Исследования рынка телекоммуникаций подтверждают, что спрос на мобильные услуги растет с каждым годом, объем трафика мобильных данных в 2012 г. вырос на 70% по сравнению с 2011 г. Прогнозируется, что к 2017 г. этот показатель вырастет еще в 13 раз. В частности, AT&T – один из лидирующих мобильных операторов – сообщил о стопроцентном росте беспроводной передачи данных в 2010–2011 гг. и 200-кратном увеличении потока информации за последние пять лет. Сложившаяся ситуация создает серьезную нагрузку на сети сотовых операторов и требует применения различных методик оптимизации передачи данных, чтобы сохранить надлежащий уровень сервиса.

В частности, по данным Cisco, 33% трафика мобильных устройств в течение последнего года было передано через Wi-Fi и другие альтернативные сети. В результате поток трафика в сетях ряда мобильных операторов упал на 26%, освободив необходимые ресурсы сети. Таким образом, сегодня операторы могут рассматривать Wi-Fi как средство снижения нагрузки от сервисов передачи данных в сотовых сетях, что было названо термином Wi-Fi offload. Для предоставления доступа к сетям сегодня используются не только макросоты и малые соты (то есть базовые станции, создающие большое и малое покрытие), но также непосредственно сети Wi-Fi. При этом практика западных операторов показывает, что сочетание малых сот и Wi-Fi позволяет справляться с увеличением потребности в пропускной способности, повышая эффективность управления трафиком и снижая TCO передачи данных на 50%, а также формируя уникальные роуминговые предложения.

Алексей Ястребов, руководитель отдела технологических решений компании «Мегафон» так комментирует эту ситуацию: «Wi-Fi операторского класса получает все большее распространение в мире, и отношение мобильных операторов к нему меняется. Все больше сетей Wi-Fi в мире разворачивается мобильными операторами с целью разгрузки сотовой сети. Так же изменение отношения отрасли можно заметить по регулярному упоминанию WLAN в последних релизах организации 3GPP. Зачастую термин Wi-Fi offload начал уступать место новому – Carrier Wi-Fi. То есть Wi-Fi уже начинает рассматриваться операторами как самостоятельная (наряду с GSM/UMTS/LTE) RAN (Radio Access Network) с «бесплатным» частотным ресурсом». Особую сложность, по его мнению, представляет подключение пользователя к Wi-Fi, когда надо самостоятельно выбрать нужную сеть из множества других, доступных в конкретной точке.

Отрасль возлагает большие надежды на технологию hotspot 2.0 (Wi-Fi Certified Passpoint), продвигаемую Wireless Broadband Alliance, которая должна будет сделать подключение к Wi-Fi таким же простым, как и к сотовым сетям. Большинство производителей оборудования уже объявили о ее поддержке. Ее повсеместное внедрение повлечет за собой бурное развитие новых операторских сетей Wi-Fi, так как существенно снижает сложность подключения к данным сетям (устройство подключается к сети практически самостоятельно). Альянс 3GPP в 12-м релизе стандартов релизе 12 планирует так же осветить данный вопрос (WLAN Network Selection for 3GPP Terminals).

«В целом у Wi-Fi достаточно большие перспективы и большой потенциал (почти все выпускаемые ныне устройства поддерживают Wi-Fi). Данной теме в последнее время уделяется много внимания как со стороны операторов, так и со стороны поставщиков решений. И так как потребление трафика пользователями растет почти экспоненциально, точечное разворачивание сетей Wi-Fi операторами – дело ближайшего будущего», – заключает Алексей Ястребов.

Капитализация роуминга

До недавнего времени роуминг представлял собой проблему для устройств, работающих в разных диапазонах, а высокая стоимость трафика вынуждала абонентов отказываться от передачи мобильных данных в роуминге, по крайней мере, по тарифам своего оператора. Тем временем Wi-Fi-роуминг позволяет пользователям подключаться к сети за рубежом с помощью технологии аутентификации на базе SIM-карт, сохраняя привязку к своему номеру и домашнему оператору связи.

«Полная интеграция с мобильными сетями на уровне оператора имеет важнейшее значение в успешном развертывании Wi-Fi не только для аутентификации пользователя и передачи данных, но и для обеспечения таких услуг, как тарификация, установка политик, голосовая связь, передача сообщений и роуминг. С помощью этой технологии операторы связи могут повысить доходность в роуминге, обеспечив своим клиентам доступ к высокоскоростной передаче данных и дополнительным услугам по приемлемой цене», – говорит Мария Анчеева, заместитель директора департамента заказной разработки R-Style.

