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Integración de Redes WLAN y Celulares Ismael Castell Antonio Godoy
Motivación <ul><li>Redes independientes </li></ul><ul><ul><li>Redes celulares:  </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cobertura a...
Índice <ul><li>Conceptos previos </li></ul><ul><ul><li>Arquitectura UMTS y WLAN </li></ul></ul><ul><ul><li>Gestión de la m...
Conceptos previos <ul><ul><li>SGSN: localización de las MS, y funciones de seguridad y control de acceso. Establece contex...
Conceptos previos <ul><li>Arquitectura WLAN </li></ul>
Conceptos previos <ul><li>Gestión de la movilidad </li></ul><ul><ul><li>Location: mecanismo localización de terminal “inac...
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Loose Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes a través de internet </li></ul><ul><li>Usa Mobile IP para la...
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Loose Coupling <ul><li>Aplicar MIP como si cada red fuera una subred distinta </li></ul><ul><li>Varias propuestas. Ejemplo...
Loose Coupling <ul><li>Características: </li></ul><ul><ul><li>Muy sencillo </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo de handover m...
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Tight Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes situado en el CN UMTS. </li></ul><ul><ul><li>GGSN. </li></ul...
Tight Coupling <ul><li>Mayor complejidad técnica. </li></ul><ul><ul><li>Requiere modificaciones en el CN. </li></ul></ul><...
Tight Coupling <ul><li>Internetworking point at GGSN. </li></ul><ul><ul><li>La opción menos compleja. </li></ul></ul><ul><...
Tight Coupling WLAN Internetworking at SGSN WLAN Internetworking at GGSN
Tight Coupling <ul><li>Un ejemplo: </li></ul><ul><ul><li>“ VGSN: a gateway approach to interconnect UMTS/WLAN networks.” <...
Tight Coupling <ul><li>El Virtual GPRS Support Node (VGSN). </li></ul><ul><ul><li>Es un ente virtual. </li></ul></ul><ul><...
Tight Coupling Usuario de WLAN utiliza UMTS.
Tight Coupling Usuario de UMTS utiliza WLAN.
Tight Coupling Roaming de UMTS a WLAN.
Tight Coupling <ul><li>Caracterísitcas de Tight Coupling: </li></ul><ul><ul><li>Punto de interconexión en el CN UMTS. </li...
Very Tight Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes situado en la AN UMTS. </li></ul><ul><ul><li>RNC. </li>...
Very Tight Coupling WLAN Internetworking at RNC
Very Tight Coupling <ul><li>La solución de mayor complejidad técnica. </li></ul><ul><ul><li>Requiere modificaciones en el ...
Comparativa <ul><li>Loose Coupling: </li></ul><ul><ul><li>La solución dominante. </li></ul></ul><ul><ul><li>Menor coste. <...
Comparativa <ul><li>Tight y Very Tight Coupling: </li></ul><ul><ul><li>Permiten soft handover. </li></ul></ul><ul><ul><li>...
Comparativa
Referencias <ul><li>http://www.3gpp.org/ftp/specs/html-info/22934.htm </li></ul><ul><li>http://cgi.di.uoa.gr/~passas/HO_mg...
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IntegracióN De Redes Wlan Y Celulares V4

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    1. 1. Integración de Redes WLAN y Celulares Ismael Castell Antonio Godoy
    2. 2. Motivación <ul><li>Redes independientes </li></ul><ul><ul><li>Redes celulares: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cobertura a grandes áreas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ancho de banda muy limitado </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Redes WLAN: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cobertura muy limitada </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ancho de banda aceptable </li></ul></ul></ul><ul><li>Mejor redes complementarias </li></ul>
    3. 3. Índice <ul><li>Conceptos previos </li></ul><ul><ul><li>Arquitectura UMTS y WLAN </li></ul></ul><ul><ul><li>Gestión de la movilidad </li></ul></ul><ul><li>Propuestas del 3GPP/ETSI </li></ul><ul><ul><li>Escenarios en la integración de redes </li></ul></ul><ul><ul><li>Soluciones para la gestión del handover </li></ul></ul><ul><li>Comparativa </li></ul>
    4. 4. Conceptos previos <ul><ul><li>SGSN: localización de las MS, y funciones de seguridad y control de acceso. Establece contextos PDP (Packet Data Protocol) activos usados para encaminamiento con el GGSN. Almacena información de subscripciones y datos de ubicación de los abonados registrados en el SGSN. </li></ul></ul><ul><ul><li>GGSN: proporciona interconexión con redes externas con conmutación de paquetes. Almacena información de subscripciones y datos de encaminamiento (e.g. la dirección del SGSN donde esta registrado) para establecer un túnel de tráfico de datos con los que tengan PDP abierto. </li></ul></ul><ul><ul><li>El SGSN y el GGSN contienen funcionalidad de encaminamiento IP y pueden estar interconectados por routers IP. </li></ul></ul><ul><li>Arquitectura UMTS </li></ul>
