Авторизація

Wi-Fi: погляд в найближче майбутнє

Експерт журналу Wireless Ukraine

Ряд ринкових змін вказує на те, що традиційна мобільна галузь стоїть на порозі фундаментальних змін, пов'язаних насамперед зі стрімким зростанням кількості пристроїв з підтримкою технології Wi-Fi. Відбуваються на сьогодні трансформації надають мережевим операторам можливості крім традиційного бізнесу Інтернет-провайдингу розвивати ряд нових бізнес-моделей доступу в інтересах інших типів бездротових мереж і постачальників послуг Wi-Fi. Широка різноманітність і стрімкий розвиток бізнес-моделей Wi-Fi забезпечується шляхом правильного сегментування на ринку телекомунікаційних сервісів. Але з точки зору координації спільних завдань бізнесу оператори Wi-Fi стикаються з цілою низкою технологічних і маркетингових особливостей, так чи інакше впливають на розвиток сегменту бездротового широкосмугового доступу.
В статті використовується термін Хот-спот (від англ. hot spot — «гаряча пляма», у вільному перекладі «жваве місце») — приміщення офісу, кафе, кампусу, станція метро, де за допомогою портативного пристрою (ноутбука або КПК), що працює по бездротовому протоколу радіодоступу Wi-Fi, можна дістати доступ до інтернету (рідше — до корпоративного інтранету). Так, багато кафе роблять безкоштовні хотспоти для залучення відвідувачів і як додатковий сервіс. У багатьох випадках в хотспотах надається комерційна послуга інтернет-доступу (з оплатою за часом або спожитого обсягу передачі даних).

1. ОСОБЛИВОСТІ СУЧАСНОГО РОЗВИТКУ Wi-Fi

Багато аналітиків як і раніше серйозно оцінюють наміри Wi-Fi Alliance скласти реальну конкуренцію рішенням WiMAX і LTE в секторі мобільної передачі даних для великих міст. І для такого оптимізму поки є всі підстави, враховуючи високі витрати на розгортання мобільних мереж 4-го покоління (4G), в той час як Wi-Fi залишається порівняно дешевою і високопродуктивною технологією бездротового доступу, що має найширший асортимент термінальних пристроїв і значну доступність обслуговування .

1.1 Технологічні особливості розвитку Wi-Fi

У найближчі кілька років можна очікувати подальшого розвитку лінійки Wi-Fi рішень, причому за всіма основними маркетинговим напрямками.

1) Освоєння частотного діапазону 60 ГГц. Wireless Gigabit Alliance (WiGig Alliance) активно працює над освоєнням технологією Wi-Fi діапазону 60 ГГц з піковими швидкостями передачі до 7 Гбіт/с для сценаріїв пікосотового покриття. Подібне збільшення продуктивності Wi-Fi є серйозним кроком вперед навіть порівняно з високошвидкісними рішеннями IEEE 802.11n (до 300 Мбіт / с), що припускають одночасне використання двох або трьох користувацьких потоків і об'єднання двох робочих радіоканалів по 20 МГц. Обмежуючим фактором даного рішення є короткий радіус дії, а також необхідність одночасної підтримки базових частотних діапазонів Wi-Fi - 2,4 ГГц і 5 ГГц. Зате перспективи розвитку «хмарних» сервісів і ОТТ-послуг на базі високошвидкісного бездротового доступу Wi-Fi 60 ГГц здаються цілком реалістичними.

2) Розвиток рішень Wi-Fi Direct, що дозволяють забезпечити зі стандартними швидкостями Wi-Fi прямі з'єднання між самими різними клієнтськими пристроями (комунікатори, смартфони, принтери, цифрові фото/відео камери та ін), минаючи традиційні точки доступу і бездротові маршрутизатори.

За прикладом технології Bluetooth Wi-Fi Alliance, як розробник рішень Wi-Fi Direct, підтримує ряд специфікацій, зокрема, для забезпечення інформаційного захисту - Wi-Fi Protected Access 2 (WPA2).

3) Підтримка поліпшених рішень VoIP з новим набором WFA-протоколів з метою подальшого розвитку конкурентоспроможних альтернативних голосових послуг.

