления бизнеса, связанные с построением сетей широкополосного доступа и внедрением разнообразных решений FMC, предоставляя корпоративному клиенту возможность, например, пользоваться внутри офиса сетью Wi-Fi, а за его пределами сетью GSM, сохраняя при этом одни и те же номера для всех своих абонентов. Платформа также обеспечивает возможность тарификации произвольных услуг передачи данных в режиме реального времени с начислением платы на основной счет GSM-абонента. При этом важно, что GSM-абонент может являться как postpaid, так и prepaid (во втором случае для управления тарификацией в режиме онлайн используется технология САМЕL. Широкий набор поддерживаемых интерфейсов обеспечивает возможность интеграции платформы практически в любую сеть GSM, независимо от используемой биллинговой системы, коммутационного оборудования и оборудования NGN.


8

Таким образом, организация полноценного NGN/GSM-роуминга позволит операторам GSM не просто избежать возможных негативных последствий активного внедрения технологий VoIP и сетей NGN, но и использовать эти технологии в своих целях, предоставляя своим клиентам (прежде всего, корпоративным), набор уникальных услуг FMC (Fixed Mobile Convergence).

Журнал Мобильные 12, 2006 wi-fi/gsm – РОУМИНГ...

Documents