802.11u及熱點2.0如何為WiFi用戶提供蜂窩式體驗
為什么連接到一個Wi-Fi網絡不能像連接到一個蜂窩網絡那樣方便?這是生活在大城市中的人們常見的情況。他們使用自己的智能手機或者筆記本電腦能夠“看”到幾十個、甚至數百個WiFi網絡。但是,這些設備如何選擇正確的網絡?這些設備經常不能識別可用的WiFi網絡(SSID,服務集標識符)或者不知道他們有進行連接的適當的安全證書。
還有不知道的情況是互聯網接入是否通過一個指定的SSID提供,或者用戶需要的電子郵件或其它服務是否功能正常。對于許多人來說,要選擇一個WiFi網絡,必須操作手機輸入證書、加密密鑰和其它一切東西。僅為選擇網絡做這些事情是不值得的。但是,如果IEEE WiFi聯盟(WFA)和無線寬帶聯盟(WBA)對這個事情有什么話要說的話,那就是很快將有更容易的方法。
IEEE的一個不知名現有協議的擴展802.11u將對運營商建設的新興的移動WiFi網絡的用戶體驗產生巨大影響。802.11u協議最終廣泛應用的關鍵取決于WFA、作為熱點2.0一部分的行業認證過程以及下一代熱點互操作計劃。
具體實施者和措施
在廠商和網絡運營商的推動下,熱點2.0是一個行業計劃,將利用802.11u提供無縫的自動WiFi身份識別和切換,允許移動用戶在網絡之間漫游,不需要額外的身份識別。
雖然熱點2.0使用802.11u作為基本的構件,但是,它超越而來802.11u協議以便有效地自動實現網絡發現、注冊、配置和訪問步驟。目前,當連接到指定的熱點時,這些步驟都需要WiFi用戶手工完成。
熱點2.0的一個伴侶計劃是WBA開發的下一代熱點計劃。與重點在于廠商證書的WFA不同,WBA是興趣主要在于互操作性的網絡運營商的集合。WBA的下一代熱點計劃定義熱點、線纜和3G/4G移動運營商的互操作性要求。這個計劃包括開發全面的運營商指南和生態系統,以便更方便地向下一代熱點遷移。
考慮到蜂窩網絡上的數據通訊量的爆炸式增長和運營商想把這個通訊量卸載到WiFi網絡,人們普遍認為熱點2.0和下一代熱點是加快WiFi應用的重要組件,是高移動性寬帶無線選擇的一個輔助技術。
它推出的時間不是太好。據In-Stat最近的研究報告稱,WiFi熱點數量在2015年將增長三倍達到120萬個。In-Stat預計,WiFi的應用也將跟上來。到2015年,WiFi連接數量將從2010年的40億個增長到1200億個。正是這些連接數量和理順這些連接需要802.11u發揮作用。
802.11u和你
一個新興的協議802.11u實現了用戶連接到WiFi網絡和服務所需要的麻煩和乏味的過程的自動化。這個協議是802.11u任務組在2010年年中完成的,IEEE在2011年2月批準發布這個協議。802.11u協議有效地實現了WiFi設備連接到可用的WiFi熱點的自動化。
MAC層增強功能通過向客戶設備提供有關關聯之前經過特定熱點訪問外部網絡的信息幫助連接到遠程服務或者傳播遠程服務。802.11u能夠讓WiFi熱點傳播自己的能力,然后允許設備自動連接到WiFi熱點,不需要最終用戶人工選擇一個SSID。在802.11u技術規范之內,包含的主要互聯網絡功能如下:
·網絡發現與選擇:通過傳播接入網絡類型、漫游聯盟支持和場所信息(作為熱點2.0的一部分實施的)自動發現合適的網絡。
·服務質量鏡像:它根據每臺設備提供差分服務代碼點(DSCP)標記與空中2層優先次序之間的鏡像,從而促進端對端的服務質量(不是作為熱點2.0的一部分實施的)。
·新興的服務:在鏈路級支持應急電話和網絡報警(不是作為熱點2.0的一部分實施的)。
實施結果
當一個802.11u設備進入一個或者多個熱點的無線電范圍,它可以收到這個接入點的信標。如果這個接入點支持802.11u,這些信標將指示支持這個協議。在身份識別之前,802.11u使用一種通用的廣告服務在移動設備和網絡服務器之間提供這個廣告協議幀的2層傳輸。
802.11u協議中的一個重要成分是使用ANQP(Access Network Query Protocol,接入網絡查詢協議)。這個協議是在網絡和移動設備之間使用的查詢和應答協議,旨在找到信息的范圍,如支持的網絡身份識別類型、地點名稱、可用的漫游協議、回程線路吞吐量、開放的知名的端口數量以及在選擇網絡過程中其它有用的數據。
移動設備使用通用的廣告服務向具有802.11u功能的接入點發布一個ANQP查詢。接下來,接入點提供熱點運營商的域名和網絡接入識別符區域名單。通用廣告服務和ANQP有效地允許一臺移動設備在被身份識別之前查詢這網絡。身份識別是要確定這個熱點是不是它的一個漫游伙伴運營的以及可擴展身份驗證協議方式和使用的證書類型。
擁有這些信息,移動設備檢查自己的證書以便得到可以連接的漫游提供商列表。然后,它比較自己的范圍列表和從接入點獲得的漫游伙伴范圍的列表以確定它能夠在哪一個網絡成功地進行身份識別。
如果有一個以上的網絡與這個設備匹配,使用運營商政策確定要加入哪一個WiFi網絡。這個政策或者運營商配置是由運營商提供的并且存儲在手機中。它一般提供一個與每一個漫游伙伴匹配的域名和偏愛水平列表。然后,移動設備使用這個列表與熱點運營商的域名進行對比,選擇具有最高偏愛水平的網絡。總的來說,移動設備使用其證書自動進行身份識別,不需要用戶采取任何直接行動。
802.11u的使用和價值不僅僅使最終用戶的生活更加方便。全球移動運營商現在對于如何利用WiFi等無執照的無線技術卸載其移動數據網絡工作量都非常感興趣。熱點2.0和802.11u在這方面以無縫的方式幫助運營商及其用戶更好地使用WiFi網絡是非常有效的。
除了移動運營商之外,不擁有或者沒有使用有執照的無線頻譜運營網絡的有線電視運營商也在關注使用802.11u作為新的收入來源的重要潛力。擁有數百萬線纜調制解調器用戶,有線電視運營商能夠使用802.11u幫助在家庭或者提供有線電視服務的地方卸載通訊量。有線電視運營商可以與移動運營商合作批量出售其電纜線路以便卸載通訊量,用戶甚至不會察覺正在發生什么事情。
接下來,有線電視運營商能夠通過經過其有線電視網絡的無線運營商的數據通訊流量獲得收入。這個效果是,移動運營商可以緩解線路阻塞,在不增加投資的情況下擴大無線服務的覆蓋范圍,最終用戶能夠得到更好的無線體驗。
最后,802.11u和熱點2.0承諾讓連接到WiFi服務像目前的3G蜂窩體驗一樣方便、無縫和安全。