4) Розвиток сотових (mesh) Wi-Fi мереж на базі порівняно дешевих модулів, кожен з яких по радіоканалу з'єднаний з усіма сусідами в зоні радіовидимості. Важливою перевагою сотових Wi-Fi мереж також є самоорганізація мережевих модулів і здатність відновлюватися при виході з ладу деяких вузлів. Впровадження специфікації IEEE 802.11s дозволить створювати більш прості й недорогі мережі Wi-Fi з підтримкою альтернативних маршрутів і підвищеною надійністю.

5) Подальше удосконалення радіоінтерфейсу Wi-Fi. Передбачувані в рамках специфікації IEEE 802.11n поліпшення параметрів радіозв'язку доповнюються підвищенням надійності чіпсетів, застосуванням технології паритетного кодування для усунення помилок, поліпшенням прийому в точках доступу за рахунок оптимізації формування діаграм спрямованості прийомних антен.

6) Удосконалення клієнтського досвіду Wi-Fi за рахунок оптимізації взаємодії з точками доступу. Розвиток специфікації IEEE 802.11v націлене на підтримку механізмів управління параметрами радіомережі Wi-Fi в аспекті зменшення енергоспоживання. У свою чергу впровадження протоколу 802.11k для поліпшення управління радіоресурсами дозволить в мережах Wi-Fi ідентифікувати слабкі сигнали або зони невпевненого прийому і, відповідно, оптимізувати бездротове обслуговування.


Таблиця 1. Напрями подальшого розвитку технології Wi-Fi

У той же час, поряд зі зростаючою популярністю Wi-Fi хот-спотів залишається невирішеним цілий ряд проблем, пов'язаних з недостатньою зручністю і простотою користування цією бездротовою технологією.

1) Проблема процедури авторизації (введення логіна). Під час процедури доступу до хот-споту користувач мережі Wi-Fi через браузер вводить інформацію авторизації, яка в деяких випадках може бути заблокована. Так, запуск абонентом Wi-Fi на своєму терміналі певної програми (наприклад, електронної пошти) безпосередньо перед процедурою авторизації призведе до того, що e-mail буде заблокований внутрішнім протоколом безпеки через неавторізованності користувача. У той же час на абонентському терміналі Wi-Fi буде висвітлюватися статус встановленого з'єднання.

2) Проблема доступу з обмеженням за часом може виникнути у випадках обслуговування з обмеженням за часом, наприклад, при користуванні карткою Wi-Fi тимчасового сервісу в публічних місцях, наприклад, в готелі. Після закінчення встановленого часу сервісу з'єднання з Wi-Fi хот-спотом буде втрачено, хоча користувальницький інтерфейс буде вказувати, що термінал і раніше знаходиться на зв'язку.

3) Проблема вибору Wi-Fi хот-спота. У багатьох конкретних випадках обслуговування користувальницький термінал знаходиться в зоні одночасного радіопокриття декількох Wi-Fi мереж. Абонентський пристрій розпізнає доступний сервісний ідентифікатор Wi-Fi (SSID) і встановлює з'єднання з цією мережею. Але у випадку нерозпізнання SSID користувачеві доведеться здійснити всю процедуру доступу в Інтернет, тобто вручну вибрати SSID, ввести в браузері новий URL і підтвердити інформацію авторизації. Крім того, що це може дратувати користувача, це сама по собі досить громіздка процедура виснажує батарею термінального пристрою і може призвести до випадкових помилок. У деяких випадках витрати часу можуть виявитися критичними, наприклад, при передачі голосових викликів.

4) Проблема підтримки роботи хот-спотів роумінговими партнерами. У ситуації, коли абонент Wi-Fi авторизується в хот-споті, керований роумінговим партнером домашнього сервіс-провайдера, ідентифікатор SSID буде новим для терміналу, що в свою чергу зажадає процедури ручного введення логіна. В результаті це може призвести до додаткових витрат на роумінг для непривілейованих Wi-Fi хот-спотів, погіршення обслуговування і незручностей абонента.

