WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


«ТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ № 1 (1), 2015 TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY УДК 004.773.6 Н.Л. Чедия, канд. техн. наук М.В. Чхартишвили, ...»

ТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ № 1 (1), 2015

TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY

УДК 004.773.6

Н.Л. Чедия, канд. техн. наук

М.В. Чхартишвили, академ. д-р инженер. наук

Батумский государственный университет Шота Руставели, г. Батуми, Грузия

ОТДЕЛЕНИЕ ДЛЯ РАЗГРУЗКИ СЕТИ ОПЕРАТОРСКОГО КЛАССА

НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ WI-FI

Н.Л. Чедія, канд. техн. наук М.В. Чхартішвілі, академ. д-р інженер. наук Батумський державний університет Шота Руставелі, м. Батумі, Грузія

ВІДДІЛЕННЯ ДЛЯ РОЗВАНТАЖЕННЯ МЕРЕЖІ ОПЕРАТОРСЬКОГО КЛАСУ

НА ОСНОВІ ТЕХНОЛОГІЇ WI-FI Nugzar Chediya, PhD in Technical Sciences Marina Chkhartishvili, academic doctor of engineering Batumi Shota Rustaveli State University, Batumi, Georgia

SOLUTION FOR NETWORK UNLOAD OF OPERATOR’S CATEGORY BASED

ON WI-FI TECHNOLOGY

Предложено решение для разгрузки сети операторского класса на основе технологии Wi-Fi с использованием Aruba networks. Приведена структурная схема развертывания сети операторского класса, а также схема разгрузки сети. Описаны компоненты технологии и обоснован выбор. Возможность получения в режиме реального времени информации о состоянии загруженности сети определяется как приоритет Aruba. Связь между инфраструктурой Wi-Fi и IP-шлюзами, которые взаимодействуют с мобильными элементами, обеспечивается с помощью туннелей GRE / IPsec. Предложенное решение разгрузки трафика позволяет операторам разрабатывать и осуществлять безопасную и экономически выгодную стратегию развертывания нагрузки.

Ключевые слова: разгрузка сети, операторский класс, Wi-Fi, IP-шлюз, туннель, скорость передачи, пропускная способность, беспроводные сети.

Запропоновано рішення щодо розвантаження мережі операторського класу на основі технології Wi-Fi з використанням Aruba networks. Наведено структурну схему розгортання мережі операторського класу, а також схему розвантаження мережі. Описано компоненти технології й обґрунтовано вибір. Можливість отримання в режимі реального часу інформації про стан завантаженості мережі визначається як пріоритет Aruba. Зв’язок між інфраструктурою Wi-Fi і IP-шлюзами, які взаємодіють з мобільними елементами, забезпечується за допомогою тунелів GRE / IPsec. Запропоноване рішення розвантаження трафіку дозволяє операторам розробляти і здійснювати безпечну й економічно вигідну стратегію розгортання навантаження.

Ключові слова: розвантаження мережі, операторський клас, Wi-Fi, IP-шлюз, тунель, швидкість передачі, пропускна здатність, бездротові мережі.

It offers solutions for unloading the network, carrier-class technology based on Wi-Fi using Aruba networks. Is a block diagram of a carrier-class deployment and discharge pattern network. Describes the components of technology and justified the choice. The possibility of obtaining real-time information about the network load condition is determined as a priority Aruba. The relationship between the Wi-Fi infrastructure and IP-gateways, that interface with mobile elements is provided via tunnels GRE / IPsec. The proposed solution allows operators to unload traffic to develop and implement a secure and cost-effective deployment strategy load.

Key words: offload network carrier grade, Wi-Fi, IP-gateway, the tunnel, the transmission speed, bandwidth, wireless networks.





Постановка проблемы. Уровень передачи данных в сетях операторского класса несколько лет подряд стремительно растет, это, прежде всего, связанно с тем, что среди абонентов набирают популярности смартфоны и планшетные компьютеры [1]. На основании этого операторы стремятся увеличить плотность покрытия для обеспечения большей полосы пропускания. Однако данное решение является экономически не выгодным.

Еще одним решением проблемы следует выделить технологию Wi-Fi Offload, которая призвана разгрузить сети операторского класса от трафика передачи данных за счет применения технологии Wi-Fi. Тем самым, стоит отметить, что на основании данной технологии трафик передачи данных выводится из радиосети оператора в отдельную радиосеть, работающую с использованием собственных магистральных каналов.

