DL: 22ký hiệu dữ liệu UL: 15 ký hiệu dữ liệu
2.5.2 Liên mạng và chuyển vùng (roaming)
Là một chìa khóa quan trọng khác của kiến trúc mạng đầu cuối có hỗ trợ một số các kịch bản triển khai. Nó được hỗ trợ trong trường hợp:
a) Liên mạng với các mạng không dây đã tồn tại như 3 GPP, 3GPP2 hay DSL, MSO với giao diện liên mạng dựa trên tiêu chuẩn IETF phù hợp với các giao thức;
b) Roaming toàn cầu thông qua mạng WiMax, bao gồm các tính năng nhận thực và tính cước;
c) Nhiều định dạng khả năng nhận thực người dùng như username/password, chứng thực số, Mobule nhận dạng thuê bao (SIM), Universal SIM (USIM) và Mobule nhận dạng người sử dụng di động (RUIM).
Các thành viên tham gia diễn đàn WiMax nhận dạng một mô hình tham chiếu mạng (NRM) WiMax đó là sự biểu diễn logic kiến trúc mạng. NRM nhận dạng thực thể chức năng và các điểm tham khảo và qua đó chức năng liên mạng đạt được nhờ chính các thực thể chức năng này. Kiến trúc này được phát triển hỗ trợ các tính năng thống nhất cần thiết trong các kiểu mô hình triển khai mạng và các kịch bản (từ thuê bao cố định-di cư-cầm tay- di động đơn giản- đến các thuê bao thường xuyên di chuyển).
Hình 2.16: Mô hình tham chiếu mạng WiMax
Hình 2.16 minh hoạ mô hình NRM bao gồm các thực thể logic: MS, ASN và CSN và các điểm tham chiếu nhận dạng duy nhất cho chức năng kết nối liên mạng của các thực thể này. Hình 2.16 cũng mô tả các điểm tham chiếu chuẩn R1-R5. Mỗi thực thể, MS, ASN và CSN biểu diễn cho một nhóm thực thể chức năng. Mỗi chức năng có thể được thực hiện trong một thiết bị vật lý riêng lẻ hoặc có thể được phân phối qua nhiều thiết bị vật lý. Các chức năng nhóm và các phân phối trong các thiết bị vật lý trong phạm vi một thực thể chức năng (chẳng hạn như ASN) là một lựa chọn triển khai; một nhà máy có thể chọn sản xuất bất kỳ chức năng nào, hoặc là chức năng đơn lẻ hoặc là kết hợp, nhưng phải thoả mãn yêu cầu chức năng và tính liên kết nối mạng.
Xu hướng của NRM là cho phép nhiều tuỳ chọn triển khai cho một thực thể chức năng, và đạt được tính liên kết nối mạng giữa các thực thể khác nhau. Tính liên kết nối mạng dựa trên định nghĩa các giao thức truyền thông và xử lý loại dữ liệu giữa các thực thể để đạt được chức năng tổng thể từ đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end)
chẳng hạn như chức năng quản lý di động và bảo mật. Do vậy các thực thể chức năng ở phía kia của điểm tham chiếu đại diện một tập các điều khiển và các điểm đầu cuối trên mặt phẳng truyền.
ASN định nghĩa một đường biên logic và biểu diễn theo một cách thuận lợi để mô tả tập hợp các thực thể chức năng và các luồng bản tin tương ứng kết hợp với các dịch vụ truy nhập. ASN biểu diễn đường biên cho chức năng liên kết nối với các mạng WiMax khách (client), các chức năng dịch vụ kết nối WiMax và tập các chức năng của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Việc ánh xạ các thực thể chức năng bằng các thực thể logic trong phạm vi các ASN được mô tả trong mô hình NRM có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Diễn đàn WiMax đang trong quá trình xây dựng các tiêu chuẩn mạng theo cách có thể cho phép nhiều hình thức triển khai của các nhà cung cấp. Chính điều này tạo nên tính liên kết nối và thích hợp cho phân tập diện rộng các yêu cầu triển khai.