З метою подолання зазначених проблем Wi-Fi Alliance запропонував специфікацію Wireless Internet Service Provider roaming (WISPr) 1.0, в рамках якої була зроблена перша спроба реалізації процедури автоматичного введення логіна і аутентифікації при доступі в Wi-Fi хот-споти. Слід зазначити, що специфікація WISPr 1.0 виявилася обмеженою в аспектах міжмережевої взаємодії, тому подальші дослідження в цьому напрямку будуть продовжені.

Не меншою важливістю відрізняється і сучасна проблематика підтримки необхідного рівня інформаційного захисту в хот-спотах Wi-Fi.

1.2 Проблеми безпеки у Wi-Fi

Більшість існуючих загроз інформаційної безпеки в сучасних хот-спотах обумовлені відкритістю і загальнодоступністю сервісів Wi-Fi, через що абоненти можуть стати жертвами наступних атак.

  • Атака двійника-зловмисника (Evil twin attack), при якій зловмисник використовує фальшиву точку доступу мережі Wi-Fi, і її ідентифікатор SSID має такий же формат, що і у справжньої точки доступу певного провайдера.
  • Перехоплення сеансу зв'язку (Session hijacking), при якому зловмисник імітує роботу реальної Wi-Fi точки доступу і перехоплює приєднаного до неї користувача на себе, тим самим перериваючи обслуговування.
  • Ідентифікація сесії (Session side-jacking) - процес аналізу ідентифікаційних файлів що знаходяться поблизу користувачів Wi-Fi хот-спота і збереження їх для пізнішого використання. Ідентифікаційні файли можуть бути заново використані для доступу до раніше встановленому з'єднанню жертви з Інтернетом і будь-яких дій, дозволених хот-спотом, що може включати в себе зміну пароля, відправку електронних повідомлень і завантаження файлів.
  • Радіоперехоплення (Eavesdropping). Незашифровані комунікації Wi-Fi можуть бути перехоплені зловмисником; нападу зазвичай піддається особиста інформація - паролі, номери кредитних карток, особиста скринька електронної пошти і т.д.

В якості ефективного механізму забезпечення інформаційної безпеки в сучасних рішеннях Wi-Fi використовуються рішення специфікації IEEE 802.11i і механізми встановлення автентичності ЕАР; обидва рішення мають сертифікати Wi-Fi Alliance's Wi-Fi Protected Access 2 (WPA2)-Enterprise certification. Технологія WPA2 заснована на стандарті IEEE 802.11i і являє собою 128-бітове AES-шифрування з перевіркою достовірності на основі попередніх ключів (PSK) або стандарту 802.1х RADIUS, що добре підходить для реалізації функцій управління авторизацією, аутентифікацією і адміністрування (AAA) (рис .1).

wi-fi future

Очевидно, що у разі застосування механізму WPA2-Enterprise в загальнодоступних Wi-Fi хот-спотів проблема забезпечення інформаційної безпеки могла б бути істотно пом'якшена. Однак, бар'єром на шляху застосування WPA2-Enterprise в Wi-Fi хот-спотів є те, що порт точки доступу повністю блокує з'єднання до завершення процедури абонентської авторизації. Це означає, що користувач буде заблокований при здійсненні виклику будь вебсторінки з підтвердженням авторизації; точно так само він буде заблокований при виклику веб-сторінки довідки. Крім того, програма управління з'єднанням (або абонент) не мають ніякої альтернативи при виборі методу авторизації, що забирає значний час і виснажує батарею термінального пристрою [1].

Таким чином, для того, щоб повною мірою скористатися сервісними можливостями сучасного Wi-Fi хот-спота, потрібно зручний в роботі механізм користувальницької авторизації. Вибір Wi-Fi-мережі термінальним пристроєм і авторизація повинні виконуватися автономно без необхідності втручання користувача. У стільникових мережах стандарту GSM ця проблема вирішується використанням модуля абонентської ідентифікації (SIM) і процедур встановлення автентичності EAP-SIM. Практично всі бездротові мережі мають справу з широким розмаїттям термінальних пристроїв, як використовують SIM-карти (наприклад, смартфони), так і обходяться без них (наприклад, планшетні комп'ютери, ноутбуки та нетбуки). Саме з цієї причини Wi-Fi хот-споти нового покоління повинні підтримувати і альтернативні EAP-SIM механізми авторизації, наприклад, протокол Х.509.