Исходя из указанного, следует отделить сущность распределенной технологии, которая представляет собой совокупность логических процессов, которые взаимодейстТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ

TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY

вуют между собой. Так, логические процессы распределяются по разным вычислительным узлам и могут функционировать параллельно.

Основываясь на вышеизложенном, распределение нагрузки сети операторского класса актуально в условиях роста трафика.

Ссылаясь на прогнозы экспертов Arubanetworks [2], до 2017 года включительно, спрос на услуги передачи данных будет ежегодно возрастать в два раза. Такая тенденция является приоритетным направлением развития операторов относительно получения прибыли, хотя, в свою очередь, и выступает технической проблемой в рамках обеспечения пропускной способности и поддержания необходимого уровня передачи трафика между абонентами.

Учитывая перспективное развитие отрасли, ИТ-рынок представлен широким спектром ассортимента технических решений, однако экономически эффективная стратегия развертывания трафика, в рамках нынешних условий, не выделена и требует научной обоснованности.

Анализ последних исследований и публикаций. Литературный обзор по теме исследования показал, что на сегодняшний день в научной литературе существует много различных подходов к проектированию алгоритмов разгрузки сети операторского класса, которые различаются по методам выбора технических средств, между которыми передается нагрузка. Среди основных методов распределения современные ученые выделят централизованную политику: E. Reckard [3], W. Gordon and G. Newell [4].

Недостаток – снижение трафика.

Децентрализованный подход: H. Kaaniche, F. Kamoun [5].

Всего в теоретической части исследования следует выделить таких ученых, как:

S. Formica and M. Olsen [6].

С практической точки зрения, актуальны труды К. Ледовского [7], В. Ткаченко [8].

Выделение не решенных ранее частей общей проблемы. Однако вопрос распределения нагрузки сетей операторского класса, на данный момент, остается раскрытым не в полной мере, что побуждает к дальнейшим глобальным исследованиям в этой сфере.

Цель исследования. Найти решение для разгрузки сети операторского класса на основе технологии Wi-Fi. Привести структурную схему развертывания сети операторского класса, а также схему разгрузки сети. Описать компоненты технологии и обосновать выбор. Раскрыть возможность получения в режиме реального времени информации о состоянии загруженности сети. Определить связь между инфраструктурой Wi-Fi и IP-шлюзами, которые взаимодействуют с мобильными элементами. Предложить решение разгрузки трафика, позволяющее операторам разрабатывать и осуществлять безопасную и экономически выгодную стратегию развертывания нагрузки.

Изложение основного материала. Вездесущность Wi-Fi и распространение смартфонов двойного режима предоставляют большие возможности для операторов мобильной связи, однако уровень загруженность сети во многих случаях превышает допустимый, чем снижает пропускную способность и приводит к снижению скорости передачи данных. На сегодняшний день ИТ-технологии достаточно развиты и рынок предлагает огромное количество решений [9] относительно разгрузки трафика, но, следует отметить, что большинство из них не отвечают поставленным требованиям пользователя либо же являются дорогостоящими.

Сумма мобильной передачи данных и видеотрафика взрывается за счет роста пропускной способности приложений, учитывая, что смартфоны и планшеты используются абонентами довольно часто, создается реальная проблема для сетей сотовой связи в рамках пропускной способности [10]. Многие операторы находят выход в развертываТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ № 1 (1), 2015

TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY

нии на более мелкие клетки (зоны). Это, однозначно, является решением проблемы, но ограниченный и дорогостоящий спектр делает этот подход слишком дорогим.

На основании этого, в рамках данного исследования предлагается решение для разгрузки сети операторского класса на основе технологии Wi-Fi с использованием Aruba networks.

Компонентами архитектуры беспроводных сетей Aruba на основе зависимых точек доступа являются:

точки беспроводного доступа;

контроллеры точек доступа;

система централизованного управления AirWave [9].

Представленное решение дает возможность распространения сети практически в любом месте собрания людей, в том числе в аэропортах, гостиницах, ресторанах, больницах, школах, аудиториях, на стадионах и т. д.

Решение операторского класса Wi-Fi Aruba используется многими из крупнейших в мире операторов мобильной связи, однако на территории Украины данная технология не является лидером и уступает Cisco.

Для успешной разгрузки сети операторского класса требуется:

выявление и обеспечение оптимальных мест для размещения;

полная видимость и контроль над сетью Wi-Fi;

беспроблемная, безопасная и автоматическая аутентификация абонента в сети Wi-Fi.

