Generiskt åtkomstnätverk - Generic Access Network

Generic Access Network ( GAN ) är ett protokoll som utökar applikationer för mobil röst, data och multimedia ( IP Multimedia Subsystem / Session Initiation Protocol (IMS / SIP)) över IP -nätverk. Olicensierad mobil åtkomst ( UMA ) är det kommersiella namnet som används av mobiloperatörer för extern IP -åtkomst till sina kärnnätverk. Den senaste generationens system heter Wi-Fi Calling eller VoWiFi av ett antal telefontillverkare, inklusive Apple och Samsung , ett drag som speglas av operatörer som T-Mobile US och Vodafone . Tjänsten är beroende av IMS, IPsec, IWLAN och ePDG .

I huvudsak tillåter GAN mobiltelefonpaket att vidarebefordras till en nätverksanslutningspunkt över internet, snarare än över-the-air med GSM / GPRS , UMTS eller liknande. En separat enhet som kallas en "GAN -kontroller" (GANC) tar emot denna data från Internet och matar den in i telefonnätet som om den kommer från en antenn på ett torn. Samtal kan ringas från eller tas emot till handenheten som om de var direktanslutna direkt till GANC: s närvaro . Systemet är i huvudsak osynligt för nätverket som helhet, GAN används för att låta UMA-kompatibla mobiltelefoner använda Wi-Fi- nätverk för att ansluta samtal, istället för konventionella celltorn . Detta kan vara användbart på platser med dålig celltäckning där någon annan form av internetåtkomst är tillgänglig, särskilt hemma eller på kontoret. Systemet erbjuder sömlös överlämning , så att användaren kan flytta från cell till WiFi och tillbaka igen med samma osynlighet som mobilnätet erbjuder när man flyttar från torn till torn.

Eftersom GAN-systemet fungerar över internet kan en UMA-kompatibel telefon ansluta till sin tjänsteleverantör från vilken plats som helst med internetåtkomst. Detta är särskilt användbart för resenärer som kan ansluta till sin leverantörs GANC och ringa in i sitt hemtjänstområde var som helst i världen. Detta är emellertid beroende av kvaliteten på internetanslutningen och fungerar kanske inte bra över begränsad bandbredd eller lång latensanslutningar. För att förbättra servicekvaliteten (QoS) i hemmet eller på kontoret tillhandahåller vissa leverantörer också en specialprogrammerad trådlös åtkomstpunkt som prioriterar UMA -paket.

Historia

UMA utvecklades av en grupp operatörs- och leverantörsföretag. De första specifikationerna publicerades den 2 september 2004. Företagen bidrog sedan med specifikationerna till tredje generationens partnerskapsprojekt (3GPP) som en del av 3GPP -arbetsposten "Generic Access to A/Gb interfaces". Den 8 april 2005 godkände 3GPP specifikationer för Generic Access to A/Gb -gränssnitt för 3GPP Release 6 och bytte namn till systemet till GAN. Men termen GAN är lite känd utanför 3GPP -communityn, och termen UMA är vanligare inom marknadsföring.

Driftsätt

Den ursprungliga version 6 GAN -specifikationen stödde en 2G (A/Gb) -anslutning från GANC till det mobila kärnnätverket (MSC/GSN). Idag är alla kommersiella GAN-enheter med dubbla lägen för handenheter baserade på en 2G-anslutning och alla GAN-aktiverade enheter är 2G/Wi-Fi med två lägen. Specifikationen definierade dock stöd för multimode -handenhet. Därför stöds 3G/2G/Wi-Fi-handenheter i standarden. De första 3G/UMA -enheterna tillkännagavs under andra halvåret 2008.

En typisk UMA/GAN -handenhet kommer att ha fyra driftslägen:

  • GERAN -endast: använder endast mobilnät
  • GERAN-föredragen: använder mobilnät om det är tillgängligt, annars 802.11- radion
  • GAN-föredragen: använder en 802.11-anslutning om en åtkomstpunkt är inom räckvidd, annars mobilnätet
  • GAN-only: använder endast 802.11-anslutningen

I alla fall söker handenheten efter GSM -celler när den först slås på för att fastställa dess platsområde. Detta gör det möjligt för operatören att dirigera samtalet till närmaste GANC, ställa in korrekt prisplan och följa befintliga roamingavtal.