1.3 Проблема забезпечення нейтральності хот-спотів Wi-Fi

У переважній більшості випадків хот-спот Wi-Fi є просто бездротовим з'єднанням з локальними мережами (LAN) і використовується переважно для з'єднання з маршрутизатором фіксованою широкосмугової мережі або забезпечує безпосередньо доступ до Інтернету. Меншу частку становлять сценарії домашніх додатків на базі Wi-Fi (роздача ТБ, віддалений принтер і т.д.). У міру розвитку свого бізнесу більшість бездротових операторів налаштоване на те, щоб мати більший контроль над Wi-Fi ланками, в ідеалі це означає повну каналізацію сполук мобільних даних через власні транспортні мережі для вирішення ряду завдань (білінг, підтримка якості сервісів). У той же час «неконтрольовані» (тобто керовані особисто користувачем) з'єднання Wi-Fi часто бачаться операторам небажаними, оскільки являють собою альтернативні варіанти доступу, що ведуть до зниження собівартості послуг і полегшення доступу користувачам до небажаних для оператора додаткам (наприклад, до конкуруючого VoIP). Таким чином, все виразніше проявляється тенденція до нейтральності Wi-Fi хот-спотів, що означає можливість для кінцевого користувача, терміналу або програми самому вибрати зручне Wi-Fi з'єднання.

Подібна опція вибору між можливими багаторазовими з'єднаннями всередині Wi-Fi хот-спота грунтується на обробці ряду параметрів. Безумовно, нові специфікації Wi-Fi надають операторам більше можливостей для контролю з'єднань, наприклад, специфікація 802.11U забезпечує доступ до хот-споту без застосування ідентифікатора SSID. З іншого боку нейтральність Wi-Fi може служити аналогією міжнародного роумінгу в стільникових мережах, коли абонент навряд чи захоче на своєму терміналі самостійно і вручну вибирати гостьову мережу з невідомими роумінговими тарифами.

Слід пам'ятати, що роумінг передачі даних майже завжди закритий і керуються оператором, і досить часто послуги Wi-Fi можуть виявитися дорожче здійснюваного роумінгу. У цьому і полягає одна з серйозних проблем подальшого розвитку мереж W-Fi. Бездротові оператори і провайдери крім забезпечення «безшовного» розвантаження в різних хот-спотах повинні не порушувати нейтралітет мереж Wi-Fi. У свою чергу розробники повинні активізувати просування новинок, які суміщають в собі ефективні механізми як підтримки нейтралітету Wi-Fi, так і ефективного контролю за користувацькими з'єднаннями.

Критичним чинником забезпечення нейтральності Wi-Fi хот-спотів виступає програмне забезпечення, що керує вибором з'єднання. Для мобільного широкосмугового зв'язку це означає необхідність розробки менеджера з зв'язку для підтримки додатків, оскільки досить швидко розвиваються сервісні програми, типу М2М, будуть вельми потребувати таких рішеннь. На сьогодні Open Mobile Alliance разом з групою учасників (Intel, Orange, Huawei, HP & Deutsche Telekom) працює над спеціалізованим програмним забезпеченням (Open Connection Manager programme) і пов'язаними з ним сервісними інтерфейсами.


Таблиця 2. Можливості Wi-Fi

Таким чином, за останні роки технологія Wi-Fi зазнала ряд поліпшень, що дозволило створювати досить недороге обладнання, яке за рахунок високої швидкості передачі (до 600 Мбіт / с) і доступного широкого спектру (до 500 МГц) є цілком конкурентоспроможним на тлі стільникових мереж 2G/3G (Табл.2).

