思博倫通信

思博倫技術專欄

Wi-Fi分流，您準備好了嗎

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編者按：Wi-Fi分流為用戶、運營商及其Wi-Fi網絡伙伴提供了許多優(yōu)勢。與此同時，Wi-Fi分流極為復雜，需要運營商進行徹底的測試才能確?？蛻臬@得透明的高質量體驗。這一過程中包括用戶提供透明的高質量體驗，而且使之能夠在用戶和應用需求不斷增長的情況下保持不變。這些解決方案還必須易于服務商隨時部署，包括與現(xiàn)有的客戶計費系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實現(xiàn)集成，實現(xiàn)后續(xù)的管理和監(jiān)視。思博倫通信的《Wi-Fi分流，您準備好了嗎》一文基于思博倫通信已開發(fā)出的一套稱為PASS的測試方法，為運營商、網絡設備制造商和Wi-Fi伙伴使用這套方法來對性能、可用性、安全性和擴展能力加以驗證提供幫助。通過驗證Wi-Fi分流的實際工作能力，運營商可以減少其網絡中的擁塞，并且以高成本效益的方式提供客戶所期待的性能。

1 引言

消費者和企業(yè)用戶對移動寬帶和IP服務的使用量越來越大，高清視頻流等應用的帶寬密集型本質，以及用戶移動設備數(shù)量的增長，都對運營商的移動網絡帶來了巨大的壓力。

Wi-Fi分流是面對此類問題時的解決方案之一，該解決方案使用的是802.11協(xié)議，而為運營商的3G或LTE等提供移動無線連接補充。Wi-Fi分流能夠以透明的方式將設備連接到可用的固定熱點或Wi-Fi接入點（AP）。通過使用Wi-Fi連接到Internet，可以很容易地繞過運營商的移動網絡，因此可以大幅度減少對移動網絡的壓力。

網絡設備制造商（NEM）提供和測試Wi-Fi分流網關等設備。運營商也在將其網絡與Wi-Fi接入點進行整合。然而，在Wi-Fi分流服務廣泛投入運營之前，各方都需要對可靠性、速度、簡便程度和擴展規(guī)模執(zhí)行嚴格的測試，確保其分流實施能夠滿足真實客戶的需求。當服務部署后，運營商還將執(zhí)行后續(xù)的測試，驗證目標服務水平，并且查明在哪些地方需求添置更大的容量。運營商伙伴也將執(zhí)行多項測試，對端對端Wi-Fi分流解決方案的單個組件進行驗證。

為了在Wi-Fi分流中取得成功，運營商及其伙伴必須熟悉與Wi-Fi分流相關的技術和業(yè)務關鍵問題；確保了解并解決了所有的關鍵成功因素；使用適當?shù)臏y試標準來產生結果，驗證是否達到了性能、可用性、安全性和擴展性（即PASS）的充足水平。

應當圍繞以下3個關鍵因素來構建適當?shù)臏y試解決方案（包括設備、專業(yè)能力和流程）：

●包含詳細流程和測試例的PASS測試方法。

●可支持最新聯(lián)網規(guī)格的測試設備。

●專門用于Wi-Fi分流測試的自動化工具。

根據(jù)這3項因素而構建起來的適當測試解決方案將在Wi-Fi分流系統(tǒng)的設計、搭建和驗證過程中提供幫助，滿足運營商、伙伴和客戶對性能、可用性、安全性和擴展能力的要求。這對于Wi-Fi分流的競爭力至關重要，而且對運營商保持增長的能力也是不可或缺的。

2 寬帶密集應用帶來挑戰(zhàn)

隨著語音和寬帶數(shù)據(jù)對移動無線頻譜的使用量越來越大，問題也伴隨著成功而來。早期的iPhone使用者曾抱怨說，如果在一個服務區(qū)中的用戶數(shù)量太多，就可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)飽和/或信號飽和，進而導致服務惡化，甚至出現(xiàn)服務丟失的情況。目前，使用的具備蜂窩語音和寬帶能力的設備在數(shù)量和范圍上每個小時都在增加。除智能電話、平板電腦、筆記本和游戲設備等以個人為中心的設備外，移動寬帶設備還被安裝在各種車輛上，包括汽車、公交車和火車等。