I slutet av 2007 förbättrades GAN -specifikationen för att stödja 3G (Iu) gränssnitt från GANC till det mobila kärnnätverket (MSC/GSN). Detta inbyggda 3G-gränssnitt kan användas för dubbla lägen såväl som för 3G- femtocellleverans . GAN release 8 -dokumentationen beskriver dessa nya funktioner.

Fördelar

För transportörer:

  • I stället för att bygga dyra basstationer för att täcka döda zoner , tillåter GAN transportörer att lägga till täckning med hjälp av billiga 802.11-åtkomstpunkter. Prenumeranter hemma har mycket bra täckning.
  • Dessutom lindrar GAN överbelastning (vilket innebär att nätverk kan, via GAN, i huvudsak piggyback på annan infrastruktur) på GSM- eller UMTS-spektrumet genom att ta bort vanliga typer av samtal och dirigera dem till operatören via det relativt billiga internet
  • GAN är vettigt för nätoperatörer som också erbjuder internettjänster. Operatörer kan utnyttja försäljningen av den ena för att marknadsföra den andra, och kan fakturera båda till varje kund.
  • Vissa andra operatörer driver också nätverk med 802.11 hotspots, till exempel T-Mobile . De kan utnyttja dessa hotspots för att skapa mer kapacitet och ge bättre täckning i befolkade områden.
  • Operatören betalar inte för mycket av tjänsten, den som tillhandahåller Internet och Wi-Fi-anslutning betalar för en anslutning till Internet och betalar effektivt den dyra delen av att dirigera samtal från abonnenten. Men operatörer vidarebefordrar vanligtvis inte dessa besparingar i form av lägre räkningar till kunder som använder Wi-Fi för samtal.

För prenumeranter:

  • Abonnenter inte lita på sin operatör förmåga att rulla ut torn och täckning, så att de kan åtgärda vissa typer av täckning döda zoner (t.ex. i hemmet eller arbetsplatsen) själva.
  • De billigare priserna för 802.11 -användning, i kombination med bättre täckning hemma, gör det billigare och praktiskt att använda mobiltelefoner istället för fasta telefoner.
  • Genom att använda IP över 802.11 elimineras dyra avgifter vid roaming utanför operatörens nätverk.
  • GAN är för närvarande den enda kommersiella teknik som finns tillgänglig som kombinerar GSM och 802.11 till en tjänst som använder ett enda nummer, en enda handenhet, en enda uppsättning tjänster och en enda telefonkatalog för alla samtal.
  • GAN kan migrera mellan IP och mobiltäckning och är därmed sömlöst; Däremot tappas samtal via tredjeparts VOIP plus en datatelefon när du lämnar hög volym datatäckning.