2. ОПТИМІЗАЦІЯ ВЗАЄМОДІЇ WI-FI З зовнішніми мережами

2.1 Рішення з розвантаження трафіку через хот-споти Wi-Fi

Сучасні тенденції розвитку сектора мобільної передачі даних (ПД) такі, що незалежно від того, скільки мобільні оператори інвестують у свої мережі, все одно в найближчому майбутньому вони зіткнуться з серйозною проблемою обмеження сумарної пропускної спроможності. Так, за прогнозами Cisco мобільний відеотрафік подвоїться за період з 2010 по 2015 р. і складе до 2/3 загального мобільного трафіку даних [2]. Середня швидкість передачі мобільних даних збільшиться в 10 разів: з 215 кбіт/с (2011 р.) до 2,2 Мбіт/с (до 2015 р.). До 2015 р. щорічний обсяг мобільного трафіку досягне 75 ескбі-байт, тобто в 75 разів більше, ніж весь IP трафік у 2000 р. або 19 млрд. DVD або 536 квадрильйонів текстових повідомлень SMS (рис.2).


Рис. 2 Прогнозований ріст мереж Wi-Fi

Подібне вражаюче зростання трафіку мобільної передачі даних буде стимулюватися все зростаючим використанням смартфонів, а також збільшенням числа планшетних комп'ютерів, що мають вихід в бездротові мережі. Ці два типи термінальних пристроїв і будуть основними виробниками інформаційного навантаження. А враховуючи той факт, що основна частка високошвидкісної мобільної передачі даних припадає на термінали з підтримкою функції Wi-Fi, розвантаження основного трафіку передачі даних на Wi-Fi-мережі може стати виходом для стільникових операторів.

Вибір конкретного рішення для розвантаження трафіку передачі даних на основі мереж Wi-Fi в чому залежить від рівня інтеграції з стільниковими мережами і ступенем забезпечення нейтральності хот-спотів. За допомогою застосовуваного мережевого моста забезпечується процедура безшовної естафетної передачі між мережею і хот-спотом Wi-Fi. У сценаріях розвантаження мережі Wi-Fi розглядаються в якості альтернативних мереж доступу до послуг для вирішення завдань як розвантаження трафіку, так і поліпшення внутрішньо кімнатного радіопокриття. При цьому необхідно уникати перевантаження вузлів транспортної мережі стільникового зв'язку (SGSN/GGSN), а також забезпечувати додаткові механізми інформаційного захисту.

Типове рішення для розвантаження трафіку мобільної ПД через хот-споти Wi-Fi включає в себе програмне забезпечення мобільного клієнта з підтримкою функцій безпеки та управління радіоінтерфейсом, ААА-сервер (авторизації, аутентифікації та обліку), на який покладено функції авторизації і аутеніфікаціі, а також Шлюз обміну сесіями пакетних даних (SSX), що забезпечує безпечну термінацію тунелювання трафіку, управління IP сесіями і маршрутизацією (рис.3).


Рис.3. Приклад реалізації розвантаження трафіку ПД через хот-спот Wi-Fi

Ключові особливості вирішення для розвантаження трафіку через мережі Wi-Fi:

  • користувач отримує доступ до хот-споту допомогою найкращого радіоз'єднання;
  • задіюється дорога інфраструктура стільникового мобільного ПД;
  • абоненти отримують доступ до додатків і контент-послуг за допомогою дешевої мережі Wi-Fi;
  • застосовуються ефективні механізми авторизації і шифрування з'єднань.


Серед наявних базових моделей реалізації розвантаження через Wi-Fi найбільш затребуваною є модель управління перенесенням навантаження з мережі стільникового зв'язку в мережу Wi-Fi на основі IP-шлюзу, що дозволяє в повній мірі забезпечити нейтральність хот-спотів. Важливо відзначити, що авторизація в операторській Wi-Fi-мережі виконується відразу ж після її виявлення користувальницьким терміналом. Після чого всі дані транспортуються по Wi-Fi-мережі через IР-шлюз, при цьому оператор має можливість контролювати мережеве підключення абонента. У свою чергу неавторизований користувач, що знаходиться в зоні Wi-Fi, не зможе отримати доступ до абонентського контенту від мобільного оператора.