除不斷增長的用戶和應用數(shù)量外，還有另外幾個促進帶寬需求持續(xù)增長的原因：

●更多的使用時數(shù)：無論是在家中、辦公室，還是在移動過程中，許多設備擁有者都通過移動寬帶連接開展自己的工作。

●更龐大的內容：如蘋果新版iPad上的電影流和下載內容所消耗的帶寬是iPad2或其它較低像素顯示屏設備的4倍。

●越來越多的接入：不斷擴展的移動網絡為在任何地點使用視頻等高帶寬應用提供了更多的機會。LTE上的語音（VoLTE）則是另外一種新興的應用，也會帶來很多挑戰(zhàn)。

對于運營商而言，客戶對帶寬不斷增長的需求也增加了不滿意用戶的數(shù)量，而這些用戶很可能會轉而選擇其它的服務商。此外，也會限制運營商招攬新客戶和開拓新市場的積極性。

移動網絡面臨的這種不斷增長的負擔不僅僅是運營商關注的問題，而且很快也會讓用戶擔憂，其中包括更貴的賬單和/或低劣的服務。

3 解決之道

要想解決問題，一種顯而易見的方式就是升級網絡。然而，升級的過程極為耗時，而且代價高昂。即使網絡已經升級到最佳的最新技術，事實仍然是移動無線頻譜是有限的。因此，必須考慮其它的解決方案。

解決問題的其它方法包括調整數(shù)據(jù)資費套餐和對用量較大的客戶加以限制。例如，運營商可能會取消無限數(shù)據(jù)流量的套餐，希望借此來降低網絡上的需求。不幸的是，這種方法會在客戶當中引發(fā)不滿情緒，而且并不一定能夠降低對網絡的需求。對高流量客戶進行限速也會遭遇同樣的問題，而且由于需要采用訪問控制和策略實施等技術，也會提高網絡的復雜性。

運營商真正需要的是一種可以加強其市場地位的解決方案，即改善而非限制其移動寬帶產品。要解釋這一問題，首先需要迅速了解運營商希望實現(xiàn)的最基本目標。

●保持客戶滿意度：要想實現(xiàn)這一目標，一定程度上需要維持可接受的性能并避免過高的使用費用，如果無法做到，將迫使用戶轉投其它的運營商。

●增加新的客戶：減少擁塞不僅可以提高客戶滿意度和忠誠度，還可以使運營商在現(xiàn)有的網絡中增加新的客戶。

為了實現(xiàn)這兩項核心目標，方法之一就是充分利用其它的現(xiàn)有網絡。這就要求以透明的方式從3G和LTE等移動無線網絡上分流數(shù)據(jù)流量，并使用一個或多個替代路徑連接到運營商的核心網絡和/或Internet。

4 Wi-Fi：為移動網絡分流的理想之選

Wi-Fi分流解決方案正在變?yōu)楝F(xiàn)實?；?GPP的Wi-Fi分流建議將實現(xiàn)無縫的用戶體驗。目前，多數(shù)手機在加入每一個Wi-Fi網絡時都要認證，而3GPP的建議使用戶能夠從一個Wi-Fi伙伴的覆蓋范圍漫游到另外一個伙伴的覆蓋范圍，而且不需要中斷呼叫，也不需要重新建立連接，只要他們擁有與目前移動數(shù)據(jù)服務類似的漫游合約即可（見圖1）。

在人們移動頻率較低的場所，正在推出越來越多的大型Wi-Fi網絡。例如，在越來越多的住宅、私營商業(yè)和公共地點，寬帶Internet服務已經能夠提供移動流量的分流能力；在越來越多的辦公地點，授權用戶也可以使用Wi-Fi，而且訪客也可以獲得臨時的Internet訪問賬戶，但這些網絡通常會阻止其它的本地用戶和設備。

一些服務商還更進一步，正在為其移動寬帶用戶提供無縫的Wi-Fi分流服務。Wi-Fi服務商建立的伙伴關系使移動運營商也能夠訪問住宅和商業(yè)區(qū)的大型Wi-Fi網絡。這就使移動運營商可以利用Wi-Fi來分流其移動網絡上的流量，不僅可以降低成本，還可以改善用戶體驗。

目前，越來越多的酒店、機場、會議中心、圖書館、學校、購物中心、保健服務商和其它機構都在提供Wi-Fi熱點。這些熱點中有些會向大眾免費開放，有些則只供具備授權的付費用戶使用。而且，運營商通過伙伴關系開放一些隨用隨付式的接入點。

在某一段時間中，移動用戶中的絕大多數(shù)都處于一個或多個Wi-Fi接入點的范圍內。因此，移動寬帶用戶能夠使用可用的本地Wi-Fi服務是非常有意義的。Wi-Fi分流將成為數(shù)據(jù)連接的理想替代方案。

