Передача, независимая от СМИ

Media Independent Handover (MIH) - это стандарт, разработанный IEEE 802.21 для обеспечения передачи IP-сеансов от одной технологии доступа уровня 2 к другой для достижения мобильности устройств конечных пользователей (MIH).

Важность

Важность MIH проистекает из того факта, что доступен и находится в стадии разработки широкий спектр технологий широкополосного беспроводного доступа, включая GSM , UMTS , CDMA2000 , WiMAX , Mobile-Fi и WPAN. Для многомодовых беспроводных устройств, включающих более одного из этих беспроводных интерфейсов, требуется возможность переключения между ними в ходе IP-сеанса, а такие устройства, как ноутбуки с Ethernet и беспроводными интерфейсами, должны аналогичным образом переключаться между проводным и беспроводным доступом.

Может потребоваться передача обслуживания, например, потому что мобильное устройство испытывает ухудшение радиосигнала или потому что точка доступа испытывает большую нагрузку трафика.

Функциональность

Ключевые функциональные возможности, предоставляемые MIH, - это связь между различными беспроводными уровнями, а также между ними и уровнем IP. Необходимые сообщения ретранслируются функцией независимой от среды передачи, MIHF, которая расположена в стеке протоколов между беспроводными технологиями уровня 2 и IP на уровне 3. MIH может взаимодействовать с различными протоколами IP, включая протокол инициации сеанса (SIP) для сигнализации, Мобильный IP для управления мобильностью, а также DiffServ и IntServ для качества обслуживания (QoS).

Когда сеанс передачи обслуживания от одной точки доступа к другой точке доступа с использованием той же технологии, передача обслуживания обычно может выполняться в рамках самой беспроводной технологии без использования MIHF или IP. Для экземпляра VoIP звонок с Wi-Fi телефона в точку доступа Wi-Fi могут быть переданы в другую точку доступа Wi-Fi в пределах одной и той же сети, например , корпоративная сеть, используя стандарты Wi-Fi , таких как 802.11f и 802,11 r . Однако, если передача осуществляется от точки доступа Wi-Fi в корпоративной сети к общедоступной точке доступа Wi-Fi, то требуется MIH, поскольку две точки доступа не могут связываться друг с другом на канальном уровне и, как правило, , в разных IP-подсетях.

Когда сеанс передается от одной беспроводной технологии к другой, MIH может способствовать процессу передачи обслуживания, обмениваясь сообщениями между технологиями доступа в Интернет и IP. Сообщения бывают трех типов:

• Уведомления о событиях передаются с нижнего уровня в стеке протоколов на более высокий уровень или между MIHF одного устройства и MIHF другого устройства. Например, «качество беспроводной связи ухудшается» - это уведомление о событии, которое передается с беспроводного уровня на уровень MIHF.

• Команды передаются вниз по стеку протоколов или между MIHF одного устройства в MIHF другого устройства. Например, «Инициировать передачу обслуживания» - это команда, в которой точка доступа MIHF предоставляет мобильному устройству MIHF список альтернативных точек доступа, которые оно может использовать.

• Информационная служба бывает трех видов. Более высокий уровень может запрашивать информацию с более низкого уровня, например, MIHF может запрашивать информацию о производительности, такую как задержка, с беспроводного уровня. Нижний уровень может запрашивать информацию у более высокого уровня, например, MIHF может запрашивать имя ISP с уровня IP. Один MIHF может запрашивать информацию у другого MIHF, например о доступности услуг на основе местоположения.

Реализация

Функция MIH, MIHF, реализована:

• в мобильных устройствах с более чем одним беспроводным / проводным интерфейсом;

• в точках доступа, имеющих хотя бы один беспроводной интерфейс;

• в базовом сетевом оборудовании, которое может не иметь беспроводного интерфейса.