В силу того, что Wi-Fi не имеет тесной интеграции с операторской инфраструктурой, решением относительно разгрузки сети может стать использование Wi-Fi в комплексе с 3G технологиями в рамках общей сети (рис. 1).

Рис. 1. Структурная схема развертывания сети операторского класса [8] Предлагаемое решение разгрузки включает в себя серию блоков (WBSn, Alvarion ВКК-1000, WavioNet), каждый из которых выполняет отведенную функцию и является комплексом распределения нагрузки.

WBSn – расширение операторского класса Wi-Fi, базовая станция с уникальным двусторонним формированием сигнала 802.11n. Основной способностью WBSn является мощность сигнала 2,4 и 5 ГГц и уровень емкости – до гигабита, Non-Line видимость (NLOS), а также степень надежности связи.

Контроллеры распределенного доступа – каждая базовая станция включает в себя WBSn встроенный контроллер доступа для управления трафиком базовой станции. Это № 1 (1), 2015 ТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ

TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY

обеспечивает мощное решение относительно распределенного доступа. Контроллер является масштабируемым и не имеет единой точки отказа.

Alvarion ВКК-1000 – Wi-Fi контроллер для управления слоем и ядром интеграции шлюза.

Основные функции:

RADIUS-прокси для снижения сигналов, связанных с AAA оператором;

управление мобильностью;

конфигурация загрузки;

веб-сервер для аутентификации пользователя.

WavioNet – комплексное решение для управления сетью с полной поддержкой управления FCAPS, обеспечивает единую точку управления для конфигурации с верхних связанных интерфейсов для высшего уровня управления.

Рис. 2. Схема разгрузки сети операторского класса на основе технологии Wi-Fi [9]

Основные характеристики:

огромный охват, емкость с двусторонним формированием сигнала 802.11n, надежная помехоустойчивость, NLOS досягаемость и защищенность проникновения сигнала;

масштабируемость и экономическая эффективность для крупных сетей Wi-Fi со встроенными контроллерами доступа, высокая производительность сигнала ВКК-1000, и WavioNet NMS;

высокий уровень безопасности для доверенных и ненадежных архитектур;

точка 2.0 и 802.

11u;

интеграция ААА для 3G и LTE ядер.

Решение операторского класса Aruba Wi-Fi обеспечивает производительность, надежность, масштабируемость, универсальность и возможность разгрузки трафика, а так же комплексное централизованное управление сетью.

ТЕХНІЧНІ НАУКИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ № 1 (1), 2015

TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOGY

Управление сетью (Aruba AirWave ™) обеспечивает полную видимость и полный контроль над всей мультивендорной проводной и беспроводной инфраструктурой с центра сетевых операций мобильного оператора.

AirWave также упрощает сетевые операции с местоположения пользователя и отображение, мониторинг в режиме реального времени, активных предупреждений, отчетов и возможностей удаленного устранения неполадок.

Бесшовная интеграция с Mobile Core Aruba операторского класса Wi-Fi обеспечивает бесшовную интеграцию с мобильного ядра оператора для аутентификации, единой политики и управления безопасной доставкой.

Связь между инфраструктурой Wi-Fi и IP-шлюзами, которые взаимодействуют с мобильными элементами, обеспечивается с помощью туннелей GRE / IPsec.

Решение операторского класса Wi-Fi использует основные возможности Aruba, в том числе возможность получения в режиме реального времени информацию о состоянии загруженности сети. Это позволяет операторам разрабатывать и осуществлять безопасную разгрузку трафика.

Выводы и предложения. На сегодняшний день большинство операторов мобильной связи активно занимаются поиском экономически выгодных решений относительно разгрузки сети. Предложенное решение разгрузки сети операторского класса подразумевает: простое развертывание с автоматической инициализацией, комплексное централизованное управление, гибкость и масштабируемость для удовлетворения потребностей в рамках любой территории.

Ведущий поставщик инновационных решений в области доступа к корпоративным сетям Aruba Networks предоставляет операторам полный обзор и контроль над сетью Wi-Fi, а также платформы для доставки и монетизации услуг. Aruba является идеальным партнером для разгрузки 3G трафика на Wi-Fi.

Список использованных источников

1. Haxholdt, C., E. Larsen, A. van Ackere. 2014. Mode Locking and Chaos in a Deterministic Queueing Model with Feedback. Management Science, 49 6. – P. 816–830.

2. Режим доступа : http://www.arubanetworks.com/.