圖1 3GPP的Wi-Fi分流

5 運營商面臨的挑戰(zhàn)

從移動網絡到Wi-Fi的分流設備流量過程需要在移動核心的邊緣添加一個Wi-Fi網關。這些網關可以部署為路由器等其它已安裝網絡設備的一項功能。Wi-Fi網關在運營商的網絡和本地熱點之間能夠提供橋接加密/未加密域和傳輸會話和流量的能力，還可提供訪問運營商和熱點授權和計費數(shù)據(jù)庫的能力，最終使設備能夠在網絡和Wi-Fi網絡，以及Wi-Fi接入點之間實現(xiàn)漫游。

Wi-Fi網關是總體解決方案中的一個核心組件，只有部署了該組件后，運營商才能為其客戶提供Wi-Fi分流能力。此類完整的解決方案必須：

●與具備和可添加Wi-Fi能力的現(xiàn)有設備協(xié)同工作。

●與現(xiàn)有的Wi-Fi熱點和接入點輕松集成。

●與特定的設備自動協(xié)同工作，其中包括：

——自動選擇和跳轉至可用的Wi-Fi。

——在Wi-Fi熱點和接入點之間無縫漫游。

——在離開Wi-Fi覆蓋范圍時轉回移動網絡。

●為用戶提供連貫的良好性能，包括移動和Wi-Fi之間和單個Wi-Fi接入點之間的無感跳轉。

●包括用戶設備在運營間和伙伴Wi-Fi網絡上的接入和驗證，并且通過使用可接受的加密方式來確保安全性。

●與3G和4G包核心網關的集成將為用戶提供與蜂窩網絡上類似的體驗和特性。

●與計費數(shù)據(jù)庫的集成使運營商能夠與伙伴之間對潛在收入進行分配。

●支持比超套餐收費方式更好的定價形式，鼓勵用戶使用分流。

●在連接性能和接入/驗證管理方面具備擴展的能力。

必須強調的是，Wi-Fi分流對于客戶來說必須是一個無縫的過程。運營商及其Wi-Fi伙伴必須提供一種可連貫工作且非常可靠的自動化解決方案。

6 測試對于Wi-Fi分流的成功至關重要

為確保Wi-Fi分流解決方案在技術和商業(yè)上雙雙取得成功，必須將測試作為開發(fā)、銷售、部署和支持流程中的一個不可或缺的必備環(huán)節(jié)。對Wi-Fi分流的測試不僅僅用來查明和解決其中的問題。在Wi-Fi分流服務設計和部署之前和之中進行充分的測試也是必須的。為了監(jiān)視安裝和查找意外的性能惡化及故障，還需要在部署后持續(xù)執(zhí)行后續(xù)的測試。

由于測試是一項關鍵而又復雜的任務，因此首先確立測試的指導方法非常有益。思博倫通信已開發(fā)出一套稱為PASS的測試方法，運營商、網絡設備制造商和Wi-Fi伙伴均可以使用這套方法來對性能、可用性、安全性和擴展能力加以驗證。PASS中每個組成部分的示例測試如表1所示。

表1 PASS中每個組成部分的示例測試

為了完成適當?shù)腤i-Fi分流測試，需要執(zhí)行多項復雜的測試案。當然，測試團隊必須選擇有能力執(zhí)行這些測試并且支持相關協(xié)議和技術的設備。Wi-Fi分流的測試設備應支持以下能力：

●非常高的用戶設備和接入點仿真數(shù)量。

●基于802.1X和Radius的用戶設備驗證、AAA仿真。

●從接入點或用戶設備到網關的隧道化數(shù)據(jù)（CAPWAP、GRE、IPSEC等）。

●PGW和GGSN仿真。

●用戶設備和接入點DHCP支持。

●基于IP或以太網的隧道化，包括MPLS和VLAN支持。

●接入點間和接入點內移動性。

●3/4G至Wi-Fi的移動性。

首先，運營商和網絡設備制造商可能會希望執(zhí)行自己的測試來指導設計與開發(fā)的進程。但是，測試時應當使用的是必要的流程、簡潔易懂的指標，以及可由第三方獨立重現(xiàn)的設備來驗證運營商和廠商的判斷。

7 實踐Wi-Fi分流測試

Wi-Fi分流要為數(shù)百萬并發(fā)消費者和商業(yè)用戶服務，而且可能涉及到數(shù)百種設備，范圍則可能涉及一個或多個國家，因此對此類網絡服務進行測試時需要有全面的規(guī)劃、流程、人員、產品、項目管理和支持。