Таким образом, загрузка через Wi-Fi позволяет решить сразу несколько задач. Во-первых, разгружаются сотовые сети от передачи данных для сервисов с большим объемом трафика, сохраняя нужную пропускную способность для голосовых данных. Кроме того использование технологии Wi-Fi позволяет стимулировать партнерские связи с ее сторонними операторами и дает адекватный ответ на потребность рынка в росте передачи данных, голоса и SMS. Данный подход дополняет существующие сотовые сети (вплоть до LTE) и открывает альтернативный доступ, включая в процесс обмена данными как смартфоны с различными модулями связи, так и новые устройства, которые могут вообще не иметь своей SIM-карты.

Что касается роуминга через Wi-Fi, то его преимущества очевидны: абоненты получают возможность экономить на связи, а операторы возвращают часть доходов, которая была бы упущена из-за нежелания абонента пользоваться дорогостоящими услугами связи. Таким образом, происходит повышение пользовательской ценности и предотвращение оттока абонентов, в том числе покупающих местные SIM-карты в зарубежных странах. Соответственно, появляются новые, более эффективные тарифы для роуминга, позволяющие использовать существующие сети Wi-Fi. Они обеспечат доступ в интернет с минимальными затратами со стороны оператора.

Возможности Wi-Fi offload

Благодаря эффективному решению целого ряда задач, касающихся роуминга и разгрузки сетей, во всем мире Wi-Fi рассматривается в качестве одного из ключевых элементов мобильной экосистемы будущего. «Ведущие операторы уже внедрили Wi-Fi в экосистемы домашних сетей и в роуминге. Это недорогой и не зависящий от диапазона частот способ передачи данных, доступный на любом смартфоне и планшетном ПК. С помощью программных решений операторы и пользователи сотовой связи получают непрерывный доступ к Wi-Fi, аналогичный доступу к сотовым сетям. Абоненты могут выходить в сеть через Wi-Fi без необходимости ввода паролей разных сетей и постоянного контроля за дополнительными расходами. Процесс бесперебойный и незаметен для пользователя», – говорит Сергей Бочкарев, региональный директор компании Bluesocket, занимающейся разработкой оборудования для создания беспроводных сетей Wi-Fi.

Современные точки доступа вместе с другими компонентами комплексного решения для Wi-Fi Offload позволяют проводить автоматическую аутентификацию абонента через связанную с SIM-картой учетную запись и прозрачное подключение к сети Wi-Fi. Таким образом, оператор получает контроль над доступом абонента к услугам, являющийся основой для получения доходов. Такие продукты позволяют быстро и эффективно интегрировать Wi-Fi и сотовые сети, легко и быстро реализуя Wi-Fi-разгрузку и роуминг в домашних и международных сетях. Применение единой платформы, признанной во всем мире, открывает возможности для предоставления глобальных услуг Wi-Fi абонентам мобильной связи, гарантируя постоянный и бесперебойный доступ к разнообразным услугам. При этом не важно, какое устройство использует клиент и какую точку доступа он выбрал сегодня – биллинг, аутентификация и предоставление сервисов ложится на партнеров оператора, которые, как правило, являются крупными провайдерами широкополосного доступа.

Поддержка Wi-Fi offload на устройствах

Реализовать Wi-Fi offload достаточно просто. Для функционирования технологии кроме точек доступа требуется наличие сервера авторизации и мобильного клиента. Сервер представляет собой узел обслуживания операторского класса, предназначенный для взаимодействия с базовой сетью оператора мобильной связи и сетевой инфраструктурой Wi-Fi. Мобильный клиент – это приложение для смартфона, обеспечивающее автоматизированное обнаружение сетей Wi-Fi, идентификацию и авторизованный доступ. Такие комплексные решения разрабатываются разными компаниями. Существует технология EAP-SIM, с помощью которой происходит автоматическая аутентификация абонентов через SIM-карты. Как следствие, операторы смогут предоставить своим абонентам приемлемый по цене доступ в интернет и повысить доходность в роуминге.

Главной проблемой реализации Wi-Fi offload является разнообразие мобильных устройств, не обладающих необходимым функционалом – поддержкой аутентификации по SIM-карте. Таким образом, для полномасштабного применения Wi-Fi offload мобильным операторам необходимо разрабатывать или заказывать дополнительное программное обеспечение, которое позволит автоматизировать процесс перехода между сетями 3G/4G и Wi-Fi, исключив дополнительные действия абонента.