Мобильные устройства и точки доступа явно нуждаются в реализации MIHF для стандартного обмена данными между собой, а также между беспроводным и IP-уровнями. Это позволяет им принимать свои собственные локальные решения относительно того, передавать ли сеанс и как. Причина использования MIHF в базовом сетевом оборудовании без беспроводного интерфейса заключается в том, чтобы обеспечить возможность проектирования «серверов передачи обслуживания», которые могут принимать централизованные решения о передаче сеансов между несколькими точками доступа и технологиями множественного доступа. Такие серверы позволяют оператору беспроводной сети балансировать нагрузку трафика, чтобы уменьшить перегрузку в определенных точках доступа и обеспечить достаточное качество обслуживания для всех пользователей.

Качество обслуживания

Кратковременные сеансы, такие как доступ к одной веб-странице, обычно не требуют передачи обслуживания или QoS. Более продолжительные сеансы, которые могут потребовать передачи обслуживания, такие как VoIP, потоковая передача аудио / видео (включая прямые телетрансляции и VoD) и виртуальные частные сети , обычно имеют требования QoS, включая задержку, изменение задержки и потерю пакетов.

Важно, чтобы QoS поддерживалось не только до и после передачи обслуживания, но и во время передачи обслуживания, и этого можно достичь, используя MIH для предварительного планирования. Перед тем, как потребуется передача обслуживания, MIHF обмениваются данными, чтобы определить, какие точки доступа с использованием каких беспроводных технологий находятся в пределах досягаемости и какие QoS доступны от них. MIH также может использоваться для предварительной аутентификации мобильного устройства с альтернативными потенциальными точками доступа и для резервирования емкости перед передачей обслуживания. Например WiMAXпозволяет зарезервировать ресурсы для сеанса до того, как они будут фактически выделены для этого сеанса. Когда возникает необходимость в передаче обслуживания, большая часть фундаментальных работ, следовательно, уже на месте, и сеанс может быть передан с минимальной задержкой и потерей пакетов. Входящие пакеты на мобильное устройство, которые доставляются в старую точку доступа после передачи обслуживания, могут быть перенаправлены через новую точку доступа, что дополнительно снижает потерю пакетов.

QoS обрабатывается по-разному каждой технологией, включая технологии беспроводного доступа, а также IP, который имеет два подхода к QoS: DiffServ и IntServ . Некоторые технологии разделяют трафик на «классы обслуживания», например потоковую передачу, в то время как другие позволяют пользователям указывать количественные «параметры QoS», например задержку передачи. WiFi , Mobile-Fi и DiffServ используют подход классов обслуживания, и, хотя они не имеют одинаковых классов обслуживания, между ними можно установить соответствие. WiMAX и IntServ используют подход параметра QoS, а UMTS использует оба подхода. Снова могут быть сделаны соответствия между параметрами, [1].

MIH может использоваться для обмена информацией о классе обслуживания и доступности параметров QoS от одной беспроводной технологии к другой и к уровню IP. Одним из источников такой информации являются измерения производительности, сделанные на уровне беспроводной связи, например 802.11k для WiFi и 802.16f для WiMAX .

Пример сценария MIH

Чтобы проиллюстрировать работу MIH, давайте рассмотрим пример игрового приложения в реальном времени, использующего DiffServ на уровне IP, которое передается из Mobile-Fi в WiMAX . В настоящее время приложение использует гарантированную пересылку класса 1, AF1, службу DiffServ и службу интерактивной мобильной связи в режиме реального времени класса 2.

Поскольку стандарт MIH еще не доработан, этот пример иллюстрирует тип функциональности, которая может быть предоставлена, в отличие от твердой гарантии того, что станет доступным. Также стандарт определяет сообщения MIH. Использование этих сообщений в любом конкретном приложении зависит от реализации. Пример ниже предназначен только для иллюстративных целей.

1. Мобильное устройство замечает снижение мощности беспроводного сигнала Mobile-Fi и использует службу уведомления о событиях MIH для информирования уровня MIHF в мобильном устройстве. Эта информация передается в MIHF в точке доступа.