При цьому основною технологічною проблемою розвантаження трафіку ПД через мережі Wi-Fi є необхідність підтримки якості сервісу (QoS), особливо для послуг голосу і відео. У разі, коли заголовки пакету індикації якості стають непрозорими (наприклад, через те, що пакети транспортуються в тунелі IPsec), то підтримка необхідної якості сервісу може не забезпечуватися. Так в мережах доцільно уникати використання тунелю IPsec між мобільним пристроєм і шлюзом оператора з причини неминучості примусу подвійного шифрування (IPsec і безпеку мережевого рівня Wi-Fi) з негативним впливом на термін служби акумулятора.

Використовуючи рішення з розвантаження трафіку мобільної ПД через хот-споти Wi-Fi, мобільні оператори отримують реальну можливість вирішити проблему браку пропускної спроможності і велику завантаженість своїх мереж, уникнувши при цьому значних витрат. На пізніших етапах, коли вимоги до інтерфейсу інфраструктури стільникових мереж і термінальних пристроїв стануть більш зрозумілі, можуть бути впроваджені такі функції, як безшовний роумінг в обох напрямках між мережами Wi-Fi і 2G/3G/4G.

2.2 Розвиток специфікації IEEE 802.11u

За період 2010 -2011 рр.. Дослідницька група IEEE внесла низку поправок в специфікацію IEEE 802.11 і «Взаємодія з зовнішніми мережами», метою яких було забезпечення взаємодії хот-спотів Wi-Fi з стільниковими мережами. Серед цих поправок [3]:

1) Забезпечення відкритості мереж і права конкурентного вибору:

забезпечення відкритості мереж бездротового через повідомлення про типи доступу (приватна мережа, вільна загальнодоступна мережа, загальнодоступна платна мережа), а також створення міжмережевого роумінгового консорціуму;
реалізація сервісу загального сповіщення (GAS - Generic Advertising Service), що забезпечує транспортування на рівні 2 трафіку сповіщення між мобільним терміналом і сервером в мережі до процедури аутентифікації;
підтримка протоколу черговості доступу (ANQP - Provides Access Network Query Protocol), що є протоколом запиту і відповіді для забезпечення термінального пристрою необхідної службової інформації (доменне ім'я оператора хот-спота, список доступних роумінг-партнерів, тип доступних IP-адрес - IPv4 IPv6 та інших даних для вибору мережі).

2) Розподіл відображення показників якості (QoS) радіопослуга між різними типами термінальних пристроїв.

Інноваційна стратегія т.зв. хот-спотів наступного покоління, заснована на специфікації IEEE 802.11u, механізмах WPA2-Enterprise, ЕАР і MSAP, дозволяє операторам оптимізувати свої мережі, розвантажуючи потік даних до Wi-Fi. Це також допомагає гарантувати шлях реалізації безшовних процедур авторизації і роумінгу. Стратегія передбачає безболісну зміну мережі Wi-Fi, якій не довіряє користувач, на заслуговуючу клієнтську довірену мережу. Розширення специфікації IEEE 802.11 і може мати серйозний вплив на користувальницький досвід інстальовання мереж Wi-Fi за рахунок інноваційних інструментів - Концепції Hotspot 2.0 і нових механізмів міжмережевої взаємодії.

3. РЕАЛІЗАЦІЯ КОНЦЕПЦІЇ HOTSPOT 2.0

Перед операторами Wi-Fi і раніше стоїть завдання підвищення пропускної здатності своїх мереж для підтримки ресурсоємних додатків і відеопослуг без зниження загальної продуктивності. Мета полягає в тому, щоб надати користувачам Wi-Fi той же рівень комфорту і функціональності, що і в мобільних мережах 3G/4G. Для вирішення цього завдання був створений Альянс Hotspot 2.0, до якого увійшли бездротові оператори, постачальники мережевого обладнання і виробники користувацьких пристроїв.

Hotpsot 2.0 (Next Generation Hotspot - NGH) - промислова ініціатива з розвитку міжмережевих процедур аутентифікації і естафетної передачі на базі специфікацій Wi-Fi. Іншими словами, це рішення з підтримки безшовної естафетної передачі між стільниковими мережами і хот-спотами Wi-Fi без необхідності в додатковій авторизації абонента. Розвиток рішень NGH покликане прискорити процес пошуку і вибору мережі Wi-Fi, забезпечити підтримку автоматичного входу мобільних пристроїв в мережу і захищеного доступу до партнерських мереж Wi-Fi [4].