Для незаметного и комфортного переключения пользователя между сетями лучше всего использовать технологию аутентификации EAP-SIM. При этом пользователю не придется вводить логин и пароль – вся аутентификация происходит «прозрачно». Но большая часть мобильных устройств не обладает поддержкой соответствующего протокола для реализации этого процесса. В этом случае необходима одноразовая аутентификация для пользователей в ручном режиме по паре логин–пароль, либо разработка SIM-аплета для каждого вида операционной.

Но даже при отдельной разработке все труды по внедрению Wi-Fi offload окупаются достаточно быстро. «Wi-Fi Offload действует как дополнительный компонент общего сетевого решения по снижению потребности в пропускной способности и плотности инфраструктуры, позволяющий уменьшить совокупную стоимость владения», – считает Кирилл Савельев, архитектор решений в компании Hewlett-Packard.

Мировой опыт

Ведущие операторы уже сегодня активно используют приемы разгрузки сети. Так поступил и один из крупнейших североамериканских провайдеров мобильной связи, обслуживающий 150 млн пользователей. Услуги беспроводной связи обеспечивают 50% дохода оператора. Из этой суммы примерно 40% приходится именно на передачу данных.

Оператор решил предоставить своим клиентам Wi-Fi-роуминг через протокол WISPr 1.0+, чтобы восстановить упущенные доходы от роуминга среди клиентов, считающих эту услугу дорогой или нашедших альтернативные варианты, а также минимизировать негативный эффект от сокращения доходности роуминга данных в 3G, вызванного снижением оптовых цен на 3G-трафик. В результате компания смогла предложить потребителям контракты с фиксированной стоимостью и объемом трафика, которые включают в себя дополнительный пакет данных для роуминга в некоторых странах мира. Для реализации проекта в мобильном клиенте для iOS и Android была реализована поддержка протокола WISPr 1.0+.

В результате оператору удалось реализовать прозрачную аутентификацию в партнерских точках доступа, исключив необходимость ввода имени пользователя и пароля. Оператор получил множество положительных отзывов от клиентов, использовавших высокоскоростной интернет именно там, где он был нужен, и значительно увеличил свои доходы от передачи данных в роуминге.

Другой крупный американский оператор с абонентской базой в 6 млн пользователей преуспел в своем стремлении преодолеть ограничения, накладываемые на него стандартом связи CDMA. Для этого было принято решение обеспечить роуминг и непрерывность предоставления услуг за пределами сетей CDMA, а также осуществить прием голосовых вызовов и SMS в любых условиях, в том числе и за границей. На базе Wi-Fi-роуминга была реализована схема подключения мобильных устройств (смартфонов и планшетов) к единой сети по протоколу IP. А с помощью мобильного клиента услуги связи, включая голосовые вызовы и сообщения SIP/IMS, стали поступать на смартфоны через Wi-Fi с использованием того же идентификатора MSISDN, который используется в домашней сети.

Один из крупнейших операторов мобильной связи на Ближнем Востоке также решил использовать возможности по Wi-Fi-разгрузке. Его абонентская база составляет 16 млн пользователей, а количество пользователей сервисов мобильной передачи данных с 2011 г. утраивается каждый год. Чтобы ответить этой тенденции, оператор по сей день ведет активное развертывание сети точек доступа Wi-Fi.

В результате была внедрена система Wi-Fi разгрузки на базе стандартов EAP-SIM/AKA. Система аутентификации обеспечивает безопасный доступ к высокоскоростным каналам Wi-Fi для устройств, совместимых с EAP – iPhone, iPad, BlackBerry и современные смартфоны на Android. Поддержка устройств, не работающих с EAP, в первую очередь предыдущих поколений смартфонов на Android, была реализована на базе WISPr 1.0+. Решение обеспечило автоматическую аутентификацию в сетях Wi-Fi и межсетевое взаимодействие с сотовыми реестрами HLR. Сегодня компания строит планы по внедрению WISPr 1.0+ на все устройства для Wi-Fi-роуминга за рубежом.

Практика показывает, что ведущие операторы уже внедрили Wi-Fi в существующие экосистемы домашних сетей и стремятся использовать их в роуминге. Преимуществом Wi-Fi является доступность с точки зрения финансов и частот, а также поддержка на всех современных смартфонах и планшетах. С помощью программных решений операторы и пользователи сотовой связи получают непрерывный доступ через Wi-Fi по аналогии с передачей данных в самих сотовых сетях. При грамотной реализации абонентам нет необходимости вводить пароли и контролировать дополнительные расходы в разных сетях. Таким образом, концепция Wi-Fi Offload действует как дополнительный компонент общей сетевой инфраструктуры, снижающий потребность в пропускной способности и плотности инфраструктуры и позволяющий уменьшить совокупную стоимость владения сетью.