2. Точка доступа использует командную службу MIH, чтобы сообщить мобильному устройству об инициировании передачи обслуживания, и включает список потенциальных точек доступа.

3. Мобильное устройство MIHF передает этот список своим различным беспроводным уровням и, используя информационную службу MIH, запрашивает их, чтобы определить уровень сигнала каждой точки доступа и сообщить об этом в MIHF.

4. MIHF в мобильном устройстве определяет, что лучшая мощность сигнала исходит от точки доступа WiMAX , и передает эту информацию на свой IP-уровень с помощью службы уведомления о событиях.

5. DiffServ на уровне IP в мобильном устройстве использует информационную службу для запроса информации о производительности от точки доступа WiMAX . Этот запрос передается через мобильное устройство MIHF через точку доступа WiMAX MIHF на беспроводной уровень точки доступа WiMAX .

6. Уровень WiMAX в точке доступа использует IEEE 802.16f для получения информации о производительности и сообщает, что он может запланировать сеанс, используя свою службу незапрашиваемых грантов, UGS, с задержкой канала 5 мс или при опросе в реальном времени. Услуга с задержкой ссылки 18 мс.

7. DiffServ выбирает WiMAX UGS и использует службу команд MIH, чтобы сообщить мобильному устройству о необходимости передачи обслуживания. Он также может использовать Mobile IP, если требуется изменение IP-адреса мобильного устройства.

Связанные стандарты

Другой стандарт, который может использоваться для передачи обслуживания от одной беспроводной технологии к другой, - это UMA, нелицензированный мобильный доступ , который обеспечивает передачу обслуживания между WiFi и GSM / GPRS / UMTS . Первоначально он был разработан независимым отраслевым консорциумом и был включен в стандарты 3GPP в 2005 году под названием GAN (Generic Access Network).

Другой интересный стандарт - это 802.11u, который обеспечивает роуминг между сетями 802.11 и другими сетями, так что услуги из одной сети могут быть доступны, когда пользователь подписан на услуги из другой сети. Однако он не обеспечивает передачу текущих IP-сессий.

Смотрите также

Балансировка нагрузки (вычисления)
Множественная адресация
Вертикальная передача
Доступ к функции обнаружения и выбора сети

использованная литература

Дэвид Дж. Райт; Поддержание QoS во время переключения между несколькими технологиями беспроводного доступа, Международная конференция по мобильной коммерции, Торонто, июль 2007 г.

Ок Сик Ян; Сон Гон Чой; Джун Кюн Чой; Чон Су Пак; Хён Джун Ким; Структура хэндовера для бесперебойной поддержки услуг между проводными и беспроводными сетями, Advanced Communication Technology, 2006. ICACT 2006. 8-я Международная конференция, Том 3, 20-22 февраля 2006 г. Страница (и): 6 стр.

Аль-Мосави, Т .; Мудро, Д .; Aghvami, H .; Новое решение для микромобильности на основе независимой передачи данных и SIP, Конференция по автомобильным технологиям, 2006 г. VTC-2006, осень 2006 г. IEEE 64, сентябрь 2006 г. Страницы: 1 - 5

Юн Ён Ан; Бён Хо Яэ; Кан Вон Ли; Ю Зе Чо; У Ён Чжон; Снижение задержки передачи обслуживания с использованием сервисов MIH в MIPv6, Advanced Information Networking and Applications, 2006. AINA 2006. 20-я Международная конференция, Том 2, 18-20 апреля 2006 г. Страница (и): 229 - 234

внешние ссылки

http://www.intel.com/technology/magazine/communications/mobility-on-wireless-0905.htm дает представление Intel о MIH.
http://tools.ietf.org/html/draft-hancock-mipshop-gist-for-mih-00 предоставляет соответствующий Интернет-проект.
http://www1.cs.columbia.edu/~dutta/research/wpmc-final.pdf описывает лабораторный эксперимент, демонстрирующий эффективность некоторых функций MIH.