Промислові організації та комітети з стандартизації, що працюють над ініціативою NGH, спеціалізуються за такими напрямами:

  • Wi-Fi Alliance (WFA) - міжмережна взаємодія;
  • Wireless Broadband Alliance (WBA) - організація польових випробувань;
  • Асоціація GSM (GSMA) - імплементація рішень Hotspot 2.0 в специфікації 3GPP.


WFA ініціатива насамперед зосереджується на сумісності пристроїв Wi-Fi і тестуванні, в той час як WBA концентрується на взаємодії між мережевими операторами і сервіс-провайдерами.

Важливо відзначити, що концепція Hotspot 2.0 є сертифікаційною програмою WFA, що включає технічну специфікацію, і в цьому сенсі вона не є спробою розробки нової технології, а швидше виступає об'єднанням фрагментованих частин існуючих рішень. Очевидно, що в основу цього рішення буде покладена специфікація IEEE 802.11u, на базі якої Wi-Fi клієнт може вивчити, які сервіс-провайдери або роумінгові партнери доступні через базову станцію стільникової мережі. Подібний рівень прозорості полегшує не тільки безшовну естафетну передачу, але й встановлення з'єднання. Крім специфікації IEEE 802.11u Hotspot 2.0 використовує відому Wi-Fi архітектуру 802.1Х/ЕАР (рис.4 і табл. 3).

Приклад реалізації концепції Hotspot 2.0
Рис. 4 Приклад реалізації концепції Hotspot 2.0


Таблиця 3. Порівняння реалізацій сучасного Wi-Fi хот-спота і Hotspot 2.0

На сьогоднішній день стандартизованих рішень NGN поки немає, але вже можна виділити два основні підходи до реалізації концепції Hotspot 2.0. Згідно першого підходу у відповідності з категоріями управління доступом відбираються окремі продукти різних постачальників. При такому підході важливо враховувати у факт високу затратність початковій інтеграції та експоненціальне зростання системної складності при збільшенні числа учасників. До того ж при інтеграції продуктів різних постачальників через необхідність підтримки взаємодії часто втрачається основна функціональність. При альтернативному підході оператор не повинен витрачати сили і час на інтеграцію, оскільки складові частини є стандартизованими, що дозволяє підтримувати повну функціональність.

Альтернативне рішення Hotspot 2.0 включає три типи вузлів для підтримки масштабованості і надійності, і їх рівень може бути збільшений шляхом додавання розвантажувальних трафік серверів (мал. 5):

  • Платформа управління сервісом (Service Management Platform).
  • Сервісний портал (Service Portal).
  • Контролер доступу (Access Controller).
Hotspot 2
Рис.5. Альтернативне рішення для Hotspot 2.0

У 2011 р. WBA, використовуючи діюче обладнання Wi-Fi, провела реальні тести функціональності Hotspot 2.0 на пряму авторизацію і роумінгові процедури через хаби третіх осіб і через візитні мережі мобільних операторів (рис.6).


Рис.6. Тестування NGH роумінгу в реальних умовах

Цілком можливо, що ініціатива NGH стане найуспішнішим проектом у бездротовому зв'язку, оскільки її наслідки будуть прямо зачіпати більшу частину абонентів мобільного широкосмугового доступу.

4. ЧОГО ЧЕКАТИ НАЙБЛИЖЧИМ ЧАСОМ УКРАЇНСЬКИМ ОПЕРАТОРАМ

Так 2011 рік став новим рекордним роком світових продажів пристроїв бездротового зв'язку, і хоча значна частина цього зростання припадає на зміну моделей мобільних телефонів, все-таки збільшення проникнення кількості девайсів з підтримкою Wi-Fi (смартфони, планшетні комп'ютери, ноутбуки і т.д.) не може не вражати. У цьому зв'язку правомірне питання: а чого очікувати українським операторам бездротового доступу від подібного інтенсивного розвитку сімейства технологій Wi-Fi? Не претендуючи на вичерпність даного списку, все ж виділимо основні тренди Wi-Fi бізнесу на 2012-2013 рр.., Які можуть бути цікаві вітчизняному ринку.