3. Reckard, E. (2007). The Most Jam-Packed Theme Park on Earth? Los Angeles Times, Jan. 14, C1,C6. ultimaterollercoaster.com. 2007. California Screamin’. Retrieved July 30, 2007.

4. Gordon, W. and G. Newell (2007). Closed Queueing Systems with Exponential Servers.

Operations Research 15 2. – P. 254–265.

5. Kaaniche H., Kamoun F. Mobility Prediction in Wireless Ad Hoc Networks using Neural Networks / Kaaniche H., Kamoun F. // Journal of telecommunications. – 2010. – Vol. 2, ISSUE 1. – P. 95–101.

6. Formica, S. and M. Olsen (2008). Trends in the amusement park industry. International Journal of Contemporary Hospitality Management. 10 7. – P. 297–308.

7. Ледовский К. Разгрузка сетей мобильной связи за счет перенаправления трафика данных в Wi-Fi-сети [Электронный ресурс] / К. Ледовский // Технологии и средства связи. – 2010. – № 4. – Режим доступа : http://www.tssonline.rui.

8. Ткаченко В. Практики операторского Wi-Fi, или Борьба с заторами в воздухе / В. Ткаченко // СЕТИ И БИЗНЕС. – 2014. – № 3 (76). – С. 84–94.

9. Построение беспроводных сетей на базе ARUBA NETWORKS [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.space-it.com.ua/solutions/lan_wlan/wireless_network/aruba_wifi/.

10. Разгрузку трафика обеспечит Wi-Fi [Электронный ресурс] // Сети/network world. – 2012.




Похожие работы:

«"Newsweek".-2010.-№31-32.-S.42-45. Хотят ли белорусские войны Газовая, молочная, информационная. Между Москвой и Минском началась война компроматов Елена Черненко Телевизор, торшер, журнальный столик, цветастый ковер и потрепанный диван — все, как в обычной семье. Только лица родителе...»

«УТВЕРЖДЕН Приказом директора МАДОУ ДС КВ "Ручеёк" от 30.05.2014 № 79 Согласован: Заслушан: Наблюдательный совет на общем родительском собрании от 28.05.2014 г. от 23.05.2014 г. протокол № 4 протокол № 2     ОТЧЕТ ПО САМООБСЛЕДОВАНИЮ МУНИЦИПАЛЬНОГО АВТОНОМНОГО ДОШКОЛЬНОГО ОБР...»

«ЛИЦЕЙ АКАДЕМИИ ПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ программа учебного предмета на осенний семестр 2016–2017 уч. года 10 класс — углубленный "АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК" Русское название Английский язык Английское название English Статус учебного предмета Обязательная, углубленный Язык преподавания Английский/русс...»

«УТВЕРЖДАЮ: Директор ФГУ УЭСВ В.П. Юртаев " 27" октября 2014 г. ПОЛОЖЕНИЕ О комиссии по соблюдению требований к поведению и урегулированию конфликта интересов в Федеральном государственном бюджетном учреждении "Управление эксплуатации Сорочинского водохранилища"1. Настоящим Положением определяется порядок формирования деятельности Комиссии п...»

«Игорь Владимирович Вардунас Виктор Глумов Дарья Зарубина Юлия Зонис Леонид Александрович Каганов Алексей Верт Наталья Федина Олег Силин Святослав Логинов Александр Шакилов Нина Цюрупа Александр Геннадьевич Бачило Лев Жаков Мария Гинзбург Алан Кайсанбекович Кубатиев Максим Дмитриевич Хорсу...»

«ПРОЕКТ Расследование причин пожара и гибели Ури Дьялло https://www.betterplace.org/de/projects/32717-ermittlung-der-brand-und-todesursache-von-ouryjalloh ОРГАНИЗАТОРЫ ПРОЕКТА Зарегистрированная инициативная группа памяти Ури Дьялло https://www.betterplace.org/de/organisations/iniouryjalloh ОПИСАН...»

«РОССИЙСКАЯ ОБЪЕДИНЕННАЯ ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ ПАРТИЯ "ЯБЛОКО" О ЕВРОПЕЙСКОМ ПУТИ РОССИИ Москва О Европейском пути России. (Под ред. Г.М. Михалевой) – М.: РОДП "ЯБЛОКО", 2014, – 56 с. ISBN 978-5-4399-0043-5 Сборник представляет основные результаты работы Федерального Совета партии "ЯБЛОКО", прошедшего 14-15 декабря 2013 года: заявления, доклад и вы...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.