Nackdelar

  • Prenumeranter måste uppgradera till Wi-Fi/UMA-aktiverade handenheter för att dra nytta av tjänsten.
  • Samtal kan vara mer benägna att koppla från när handenheten övergår från Wi-Fi till den vanliga trådlösa tjänsten och vice versa (eftersom handenheten flyttade ut eller inom Wi-Fi: s räckvidd). Hur mycket detta är ett problem kan variera beroende på vilken telefon som används.
  • UMA kan använda olika frekvenser som är mer benägna för vissa typer av störningar
  • Vissa inställningar kan krävas för att tillhandahålla anslutningsinställningar (t.ex. autentiseringsinformation) innan fördelarna kan upplevas. Detta kan ta tid för prenumeranter och kräver ytterligare stöd. Kostnaderna för support kan vara för mer än företaget för trådlösa telefoner: nätverksadministratörer kan bli ombedda att hjälpa en användare att ange lämpliga inställningar i en telefon (som nätverksadministratören kanske inte vet så mycket om).
  • Telefonerna som stöder flera signaler (både UMA/Wi-Fi och typen av signal som används av leverantörens torn) kan vara dyrare, särskilt att tillverka, på grund av ytterligare kretsar/komponenter som krävs
  • Detta använder resurserna i nätverket som tillhandahåller Wi-Fi-signalen (och alla indirekta nätverk som sedan används när det nätverket används). Bandbredden är förbrukad. Vissa typer av nätverkstrafik (som DNS och IPsec-krypterad) måste tillåtas av nätverket, så ett beslut om att stödja detta kan ställa vissa krav på nätets säkerhetsregler (brandvägg).
  • För att använda GAN/UMA på en mobil krävs att WiFi -modulen är aktiverad. Detta tappar i sin tur batteriet snabbare och minskar både samtalstid och standby -tid jämfört med att inaktivera GAN/UMA (och i sin tur WiFi).
  • UMA fungerar inte med mobilbaserad E911 som använder GPS / Assisted GPS . Vanligtvis åtgärdas detta genom att låta abonnenten registrera en fast primäradress hos operatören via mobilinställningar, en app eller webbplats som tillhandahålls av operatören.
  • Inga QoS -garantier. Internet (och i förlängningen de flesta hemnätverk) fungerar på en leveransmodell med bästa ansträngning , så överbelastning av nätverket kan störa samtalskvaliteten. Vanligtvis konkurrerar ett problem för abonnentens hemnätverk eftersom spel, högupplöst video eller P2P -fildelning tävlar om tillgänglig bandbredd. Vissa nätverksutrustningar kan hantera detta genom att möjliggöra QoS för VoIP -protokoll, men kompliceras av det faktum att de flesta UMA körs över IPsec över UDP vilket gör de underliggande protokollen (IMS/SIP) ogenomskinliga ur ett nätverksperspektiv. Handenheter kan mildra detta genom att prioritera IPsec -trafiken internt till en annan WMM -klass (t.ex. AC_VO). Detta kräver också att resten av abonnentens nätverk (om det inte är helt integrerat som i de flesta WiFi-routrar/åtkomstpunkter i hemmet) vet hur man tar sådan trafik och prioriterar den framför annan bulk/latenskänslig trafik.

Tjänstdistributioner

Den första servicelanseringen var BT med BT Fusion hösten 2005. Tjänsten är baserad på standardteknik före 3GPP GAN. Ursprungligen använde BT Fusion UMA via Bluetooth med telefoner från Motorola . Från januari 2007 använde den UMA över 802.11 med telefoner från Nokia, Motorola och Samsung och märktes som en "Wi-Fi-mobiltjänst". BT har sedan avbrutit tjänsten.

Den 28 augusti 2006 var TeliaSonera först med att lansera en 802.11 -baserad UMA -tjänst som kallas "Home Free". Tjänsten startade i Danmark men erbjuds inte längre.

Den 25 september 2006 meddelade Orange sin "Unik -tjänst", även känd som Signal Boost i Storbritannien. Denna tjänst är dock inte längre tillgänglig för nya kunder i Storbritannien. Tillkännagivandet, det största hittills, täcker mer än 60 miljoner av Oranges mobilabonnenter i Storbritannien, Frankrike, Polen, Spanien och Nederländerna.

Cincinnati Bell tillkännagav den första UMA -distributionen i USA. Tjänsten, ursprungligen kallad CB Home Run, tillåter användare att överföra sömlöst från mobilnätet Cincinnati Bell till ett trådlöst hemnätverk eller till Cincinnati Bells WiFi HotSpots. Det har sedan dess märkts om som Fusion WiFi.

Detta följdes kort av T-Mobile US den 27 juni 2007. T-Mobile-tjänsten, som ursprungligen hette "Hotspot Calling", och märktes om till "Wi-Fi Calling" 2009, gör det möjligt för användare att sömlöst överföra från T-Mobile-mobilen nätverk till ett 802.11x trådlöst nätverk eller T-Mobile HotSpot i USA.

I Kanada lanserade både Fido och Rogers Wireless UMA-planer under namnen UNO och Rogers Home Calling Zone (senare rebranded Talkspot, och därefter rebranded igen som Wi-Fi Calling), den 6 maj 2008.

I Australien har GAN implementerats av Vodafone, Optus och Telstra.

Sedan den 10 april 2015 har Wi-Fi-samtal varit tillgängligt för EE- kunder i Storbritannien från början på Nokia Lumia 640 och Samsung Galaxy S6 och Samsung Galaxy S6 Edge- telefoner.

I mars 2016 lanserade Vodafone Nederländerna stöd för Wi-Fi Calling tillsammans med VoLTE .

Sedan hösten 2016 har Wifi Calling / Voice over Wifi varit tillgängligt för kunder i Telenor Danmark, inklusive möjligheten att överlämna till och från 4G (VoLTE) -nätet. Detta är tillgängligt för flera Samsung- och Apple -telefoner.