  • Гігабітний Wi-Fi. Очікується початок продажів готових рішень по специфікації IEEE 802.11ас, покликаних не тільки поліпшити показники пропускної здатності устаткування IEEE 802.11n до рівня Гбіт/с, а й забезпечити нові цікаві сервісні додатки типу відео-на-замовлення, он-лайн ігри і ТБ.
  • Wi-Fi для кабельних операторів. У 2012-2013 рр.. посилюватиметься тенденція заміни частини інфраструктури кабельних рішень на більш гнучкі та ефективні Wi-Fi радіоінтерфейси. Особливо це буде характерно для сегменту офісних інформаційних додатків і домашніх мереж.
  • Керовані за допомогою «хмарних» технологій мережі Wi-Fi. Забезпечення сталого управління географічно розподіленими мережами Wi-Fi залишається серйозною проблемою, однак поява на ринку «хмарних» технологій обіцяє в найближчі роки серйозно полегшити життя бездротовим операторам, в тому числі й українським. Публічні чи приватні «хмарні» рішення дозволять ефективно інтегрувати хот-споти Wi-Fi і забезпечити централізоване управління ними.
  • Wi-Fi в літаку. Значна кількість авіакомпаній ще у 2011 р. оголосили про випробування або фактичному розгортанні локальних Wi-Fi хот-спотів в салонах літаків з метою надання пасажирам послуг бездротового широкосмугового доступу в польоті. Можна очікувати, що проникнення цього рішення буде рости через зростання популярності авіатранспорту і збільшення кількості Wi-Fi абонентських терміналів.
  • Розподілений Wi-Fi. Останнім часом спостерігається тенденція розділення широкосмугового бездротового з'єднання і цифрового контенту мереж Wi-Fi. Крім реалізації концепції самоорганізованих (ad-hoc) мереж поділ Wi-Fi дозволить операторам впровадити нові бізнес-моделі, в яких самі абоненти мають можливість розподіляти свою пропускну здатність.
  • Wi-Fi на міському транспорті. 2011 засвідчив появу на ринку безлічі додатків Wi-Fi для громадського транспорту, реалізація яких не тільки істотно підвищує комфорт пасажирів, а й відкриває можливості для нових джерел операторських доходів.
  • Wi-Fi в торгівлі. За допомогою мереж Wi-Fi торговельні заклади отримають додаткові можливості отримання покупцями інформації про товари та послуги, про пропоновані знижки, а також - безкоштовний доступ до Інтернету та послуги мобільного комерції. Крім того, великі магазини зацікавлені в розвитку Wi-Fi з точки зору забезпечення зручних інтерфейсів для своїх цифрових терміналів, використання віддаленого доступу до баз даних і т.д.

Висновки
В осяжному майбутньому технологія Wi-Fi здатна буде скласти реальну конкуренцію стільникових мережах 3G/4G в сегменті високошвидкісної мобільної передачі даних. Очікуване в найближчі роки поява нових специфікацій Wi-Fi покликана вирішити ряд проблем, пов'язаних з недостатньою зручністю та простотою користування цією бездротовою технологією. У міру вирішення цих проблем конкурентоспроможність технології Wi-Fi буде істотно зростати. На шляху оптимізації взаємодії Wi-Fi з зовнішніми мережами передбачається реалізація Концепції Хот-спотів наступного покоління (Hotspot 2.0), метою якої є виведення на ринок інтегрованого високопродуктивного рішення бездротового широкосмугового доступу.

Список джерел
1. The State of Wi-Fi ® Security Wi-Fi CERTIFIED ™ WPA2TM Delivers Advanced Security to Homes, Enterprises and Mobile Devices. Wi-Fi Alliance. January 2012.
2. Cisco Visual Networking Index (VNI) Global Mobile Data Traffic Forecast, 2010 - 2015.
3. S.Armitage. Overview of IEEE 802.11u. Loughborough University, March 2012.
4. Friday B.Next Generation Hotspot Overview.CTO Cisco Wireless Networking Business Unit, 2011.


© 2010-2020   Андрій Перепелиця

На верх