    5. 5. Conceptos previos <ul><li>Arquitectura WLAN </li></ul>
    6. 6. Conceptos previos <ul><li>Gestión de la movilidad </li></ul><ul><ul><li>Location: mecanismo localización de terminal “inactivo”. </li></ul></ul><ul><ul><li>Handover: mecanismo para la movilidad de terminal “activo” sin perder la conexión. </li></ul></ul>
    7. 7. Conceptos previos <ul><li>Handover </li></ul><ul><ul><li>3 fases: iniciación, decisión, ejecución </li></ul></ul><ul><ul><li>2 tipos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Horizontal: cambio en la misma red (Nodo B a Nodo B o AP a AP) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vertical: cambio entre subredes distintas (Nodo B a AP o AP a Nodo B) </li></ul></ul></ul>
    8. 8. Conceptos previos <ul><li>Handover </li></ul><ul><ul><li>Clasificación según número de conexiones activas: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hard Handover: 1 única conexión </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Soft Handover: varias conexiones con distintos AP </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Softer Handover: varias conexiones con el mismo AP (sólo UMTS) </li></ul></ul></ul>
    9. 9. Conceptos previos <ul><li>Handover </li></ul><ul><ul><li>Control de la fase de decisión: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Network Controlled </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mobile Assisted </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mobile Controlled </li></ul></ul></ul>
    10. 10. Propuestas del 3GPP/ETSI <ul><li>6 Escenarios posibles según el 3GPP </li></ul><ul><ul><li>Common Billing and Customer Care </li></ul></ul><ul><ul><li>3GPP system based Access Control and Charging </li></ul></ul><ul><ul><li>Access to 3GPP system PS based services </li></ul></ul><ul><ul><li>Service Continuity </li></ul></ul><ul><ul><li>Seamless services </li></ul></ul><ul><ul><li>Access to 3GPP CS Services </li></ul></ul>
    11. 11. Propuestas del 3GPP/ETSI <ul><li>Soluciones para la gestión del handover según el ETSI: </li></ul><ul><ul><li>Loose Coupling </li></ul></ul><ul><ul><li>Tight Coupling </li></ul></ul><ul><ul><li>Very Tight Coupling </li></ul></ul>
    12. 12. Loose Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes a través de internet </li></ul><ul><li>Usa Mobile IP para la gestión de la movilidad </li></ul>
    13. 13. Loose Coupling <ul><li>Mobile IP : </li></ul><ul><ul><li>Entidades de red HA y FA </li></ul></ul><ul><ul><li>Uso de direcciones COA a través de tunneling </li></ul></ul><ul><ul><li>Pérdida de paquetes en el cambio de red </li></ul></ul>
    14. 14. Loose Coupling <ul><li>Aplicar MIP como si cada red fuera una subred distinta </li></ul><ul><li>Varias propuestas. Ejemplo: </li></ul><ul><ul><li>Dotar al GGSN de funcionalidad HA </li></ul></ul><ul><ul><li>Dotar al SGSN de funcionalidad FA </li></ul></ul>
    15. 15. Loose Coupling <ul><li>Características: </li></ul><ul><ul><li>Muy sencillo </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo de handover muy alto al usar internet como interconexión </li></ul></ul><ul><ul><li>Independencia de las 2 redes </li></ul></ul><ul><li>Es el preferido por los WISPs </li></ul>
    16. 16. Loose Coupling <ul><li>3 formas de abordar el problema de loose coupling: </li></ul><ul><ul><li>Acelerar los procedimientos de MIP </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Manteniendo información de movilidad en varios puntos de la red </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Algoritmos avanzados para la fase de decisión del handover </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Teniendo en cuenta parámetros externos a la red como tipo de servicio, coste, preferencias del usuario… </li></ul></ul></ul>
    17. 17. Loose Coupling <ul><ul><li>Usar arquitecturas basadas en políticas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Uso de muchos parámetros (como en la solución anterior) a través de nuevas unidades funcionales capaces de interactuar entre sí </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Framework estándar del IETF </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Multitud de soluciones propietarias </li></ul></ul></ul>