AT&T och Verizon kommer att lansera Wi-Fi-samtal 2015.

Branschorganisationen UMA Today spårar all operatörsverksamhet och telefonutveckling.

I september 2015 lanserade sydafrikanska mobilnätet Cell C WiFi Calling på sitt sydafrikanska nätverk.

UMA/GAN Beyond Dual-mode

Medan UMA nästan alltid är associerat med dual-mode GSM/Wi-Fi-tjänster, är det faktiskt en "generisk" åtkomstnätverksteknik som tillhandahåller en generisk metod för att utöka tjänsterna och applikationerna i operatörens mobila kärna (röst, data, IMS) över IP och det offentliga Internet.

GAN definierar en säker, hanterad anslutning från mobilkärnan (GANC) till olika enheter/åtkomstpunkter över IP.

  • Femtocells: GAN -standarden används för närvarande för att tillhandahålla ett säkert, hanterat, standardiserat gränssnitt från en femtocell till det mobila kärnnätverket. Nyligen utfärdade Kineto, NEC och Motorola ett gemensamt förslag till 3GPP -arbetsgruppen som studerar femtoceller (även känt som ' Home Node B ' eller HNB) att föreslå GAN som grund för den standarden.
  • Analoga terminaladaptrar (ATA): T-Mobile USA erbjöd en gång en fast VoIP-tjänst som heter @Home. I likhet med Vonage kan konsumenterna överföra sitt fasta telefonnummer till T-Mobile. Sedan kopplar T-Mobile detta nummer till en analog telefonadapter. Konsumenten ansluter ATA till ett hemmabredband och börjar ta emot samtal till det fasta numret via IP -åtkomstnätverket. Tjänsten avbröts 2010, men tidigare prenumeranter var "farfar".
  • Mobil VoIP -klient: Konsumenter har börjat använda telefoni -gränssnitt på sina datorer. Program erbjuder ett billigt och bekvämt sätt att få tillgång till telefoni under resan. Nu kan mobiloperatörer erbjuda en liknande tjänst med en UMA-aktiverad mobil VoIP-klient. Klienten, som utvecklats av Vitendo, tillhandahåller ett spegelgränssnitt till en abonnents befintliga mobiltjänst. För mobiloperatören kan tjänster nu utökas till en dator/bärbar dator, och de kan ge konsumenterna ett annat sätt att använda sin mobila tjänst.

Liknande tekniker

GAN/UMA är inte det första systemet som tillåter användning av olicensierat spektrum för att ansluta handenheter till ett GSM -nätverk. Den GIP / IWP standarden för DECT tillhandahåller liknande funktionalitet, men kräver en mer direkt anslutning till GSM-nätet från basstationen. Medan DECT/GSM-telefoner med dubbla lägen har dykt upp har dessa i allmänhet varit funktionellt trådlösa telefoner med inbyggd GSM-telefon (eller tvärtom, beroende på din synvinkel), snarare än telefoner som implementerar DECT/GIP, på grund av bristen lämplig infrastruktur för att ansluta DECT-basstationer som stöder GIP till GSM-nät på ad hoc-basis.

GAN/UMAs förmåga att använda Internet för att tillhandahålla "sista milen" -anslutningen till GSM -nätet löser det stora problemet som DECT/GIP har mött. Hade GIP framkommit som en praktisk standard, skulle den låga energianvändningen av DECT -teknik i viloläge ha varit en fördel jämfört med GAN.

Det finns inget som hindrar en operatör från att distribuera mikro- och pico-celler som använder torn som ansluter till hemnätverket över Internet. Flera företag har utvecklat femtocellsystem som gör just det, genom att sända en "riktig" GSM- eller UMTS -signal och kringgå behovet av speciella telefoner som kräver 802.11 -teknik. I teorin är sådana system mer universella och kräver igen lägre effekt än 802.11, men deras laglighet kommer att variera beroende på jurisdiktion och kräver samarbete från operatören. Dessutom kan användare debiteras med högre mobiltelefonpriser, även om de betalar för DSL eller annat nätverk som slutligen transporterar deras trafik. däremot tar GAN/UMA -leverantörer ut lägre priser när de ringer från leverantörernas mobiltelefonnät.

Enheter

Routrar

Se även

Referenser

externa länkar