Квазар-Микро - Телекоммуникационная интеграция

Подсистема передачи данных сети сотовой связи стандарта IMT-MC 450

Общая информация

Данное техническое решение описывает Подсистему передачи данных (далее ППД) сети сотовой связи стандарта IMT-MC 450.

Решение разработано для реализации в региональных компаниях уровня «Макрорегион» и «Укрупненный регион» федеральной сети сотовой связи «СКАЙ ЛИНК».

Решение прошло этапы практической реализации и опытной эксплуатации на базе центрального фрагмента сети «СКАЙ ЛИНК» (компания «Московская Сотовая Связь»).

Цели и задачи

Разработка данного решения проводилась в контексте достижения следующих целевых характеристик:

Возможность совместной работы с CDMA оборудованием системы сотовой подвижной связи диапазона 450 МГц различных производителей.
Возможность взаимодействия с биллинговыми системами различных производителей.
Поддержка как существующей технологии передачи данных 1xRTT, так и перспективной технологии 1xEV-DO.
Доступность и прозрачность в плане модернизации и текущей эксплуатации.
Достижение эксплуатационных характеристик программно-аппаратной платформы решения с точки зрения отказоустойчивости, производительности, масштабируемости, управляемости и информационной безопасности, а именно:
- платформа должна обеспечивать устойчивость (сохранять или быстро восстанавливать работоспособность) в случае отказа любой из аппаратных компонент, при этом допускается необходимость участия оператора в процессе восстановления работоспособности комплекса;
- платформа должна обладать необходимым количеством ресурсов (вычислительная мощность, объем и производительность хранилищ данных, пропускная способность и количество портов сетевого оборудования) для функционирования как базовых, так и перспективных услуг передачи данных;
- платформа должна допускать возможность увеличения производительности методом горизонтального масштабирования (добавлением серверного и сетевого оборудования и перераспределением нагрузки);
- должны быть предусмотрена возможность как локального, так и удаленного мониторинга и управления входящим в состав ППД оборудованием;
- должны быть предусмотрены средства разграничения доступа и контроля, необходимые для реализации политики информационной безопасности.
Возможность интеграции унифицированного решения в инфраструктуру конкретной региональной компании с сохранением его базовой архитектуры и функциональности в максимальном объеме.
Оптимизация стоимости внедрения решения ППД за счет возможности поэтапной реализации его функциональности.

Архитектура решения

Подсистема передачи данных (ППД) обеспечивает предоставление мобильным абонентам услуг высокоскоростной передачи данных (Доступ в Интернет, Защищенный доступ в Интернет, Компрессия данных (SkyTurbo), Публичный статический IP адрес, VPN-доступ в корпоративную сеть и др.).

На рисунке представлена функционально-логическая схема унифицированной подсистемы передачи данных:

Подсистема передачи данных включает следующие компоненты:

Узел пакетной передачи данных (Packet Data Serving Node - PDSN)

является шлюзом доступа, позволяющим оказывать услуги пакетной передачи данных в среде IMT-MC 450;
обеспечивает поддержку функциональности Foreign Agent (FA) и транспорт для пакетов в виртуальные частные сети (VPN);
отвечает за установление, поддержку и разрыв соединений с мобильными узлами;
инициирует аутентификацию, авторизацию и учет потребляемых абонентами услуг, взаимодействуя с AAA-серверами.

Серверы аутентификации, авторизации и учета (Authentication, Authorization, Accounting – AAA)

Серверы AAA позволяют реализовать функции аутентификации и авторизации абонентов для доступа к сетям пакетной передачи данных, а также обеспечивают учет потребляемых услуг.

Агент домашней сети (Home Agent)

Home Agent обеспечивает поддержку технологий mobile IP и proxy mobile IP, что позволяет пользователю терминала перемещаться внутри и за пределами зоны охвата определенного PDSN, сохраняя как IP-адрес, присвоенный при открытии сеанса передачи данных, так и соединения уровня приложений.

Home Agent выполняет следующие функции:

прием запроса на регистрацию от мобильного устройства (через Foreign Agent);
создание и ведение таблицы соответствий для мобильных устройств;
установление и прерывание IP-соединения, поддерживаемого PDSN;
маршрутизация пользовательских данных.

Ядро коммутации (Ethernet Switch)

Ядро коммутации подсистемы передачи данных обеспечивает сетевое взаимодействие между всеми компонентами ППД.

Межсетевой экран (Firewall)

Межсетевой экран контролирует трафик между ППД и другими сегментами сети пакетной передачи данных и выполняет защиту компонентов подсистемы передачи данных от несанкционированного доступа в процессе:

взаимодействия с публичными сетями передачи данных;
обмена данными с подсистемой биллинга;
доступа к телематическим сервисам.

В общем случае, взаимодействие основных компонент ППД в процессе предоставления услуг передачи данных по технологии 1xRTT выглядит следующим образом:

Оборудование передачи данных (PDSN) получает от CDMA-коммутатора (BSC/PCF) запрос на регистрацию сессии передачи данных. PDSN инициирует аутентификацию абонента, обращаясь к серверу PDSN-AAA. Сервер PDSN-ААА, используя данные из базы профайлов пользователей, проводит аутентификацию абонента, определяет набор доступных для абонента сервисов и услуг (авторизация), а также подготавливает данные для учета (эккаунтинг).

При успешном прохождении процедур аутентификации и авторизации, PDSN-ААА сервер выдает узлу PDSN подтверждение на установление Point-to-Point Protocol (PPP) соединения. После установления РРР сессии между мобильным терминалом и PDSN, абонент получает доступ в сеть передачи данных. При этом PDSN отсылает стартовую учетную запись на PDSN-ААА для организации учета потребляемых услуг.

PDSN-AAA передает учетные данные на сервер AAA-DB, который является единой точкой входа для управляющих и биллинговых систем.

Процессы взаимодействия при предоставлении услуг передачи данных по технологии 1xEV-DO отличаются тем, что перед обращением CDMA-коммутатора (RNC) к PDSN производится дополнительная процедура аутентификации мобильного терминала и назначения IMSI на сервере A12-AAA. Полученный IMSI используется узлом PDSN в качестве атрибута, передаваемого в запросе на аутентификацию серверу PDSN-AAA.

Более подробное описание процедур установления соединений, аутентификации, авторизации и учета представлено в Приложениях.

Основные преимущества решения

«Независимость» решения от поставщиков инфраструктурного оборудования сотовой связи
Единое для всей сети решение, единое внедрение, единые процедуры централизованного администрирования, мониторинга и управления
Гибкость и оперативность в процедурах модернизации и внедрения новых услуг
«Открытость» технических решений, протоколов, алгоритмов, и как следствие, доступность в администрировании и эксплуатации региональным персоналом
Простота интеграции с другими подсистемами и внешними сетями региональной инфраструктуры
Унифицированность оборудования регионального центра