    18. 18. Tight Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes situado en el CN UMTS. </li></ul><ul><ul><li>GGSN. </li></ul></ul><ul><ul><li>SGSN. </li></ul></ul><ul><li>Usa protocolos de UMTS para la gestión de la movilidad. También puede usar MIP. </li></ul>
    19. 19. Tight Coupling <ul><li>Mayor complejidad técnica. </li></ul><ul><ul><li>Requiere modificaciones en el CN. </li></ul></ul><ul><ul><li>Terminales duales complejos. </li></ul></ul><ul><li>Soft handovers. </li></ul><ul><ul><li>Sólo si está basada en los protocolos de UMTS. </li></ul></ul>
    20. 20. Tight Coupling <ul><li>Internetworking point at GGSN. </li></ul><ul><ul><li>La opción menos compleja. </li></ul></ul><ul><ul><li>Punto de interconexión más arriba en la arquitectura UMTS. </li></ul></ul><ul><li>Internetworking point at SGSN. </li></ul><ul><ul><li>Realiza mejores handovers. </li></ul></ul><ul><ul><li>Punto de interconexión más abajo en la arquitectura UMTS. </li></ul></ul>
    21. 21. Tight Coupling WLAN Internetworking at SGSN WLAN Internetworking at GGSN
    22. 22. Tight Coupling <ul><li>Un ejemplo: </li></ul><ul><ul><li>“ VGSN: a gateway approach to interconnect UMTS/WLAN networks.” </li></ul></ul><ul><ul><li>Autores: Shiao-Li Tsao & Chia-Ching Lin. </li></ul></ul><ul><ul><li>Internetworking at GGSN. </li></ul></ul><ul><ul><li>Seamless Services (Escenario 5 3GPP) </li></ul></ul><ul><ul><li>No usa MIP </li></ul></ul><ul><ul><li>¡Redes con operadores independientes! </li></ul></ul>
    23. 23. Tight Coupling <ul><li>El Virtual GPRS Support Node (VGSN). </li></ul><ul><ul><li>Es un ente virtual. </li></ul></ul><ul><ul><li>La WLAN lo percibe como un Gateway </li></ul></ul><ul><ul><li>UMTS lo percibe como GGSN/SGSN </li></ul></ul><ul><ul><li>Puede implementarse en la WLAN o en UMTS. </li></ul></ul>
    24. 24. Tight Coupling Usuario de WLAN utiliza UMTS.
    25. 25. Tight Coupling Usuario de UMTS utiliza WLAN.
    26. 26. Tight Coupling Roaming de UMTS a WLAN.
    27. 27. Tight Coupling <ul><li>Caracterísitcas de Tight Coupling: </li></ul><ul><ul><li>Punto de interconexión en el CN UMTS. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pueden realizar soft handover. </li></ul></ul><ul><ul><li>Escenarios 4 y 5 de 3GPP. </li></ul></ul><ul><ul><li>Implementación más compleja que loose coupling. </li></ul></ul><ul><ul><li>Preferidas por operadores de redes celulares. </li></ul></ul>
    28. 28. Very Tight Coupling <ul><li>Punto de interconexión entre las redes situado en la AN UMTS. </li></ul><ul><ul><li>RNC. </li></ul></ul><ul><li>Usa protocolos de UMTS para la gestión de la movilidad. También puede usar MIP. </li></ul>
    29. 29. Very Tight Coupling WLAN Internetworking at RNC
    30. 30. Very Tight Coupling <ul><li>La solución de mayor complejidad técnica. </li></ul><ul><ul><li>Requiere modificaciones en el AN. </li></ul></ul><ul><ul><li>Terminales duales complejos. </li></ul></ul><ul><li>Soft handovers. </li></ul><ul><ul><li>Sólo si está basada en los protocolos de UMTS. </li></ul></ul>
    31. 31. Comparativa <ul><li>Loose Coupling: </li></ul><ul><ul><li>La solución dominante. </li></ul></ul><ul><ul><li>Menor coste. </li></ul></ul><ul><ul><li>Escenario 4 de 3GPP (Service continuity). </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliza MIP. </li></ul></ul><ul><ul><li>Preferido por los WISPs. </li></ul></ul>
    32. 32. Comparativa <ul><li>Tight y Very Tight Coupling: </li></ul><ul><ul><li>Permiten soft handover. </li></ul></ul><ul><ul><li>Mayor coste conforme el internetworking point desciende en la arquitectura UMTS. </li></ul></ul><ul><ul><li>Escenario 5 de 3GPP (Seamless Services). </li></ul></ul><ul><ul><li>Pueden utilizar MIP. </li></ul></ul><ul><ul><li>Preferido por los Operadores celulares. </li></ul></ul>
    33. 33. Comparativa
    34. 34. Referencias <ul><li>http://www.3gpp.org/ftp/specs/html-info/22934.htm </li></ul><ul><li>http://cgi.di.uoa.gr/~passas/HO_mgnt_architectures_in_WLAN_Cellular_revised.pdf </li></ul><ul><li>http://coblitz.codeen.org:3125/citeseer.ist.psu.edu/cache/papers/cs/26843/http:zSzzSzwww.ctr.kcl.ac.ukzSzPrivatezSzMischazSzPIMRC2002zSzsupportzSz..zSzpaperszSzcr1002.pdf/the-mobile-ip-handoff.pdf </li></ul><ul><li>VGSN : A GATEWAY APPROACH TO INTERCONNECT UMTS/WLAN NETWORKS, por Shiao-Li Tsao y Chia-Ching Lin </li></ul><ul><li>Visión Arquitectural de la Tercera Generación de Móviles UMTS.  por Javier Huélamo Platas. </li></ul>
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