El documento describe las diferentes propuestas para integrar redes WLAN y celulares, incluyendo arquitecturas de acoplamiento suelto, apretado y muy apretado. El acoplamiento suelto usa Mobile IP y tiene un punto de interconexión a través de Internet, mientras que el apretado y muy apretado usan protocolos UMTS y tienen puntos de interconexión en el núcleo de red y red de acceso respectivamente.

1. Integración de Redes WLAN y Celulares Ismael Castell Antonio Godoy

2. Motivación Redes independientes Redes celulares: Cobertura a grandes áreas Ancho de banda muy limitado Redes WLAN: Cobertura muy limitada Ancho de banda aceptable Mejor redes complementarias

3. Índice Conceptos previos Arquitectura UMTS y WLAN Gestión de la movilidad Propuestas del 3GPP/ETSI Escenarios en la integración de redes Soluciones para la gestión del handover Comparativa

4. Conceptos previos 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. [5] 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. [5] El SGSN y el GGSN contienen funcionalidad de encaminamiento IP y pueden estar interconectados por routers IP. Arquitectura UMTS

5. Conceptos previos Arquitectura WLAN

6. Conceptos previos Gestión de la movilidad Location: mecanismo localización de terminal “inactivo”. Handover: mecanismo para la movilidad de terminal “activo” sin perder la conexión.

7. Conceptos previos Handover 3 fases: iniciación, decisión, ejecución 2 tipos: Horizontal: cambio en la misma red (Nodo B a Nodo B o AP a AP) Vertical: cambio entre subredes distintas (Nodo B a AP o AP a Nodo B)

8. Conceptos previos Handover Clasificación según número de conexiones activas: Hard Handover: 1 única conexión Soft Handover: varias conexiones con distintos AP Softer Handover: varias conexiones con el mismo AP (sólo UMTS)

9. Conceptos previos Handover Control de la fase de decisión: Network Controlled Mobile Assisted Mobile Controlled

10. Propuestas del 3GPP/ETSI 6 Escenarios posibles según el 3GPP Common Billing and Customer Care 3GPP system based Access Control and Charging Access to 3GPP system PS based services Service Continuity Seamless services Access to 3GPP CS Services

11. Propuestas del 3GPP/ETSI Soluciones para la gestión del handover según el ETSI: Loose Coupling Tight Coupling Very Tight Coupling

12. Loose Coupling Punto de interconexión entre las redes a través de internet Usa Mobile IP para la gestión de la movilidad

13. Loose Coupling Mobile IP : Entidades de red HA y FA Uso de direcciones COA a través de tunneling Pérdida de paquetes en el cambio de red

14. Loose Coupling Aplicar MIP como si cada red fuera una subred distinta Varias propuestas. Ejemplo: Dotar al GGSN de funcionalidad HA Dotar al SGSN de funcionalidad FA

15. Loose Coupling Características: Muy sencillo Tiempo de handover muy alto al usar internet como interconexión Independencia de las 2 redes Es el preferido por los WISPs

16. Loose Coupling 3 formas de abordar el problema de loose coupling: Acelerar los procedimientos de MIP Manteniendo información de movilidad en varios puntos de la red Algoritmos avanzados para la fase de decisión del handover Teniendo en cuenta parámetros externos a la red como tipo de servicio, coste, preferencias del usuario…

17. Loose Coupling Usar arquitecturas basadas en políticas Uso de muchos parámetros (como en la solución anterior) a través de nuevas unidades funcionales capaces de interactuar entre sí Framework estándar del IETF Multitud de soluciones propietarias

18. Tight Coupling Punto de interconexión entre las redes situado en el CN UMTS. GGSN. SGSN. Usa protocolos de UMTS para la gestión de la movilidad. También puede usar MIP.

19. Tight Coupling Mayor complejidad técnica. Requiere modificaciones en el CN. Terminales duales complejos. Soft handovers. Sólo si está basada en los protocolos de UMTS.

20. Tight Coupling Internetworking point at GGSN. La opción menos compleja. Punto de interconexión más arriba en la arquitectura UMTS. Internetworking point at SGSN. Realiza mejores handovers. Punto de interconexión más abajo en la arquitectura UMTS.

21. Tight Coupling WLAN Internetworking at SGSN WLAN Internetworking at GGSN

22. Tight Coupling Un ejemplo: “ VGSN: a gateway approach to interconnect UMTS/WLAN networks.” [4] Autores: Shiao-Li Tsao & Chia-Ching Lin. Internetworking at GGSN. Seamless Services (Escenario 5 3GPP) No usa MIP ¡Redes con operadores independientes!

23. Tight Coupling El Virtual GPRS Support Node (VGSN). Es un ente virtual. La WLAN lo percibe como un Gateway UMTS lo percibe como GGSN/SGSN Puede implementarse en la WLAN o en UMTS.

24. Tight Coupling Usuario de WLAN utiliza UMTS.

25. Tight Coupling Usuario de UMTS utiliza WLAN.

26. Tight Coupling Roaming de UMTS a WLAN.

27. Tight Coupling Caracterísitcas de Tight Coupling: Punto de interconexión en el CN UMTS. Pueden realizar soft handover. Escenarios 4 y 5 de 3GPP. Implementación más compleja que loose coupling. Preferidas por operadores de redes celulares.

28. Very Tight Coupling Punto de interconexión entre las redes situado en la AN UMTS. RNC. Usa protocolos de UMTS para la gestión de la movilidad. También puede usar MIP.

29. Very Tight Coupling WLAN Internetworking at RNC

30. Very Tight Coupling La solución de mayor complejidad técnica. Requiere modificaciones en el AN. Terminales duales complejos. Soft handovers. Sólo si está basada en los protocolos de UMTS.

31. Comparativa Loose Coupling: La solución dominante. Menor coste. Escenario 4 de 3GPP (Service continuity). Utiliza MIP. Preferido por los WISPs.

32. Comparativa Tight y Very Tight Coupling: Permiten soft handover. Mayor coste conforme el internetworking point desciende en la arquitectura UMTS. Escenario 5 de 3GPP (Seamless Services). Pueden utilizar MIP. Preferido por los Operadores celulares.

33. Comparativa Tabla extraída de [2].

34. Referencias [1] http://www.3gpp.org/ftp/specs/html-info/22934.htm , 2007, por Mark Younge. [2] http://cgi.di.uoa.gr/ ~passas / HO_mgnt_architectures_in_WLAN_Cellular_revised.pdf , por George Lampropoulos*, Alexandros Kaloxylos^, Nikos Passas*, Lazaros Merakos [3] 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 , 2002, por YE Min-hua, LIU Yu, ZHANG Hui-min. [4] VGSN : A GATEWAY APPROACH TO INTERCONNECT UMTS/WLAN NETWORKS , por Shiao-Li Tsao y Chia-Ching Lin, 2002 [5] Visión Arquitectural de la Tercera Generación de Móviles UMTS. por Javier Huélamo Platas. ( Artículo publicado en la Revista Española de Electrónica en Octubre de 2000 )