要驗證Wi-Fi分流這種復雜的大流量環(huán)境，僅依靠內部開發(fā)的工具和腳本是遠遠不夠的。事實上，普通的測試中所需的自動化測試工具也與被測系統(tǒng)具有相當?shù)膹碗s性和強大功能。在選擇商業(yè)測試產品時，必須非常謹慎。移動數(shù)據(jù)網絡中每天都會增加新的設備，并且采用最新的網絡規(guī)格。因此，一定要選擇不斷更新的測試產品才能支持最前沿的移動網絡服務和協(xié)議。

要想取得期望的結果，還必須正確開發(fā)出適合的測試案和流程。思博倫通信的產品和服務擁有經過實踐考驗的成功記錄，曾協(xié)助運營商、網絡設備制造商和其它機構創(chuàng)建和執(zhí)行過針對新型網絡技術和產品的最為全面的壓力測試。

Spirent Landslide是一整套面向未來移動網絡和服務的先進測試組件。當作為一整套解決方案使用時，它可以實現(xiàn)對整個移動和Wi-Fi生態(tài)體系的端對端測試。

Landslide Landslide提供全面的移動分組核心（MPC）網絡測試環(huán)境，可通過一個虛擬化的演進分組核心（vEPC）仿真出真實的控制和數(shù)據(jù)流量負載，并計算出響應時間、吞吐量以及實時POLQA語音質量測量數(shù)據(jù)。

●LandslideCore是一種可擴展的高性能平臺，專為測試和仿真2/3/4G和CDMA移動核心網絡及虛擬EPC而設計。

●LandslideWi-Fi可利用單個平臺提供集成式的蜂窩至Wi-Fi交接測試能力。

●LandslideDiameter是測試AAA功能、移動性管理、策略和收費控制的領先解決方案。

●Landslide服務通過實現(xiàn)測試解決方案投資的最大化，可以加快開發(fā)和部署進程，使專用的資源召之即來。

《思博倫ASS測試方法學報》是思博倫測試生態(tài)體系中的一個組成部分，定義和歸納了許多最為關鍵的PASS測試案例。該學報中包含了思博倫測試方法分類目錄，可以幫助您的開發(fā)工程師和產品驗證工程師迅速開發(fā)和測試復雜的解決方案。利用PASS測試方法和自動化工具及測試案例，可以大幅提高任何關鍵網絡解決方案的成功機率。

與質量保障和文檔的其它方面一樣，必須在產品開發(fā)過程中盡可能早的階段進行測試，而只有這樣才能確保產品中包含有需要測試的特性，并且確保這些特性能夠與測試設備正確連接和互動。

8 結束語

Wi-Fi分流為用戶、運營商及其Wi-Fi網絡伙伴提供了許多優(yōu)勢。與此同時，Wi-Fi分流極為復雜，需要運營商進行徹底的測試才能確?？蛻臬@得透明的高質量體驗。這一過程中包括為用戶提供透明的高質量體驗，而且使之能夠在用戶和應用需求不斷增長的情況下保持不變。這些解決方案還必須易于服務商隨時部署，包括與現(xiàn)有的客戶計費系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實現(xiàn)集成，實現(xiàn)后續(xù)的管理和監(jiān)視。

為了驗證Wi-Fi分流解決方案是否能夠達到預期的性能，需要測試團隊對其進行真實度極高的測試。這意味著測試時需要模擬預期的真實用戶場景。為此，運營商所需的測試設備必須具備適當?shù)哪芰?，并且支持思博倫的PASS等測試方法，對性能、可用性、安全性和擴展能力進行全面的考察；測試設備還必須支持最新的聯(lián)網技術，并能夠提供實現(xiàn)高效率和可重復性所需的自動化能力。

為了提高部署Wi-Fi分流解決方案的成功率，移動運營商、網絡設備制造商和Wi-Fi伙伴中的領導者們必須充分了解Wi-Fi分流的獨特挑戰(zhàn)。它們必須確保自己能夠提出正常的技術和商業(yè)問題，還必須確保這些問題能夠得到正確的回答；而要想回答這些問題，通過測試和驗證取得的實實在在的數(shù)據(jù)是必不可少的。

通過驗證Wi-Fi分流的實際工作能力，運營商可以減少其網絡中的擁塞，并且以高成本效益的方式提供客戶所期待的性能。