LISTA DE VARIÁVEIS c Valor constante
5.4 – ARQUITETURA 3GPP PARA INTERWORKING WLAN
Dentro do escopo dos trabalhos desenvolvidos pelo 3GPP está também incluída a definição de padrões para interoperação entre redes 3GPP e redes de acessos definidas por outras entidades de padronização, como por exemplo, redes de acesso WLAN. Estas definições e padrões têm o objetivo de definir arquiteturas e procedimentos para que terminais em redes não-3GPP, ou seja, não padronizadas pelo 3GPP, possam acessar serviços baseados em uma rede HPLMN que segue os padrões 3GPP.
A primeira padronização seguindo o exposto acima foi a definição de interfuncionamento de sistemas 3GPP e redes WLAN, como as baseadas no padrão IEEE 802.11. Este padrão é conhecido como I-WLAN ou Interworking-WLAN [4].
A especificação de arquitetura do I-WLAN [4] define dois novos procedimentos para sistemas 3GPP:
a) WLAN Access, Authentication and Authorization: que providencia que o acesso à rede WLAN e à rede IP localmente conectada possa ser autenticada e autorizada através de um sistema 3GPP;
b) WLAN 3GPP IP Access: permite que terminais WLAN possam estabelecer conectividade com redes IP externas através da rede de serviços de pacotes, ou domínio PS, do sistema 3GPP.
Figura 5.23 – Arquitetura I-WLAN simplificada (3GPP, modificado [4])
O elemento Packet Data Gateway (PDG) suporta acessos IP WLAN 3GPP para redes externas, a interface deste elemento para o acesso IP (interface Wi) é funcionalmente similar à interface Gi do domínio PS de um sistema 3GPP. A rede de acesso WLAN inclui pontos de acesso e elementos AAA intermediários, bem como elementos para garantir a conectividade IP. O WLAN UE (User Equipment) inclui todos os equipamentos em posse do usuário final, tais como computadores, terminais móveis, etc.
O padrão I-WLAN e concentra em definir as interfaces entre os elementos 3GPP e as
interfaces entre o sistema 3GPP e a rede WLAN. A operação interna da rede WLAN é
considerada somente para avaliação do impacto da arquitetura e requerimentos na WLAN. O I-WLAN deve ser independente da tecnologia de rádio da rede WLAN, segundo 3GPP [4].
Os requerimentos para o I-WLAN procuram minimizar os impactos na rede WLAN e nos sistemas 3GPP existentes, neste sentido é definido que os cartões SIM e USIM devem ser suportados, bem como os elementos HSS/HLR/AuC [4].
O procedimento de autenticação e autorização do terminal WLAN em uma arquitetura I- WLAN ocorre após o estabelecimento de conexão com a rede WLAN. A autenticação e autorização são baseadas na utilização de protocolo EAP-SIM [10] ou EAP-AKA [28] entre o terminal WLAN e o servidor 3GPP AAA, de acordo com os métodos descritos em
WLAN
UE (com ou sem rede intermediária)Rede de Acesso WLAN
Internet/Intranet Servidor 3GPP AAA HSS/HLR/AuC Pakcet Data GW Serviços 3GPP incluindo Internet 3GPP IP Access Rede 3GPP Wi
informações de autenticação e de perfil de serviços recuperadas do elemento HSS/HLR/AuC da rede 3GPP caseira do usuário.
O terminal informa a rede caseira de quais os serviços pretende utilizar através da utilização de APN (Access Point Name), descrito em [1], que neste caso é referenciado como W-APN [4]. O servidor 3GPP AAA autoriza o terminal a utilizar o serviço na rede 3GPP através da informação de W-APNs permitidas e subscritas informadas pelo elemento HSS/HLR. Caso o terminal selecione utilizar a conectividade direta da Internet pela rede de acesso WLAN nenhuma informação de seleção de serviço é informada para a rede caseira.
