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高效WiFi分流方案服務四網融合

2011/09/19

　　9月19日消息，據估計，到2013年，互聯網流量將增至500 Exabytes，并保持50%的年增長率，而移動互聯網的流量在其中的比重雖然仍不大，但其增長率卻遠超固定互聯網。

　　移動流量的爆炸性增長

　　據估計，到2013年，互聯網流量將增至500 Exabytes，并保持50%的年增長率，而移動互聯網的流量在其中的比重雖然仍不大，但其增長率卻遠超固定互聯網。

　　移動數據業(yè)務的繁榮促進了無線互聯網的發(fā)展，比如視頻業(yè)務等需要耗費大量的帶寬。目前移動互聯網有多達60%的流量來自用戶觀看視頻，而其中iPhone、iPAD等智能終端的用戶是推動視頻業(yè)務需求增長的主要動力。

　　另一方面，目前90%的數據流量僅來自10%的移動用戶，隨著移動數據業(yè)務種類的增多和滲透率的提升，用戶對數據服務的需求還將繼續(xù)上升。通過智能終端下載觀看的視頻對移動數據流量的貢獻已經接近60%。而智能終端的出貨量一直在節(jié)節(jié)攀升，意味著移動數據業(yè)務的增長趨勢將勢不可擋。

　　移動網絡的局限性

　　面對上述挑戰(zhàn)，運營商一方面在積極尋求引入新的四代移動技術，另一方面則訴求于管控。在移動數據業(yè)務興起的初期，包括國內運營商在內的許多移動業(yè)務運營商都曾經推出過不限流量的套餐，但目前，這類套餐基本已經停止，轉而向用戶推廣限制速率、帶寬、時長、甚至是基于使用時段等的業(yè)務包。不僅是3G，即便是LTE的運營商也面對同樣的問題，甚至有LTE運營商提出，用戶應該像對待自來水一樣，對自己的網絡流量有所掌握。

　　究其原因，無論是3G或者是LTE，甚至是4G，都有其不可回避的弱點，雖然在網絡、用戶的管理以及覆蓋等方面移動網絡存在優(yōu)勢，但在容量、成本等方面，要單獨靠移動網絡去支撐大規(guī)模的移動互聯網，都是不可能的。

　　WiFi分流的方案應運而生

　　通過管控來限制用戶對無線網絡的資源占用，但這樣的結果是扼殺了用戶的需求，同時也可能不得不減少業(yè)務種類，甚至影響贏收。節(jié)流是一方面，另一方面，我們是不是也需要考慮開源呢？

　　眾所周知，WiFi接入能夠提供高速接入，802.11n通過MIMO技術，已能夠達到300M的理論速率，相對于3G，甚至LTE技術，這都是極具吸引力的；另一方面，相對于移動網絡, WLAN的建網成本非常低；最后，在充分利用現有傳輸和IP資源的基礎上，WLAN的建設對于現有網絡架構影響非常小。上述因素使得WiFi成為移動互聯網流量分流的主要候選方案。利用WiFi進行移動網絡流量分流，已經在運營商網絡中開始部署，國內某運營商2011年的一次季度統(tǒng)計顯示，其用戶數據流量有接近40%是從WiFi進入核心網的。從全球范圍來看，新的智能移動終端中，有60%是在WiFi覆蓋的范圍內使用移動互聯網業(yè)務的。

　　在WLAN分流方案中，AP和AC的重要性已經不那么明顯，運營商需要更多考慮如何將WLAN與現有的移動網絡無縫融合。其中最重要的一個環(huán)節(jié)就是認證。國內運營商目前普遍采用的是基于Web Portal的認證，首先，用戶需要在終端上掃描WLAN的接入點，連接后，在缺省的Web Portal上，要求用戶輸入必要的信息，包括SIM卡號，密碼等，運營商將向該SIM卡用戶發(fā)送短信，內容為本次WiFi接入的密碼。該信息與SIM卡號綁定，成為用戶登錄WLAN的認證信息。這種方式相當繁瑣，而且在跨運營商網絡的環(huán)境中，時長變得更不可預測。

　　更為可行的方式是讓WLAN與移動網絡實現統(tǒng)一認證和統(tǒng)一計費。即用戶進入WLAN覆蓋區(qū)域后，無需手動提供認證信息，認證信息通過SIM卡提供，手機將（U）SIM卡信息提交到核心網3A/HLR完成認證，在此基礎上，無論是移動網絡的流量還是WiFi流量，都統(tǒng)一以一張賬單的形式出現。

　　上海貝爾高效WiFi分流方案

　　上述方案解決了WiFi分流的認證問題，上海貝爾的方案中，將WLAN的GW功能引入到7750 SR業(yè)務路由器上，該功能通過7750 SR上的AA-ISA多業(yè)務板卡實現。WiFi分流為確保安全性，在3GPP TS 23.402中，對WiFi終端的接入，采取了一種所謂瘦管道的模式，即要從用戶端向網關發(fā)起IP-Sec連接，而AP僅充當橋的作用，對于PC或平板電腦等終端，這不是什么問題，但對于手機而言，IP-Sec將帶來非常大的負荷，不僅影響終端上應用的相應速度，同時對電池的消耗非常之大，就目前情況看，市場上支持該功能的手機非常少。上海貝爾的方案中，采用了胖管道的模式，通過從AP向網關建立IP-Sec或GRE隧道，顯著降低了對移動終端的要求，不僅使得移動終端的成本得以下降，同時延長了終端的使用時間，更重要的是，擴大了運營商推廣WiFi 分流方案的適用群體。

圖：上海貝爾高效WiFi分流方案
　　上海貝爾的WiFi分流方案將幫助運營商逐步完成WLAN與移動網絡的融合，第一步，實現基于EAP-SIM和Portal的認證和流量分流，其中還包括基于Radius的離線計費和在線計費以及AAA與HLR的互操作等；第二步，實現GTP S2接口上向GGSN/PGW的分流，其中還包括Radius代理或DHCP的單步認證，以及基于Ga口的離線計費等；第三步：實現基于流的移動性，并實現在移動網絡和WLAN間的流量指引。

　　結語

　　隨著移動業(yè)務和移動互聯網的蓬勃發(fā)展，可以預見到，移動網絡將面臨日益增大的壓力，通過引入WiFi技術，作為移動網絡的有益補充，運營商能夠低成本、快速的解決流量激增帶來的問題。上海貝爾將協(xié)助運營商規(guī)劃如何從網絡、計費、終端等環(huán)節(jié)更好的將二者融合。

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