Mạng dịch vụ kết nối (CSN) được định nghĩa là một tập các chức năng mạng cung cấp các dịch vụ kết nối IP cho các thuê bao WiMax. Một CSN có thể gồm các phần tử mạng như router (bộ định tuyến), máy chủ/proxy nhận thực AAA, cơ sở dữ liệu người dùng và thiết bị cổng liên mạng. Một CSN có thể được triển khai như một phần của nhà cung cấp dịch vụ mạng WiMax GreenField –NSP WiMax.
Hình 2.17: Cấu trúc mạng WiMax trên nền IP
Các đặc tính mạng cho các hệ thống WiMax dựa trên các nguyên lý kiến trúc mạng cơ bản bao gồm:
- Cung cấp khả năng tách biệt logic giữa các thủ tục và đánh địa chỉ IP, thủ tục điều hành kết nối - định tuyến và các giao thức cho phép sử dụng nguyên gốc kiến trúc truy nhập trong các hình thức thực hiện liên mạng và riêng mạng, - Hỗ trợ khả năng chia sẻ ASN của nhà cung cấp NAP giữa các nhà cung cấp
NSP,
- Hỗ trợ dịch vụ cung cấp NSP đơn lẻ trên nhiều ASN- được một hoặc nhiều NAP quản lý,
- Hỗ trợ khả năng phát hiện và lựa chọn NSP khả nhập bởi một MS hoặc SS, - Hỗ trợ NAP để triển khai một hoặc nhiều sơ đồ mạng ASN,
- Hỗ trợ truy nhập dịch vụ của nhà cung cấp hiện hành thông qua các chức năng liên mạng,
- Đặc tính của các điểm tham chiếu mở và xác định giữa các nhóm thực thể chức năng mạng (trong phạm vi ASN, giữa các ASN, giữa một ASN và một CSN, và giữa các CSN), giữa một MS, ASN và CSN để cho phép kết nối nhiều nhà cung cấp,
- Hỗ trợ các đường phát triển giữa các mô hình khác nhau bằng các ràng buộc và giả định kỹ thuật hợp lý; cho phép các triển khai của các nhà cung cấp khác nhau dựa trên sự kết hợp khác nhau giữa các thực thể mạng vật lý, cũng như các triển khai tương thích với các giao thức chuẩn và các thủ tục của các điểm tham chiếu khả dụng, được định nghĩa trong các đặc tính mạng,
- Hỗ trợ hình thức thử để triển khai đơn lẻ một ASN cùng với một tập hữu hạn các chức năng CSN, nhờ đó nhà khai thác có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet mà không cần quan tâm đến chuyển vùng (roaming) hoặc kết nối với mạng khác (internetworking).
Kiến trúc WiMax cũng cho phép cả dịch vụ IP và Ethernet trong một mạng tương thích IP di động chuẩn. Độ linh động và khả năng liên kết nối mà mạng WiMax hỗ trợ cung cấp cho các nhà khai thác khả năng triển khai mạng WiMax với chi phí thấp ngay cả khi triển khai ASN kết hợp giữa phân tập và tập trung. Mạng WiMax có những đặc tính chính sau:
Tính bảo mật: Kiến trúc mạng WiMax end-to-end dựa trên một nền tảng bảo mật cho bất kỳ nhà khai thác nào và sơ đồ mạng ASN và áp dụng thông qua GreenField và các mô hình triển khai liên mạng. Trong thực tế nó có các hỗ trợ: a) Nhận thực thiết bị giữa MS và mạng WiMax, b) Tất cả các cơ chế nhận thực được sử dụng phổ biến và sự nhận thực trong các kịch bản mạng của mình và mạng khách, c) Tính toàn vẹn dữ liệu, bảo vệ chạy lại.