A conectividade IP para a rede de acesso WLAN 3GPP é realizada através do estabelecimento de túnel seguro entre o terminal WLAN e o PDG hospedado na rede 3GPP caseira do usuário, após a conclusão do procedimento de autenticação e autorização. 5.5 – EVOLUÇÕES PREVISTAS
Diversos organismos de padronização estão trabalhando na solução dos problemas evidenciados com a disseminação de redes heterogêneas e a necessidade de realização de
roaming e handover entre as mesmas, tais como 3GPP, ETSI, IEEE e IETF.
O 3GPP tem concentrado seus esforços na definição de arquiteturas, protocolos e
interfaces que permitam que os sistemas padronizados pelo 3GPP tenham
interoperabilidade com outros sistemas e redes, tal como descrito previamente neste capítulo para a arquitetura I-WLAN.
O IEEE está definindo arquiteturas e protocolos para facilitar o handover de terminais em redes heterogêneas conforme é descrito na sequência para o padrão IEEE 802.21.
O IETF é responsável por definir vários protocolos para o desenvolvimento dos serviços de dados, incluindo as definições dos protocolos TCP/IP e, mais recentemente o protocolo SIP. Com relação ao aspecto de mobilidade, o IETF foi responsável pelas definições do
objetivo de detalhar os problemas relativos à derivação e distribuição de chaves de criptografia em redes que utilizam autenticação baseada em EAP e na definição de protocolos para re-autenticação e distribuição de chaves para o suporte a roaming e
handover. O HOKEY está ainda evoluindo os trabalhos e maiores informações podem ser
encontradas em [83].
5.5.1 – Padrão IEEE 802.21
O padrão 802.21 (Media Independent Handover) desenvolvido e publicado em 2009 pelo IEEE [8] [82] tem como objetivo definir especificação para prover inteligência na camada de enlace e informações para as camadas superiores de forma a otimizar os handovers entre redes heterogêneas. As camadas de enlaces previstas incluem as redes definidas pelo 3GPP, e as redes com fio e sem fio da família IEEE 802.x.
O padrão IEEE 802.21 prevê a cooperação entre os terminais móveis e a infraestrutura de rede para a realização do handover vertical. A infraestrutura de rede armazena em serviços de informação dados gerais de rede, incluindo lista de células vizinhas e localização de terminais móveis [71]. Desta forma, o processo de handover é sustentado por informações supridas da rede para o terminal, além das informações que o terminal coleta através da camada de enlace de rádio, tais como, medidas de qualidade de sinal, taxas de dados disponíveis, etc. O objetivo é suportar a decisão de handover com estes diversos dados de forma a contribuir para otimização dos algoritmos de handover.
O padrão IEEE 802.21 não define regras ou políticas para a decisão de handover nem determinar a forma de handover a ser utilizada, como por exemplo: iniciado pela rede ou iniciado pelo terminal. Sua finalidade é a de especificar uma arquitetura para facilitar esta decisão, mas as regras e políticas estão fora do escopo do padrão e sua definição é deixada a cargo do provedor de serviço [71].
A figura 5.24 mostra o modelo de referência para o framework proposto pelo IEEE com a localização das novas funções de MIH.
Figura 5.24 – Modelo de referencia 802.21 MIH (IEEE, modificado [8]) As funções do MIH provêm os seguintes serviços [8]:
a) Serviços de eventos (Media Independent Event) para detectar eventos e realizar disparos para as interfaces locais e remotas;
b) Serviços de comandos (Media Independent Command) oferecem um conjunto de comandos para usuários MIH controlar os estados de enlace relevantes para o handover; c) Serviços de informação (Media Independent Information) provêm modelos e repositórios de informações para permitir a realização de decisões de handover de forma mais eficiente entre redes heterogêneas.
Camadas Inferiores (802.11, 802.16, 802.3, 3GPP ... Serviços de Eventos Serviços de Comandos Serviços de Informação
Função MIH
Camadas Superiores(IP, Mobile IP, SIP, Aplicação...) Serviços de Eventos Serviços de Comandos Serviços de Informação