Di động và chuyển giao: Kiến trúc mạng WiMax end–to-end có khả năng mở rộng để hỗ trợ di động và chuyển giao (mobility and handover), nó sẽ:
a) Chuyển giao cùng công nghệ và chuyển giao giữa các công nghệ (như: Wi-Fi, 3GPP, 3GPP2, DSL hoặc MSO) nếu như MS được hỗ trợ ở nhiều chế độ;
b) Hỗ trợ IPv4 và IPv6 trên cơ sở quản lý di động. Trên nền tảng IP như vậy, khi áp dụng, kiến trúc SHALL sẽ cung cấp MS nhiều địa chỉ IP và nhiều kết nối IPv4 và IPv6 đồng thời;
d) Sử dụng các cơ chế để hỗ trợ chuyển giao trong suốt ở chế độ xe tải-thoả mãn trong giới hạn dịch vụ bị xấu. Ngoài ra còn có các khả năng hỗ trợ di động: (i) Cấu hình địa chỉ mạng chính tĩnh và động; (ii) Ấn định động của Home Agent trong mạng NSP trong điều kiện tối ưu đường đi cũng như trong mạng IP của nó trong điều kiện cân bằng tải, (iii) Ấn định động của Home Agent dựa trên các cơ chế.
Tính mềm dẻo, khả năng mở rộng, phủ sóng và lựa chọn của nhà khai thác. Kiến trúc mạng WiMax end-to-end đã mở rộng hỗ trợ khả năng mềm dẻo, mở rộng trong quá trình khai thác và linh động trong việc lựa chọn của nhà khai thác. Trong thực tế, nó sẽ:
a) Cho phép người dùng lựa chọn tự động hay thủ công các NAP và NSP sẵn có,
b) Cho phép các thiết kế hệ thống ASN và CSN dễ dàng nâng cấp lên hoặc xuống (vùng phủ sóng, dung lượng phục vụ),
c) Cung cấp một số công nghệ ASN bao gồm: hub-and-spoke, phân cấp (hierachical), và/hoặc liên kết nối multi-hop,
d) Cung cấp một số đường kết nối backhaul cả đường hữu tuyến và vô tuyến với đặc tính thông lượng và trễ khác nhau,
e) Hỗ trợ triển khai cơ sở hạ tầng ngày một phức tạp,
f) Hỗ trợ đưa ra các dịch vụ IP theo từng giai đoạn để đáp ứng số lượng user hoạt động ngày càng tăng và số dịch vụ IP mà số user này đang sử dụng, g) Hỗ trợ tích hợp các trạm gốc về dung lượng và khả năng phủ sóng (các trạm gốc pico, mico, macro), e) Hỗ trợ khả năng tích hợp và phân nhỏ một cách linh động các chức năng ASN trong triển khai các mạng ASN để sử dụng các nguyên lý cân bằng tải và như vậy sẽ sử dụng hiệu quả phổ vô tuyến và tài nguyên mạng.
Khả năng vận hành giữa nhiều nhà cung cấp.
Một khía cạnh khác mà kiến trúc mạng WiMax hỗ trợ là khả năng vận hành thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau trong cùng một hoặc nhiều ASN. Khả
năng này là khả năng vận hành giữa: a) BS và thiết bị backhaul trong cùng một một ASN và b) Các thành phần ASN khác nhau (có thể từ nhiều nhà cung cấp) và CSN mà chỉ suy giảm tối thiểu hoặc không suy giảm chức năng hay khả năng của ASN.
Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa các lớp con vùng che phủ. Nền tảng kiến trúc mạng WiMax sẽ hỗ trợ các kiểu CS gồm: CS Ethernet, CS IPv4, CS Ipv6.
Chất lượng dịch vụ QoS.
Kiến trúc mạng WiMax cung cấp khả năng hỗ trợ các cơ chế QoS. Trong thực tế nó là phép hỗ trợ đồng thời một tập đa dạng các dịch vụ IP. Chính kiến trúc này hỗ trợ: a) Các mức QoS khác biệt- dạng thô (từng user) và/hoặc dạng tinh (từng luồng dịch vụ cho từng user), b) Điều khiển phân quyền, c) Quản lý băng thông và d)Thực hiện các chính sách được quy định bởi nhà khai thác cho các SLA dựa trên QoS (bao gồm sự bắt buộc cho mỗi user và nhóm user cũng như các nhân tố: định vị, thời gian, v..v) Quản lý định nghĩa cơ chế và sự ép buộc cơ chế giữa các nhà khai thác được tạo bởi các cơ chế IETF chuẩn.