Сетевые элементы, интегральные схемы и способы управления маршрутизацией

Сетевые элементы, интегральные схемы и способы управления маршрутизацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области сетевых элементов, интегральных схем и способов управления маршрутизацией. Изобретение можно применить, например, к сетевому элементу и способу управления прозрачной маршрутизацией с приспособлением к условиям с использованием маршрута с выборочной разгрузкой IP-трафика (SIPTO) в Усовершенствованной наземной сети радиодоступа универсальной мобильной системы связи (UMTS) (E-UTRAN).

Уровень техники

Усовершенствованная базовая сеть с коммутацией пакетов (EPC) является базовой сетью на основе Интернет-протокола (IP), определенной в Выпуске 8 Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP), для использования технологией долгосрочного развития (LTE) и другими технологиями доступа. Целью EPC является предоставление упрощенной архитектуры всех базовых IP-сетей для эффективного предоставления доступа к различным услугам, например предоставляемым в IMS (мультимедийная IP-подсистема). Усовершенствованную базовую сеть с коммутацией пакетов 3GPP предоставляет средство, с которым устройство беспроводной связи/мобильное устройство (на языке 3GPP называемое Пользовательское оборудование (UE)) могут осуществить доступ к Сети с коммутацией пакетов (PDN). Единственным средством, посредством которого UE может осуществить доступ к PDN в настоящем стандарте, является шлюз (GW) PDN. Это требует, чтобы трафик пересек всю Усовершенствованную базовую сеть с коммутацией пакетов (EPC) прежде, чем он достигнет GW PDN. EPC состоит по существу из Объекта управления мобильностью (MME) и Шлюзов независимого доступа для маршрутизации дейтаграмм IP пользователя. В настоящее время UE получает доступ к PDN посредством сети EPC (иногда называемой базовой сетью) через GW PDN и интерфейс SGi.

Выборочная разгрузка IP-трафика (SIPTO) является известным механизмом, который предоставляет средство, посредством которого узел радиодоступа (например, eNodeB (eNB), или Домашний Узел B, или Домашний усовершенствованный Узел В (H(e)NB)) может непосредственно обмениваться IP-данными с внешними PDN. На фиг.1 изображен первый известный механизм 100 с использованием SIPTO. Здесь UE 105 обменивается IP-данными с внешней PDN 135 через EPC. Обмен IP-данными 130 осуществляется через eNB или H(e)NB 120 и серверный шлюз (S-GW) или GW 125 PDN. Обмен IP-данными 115 коммутируется из eNB или H(e)NB 120 через узел поддержки функций шлюза системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (GGSN) или GW 110 PDN с соединением с eNB или H(e)NB 120. Далее непосредственно обмениваются IP-данными с внешней PDN 135.

На фиг.2 изображен второй известный механизм 200 с использованием SIPTO. Здесь UE 205 обменивается IP-данными с внешней PDN 235 через EPC. Обмен IP-данными 230 осуществляется через eNB или H(e)NB 220 и серверный шлюз (S-GW) или GW 225 PDN. И опять же, в отличие от обмена IP-данными через EPC сеть может принять решение использовать прямое соединение SIPTO. Здесь обмен IP-данными 215 передается через eNB или H(e)NB 220 и модуль трансляции обозначений адресов (NAT) и маршрутизатор 210 с соединением с eNB или H(e)NB 220. Далее непосредственно обмениваются IP-данными с внешней PDN 235.

Соответственно, для использования SIPTO UE должно создать дополнительное выделенное соединение PDN для активации коммутатора для соединения SIPTO (называемого 'переключение' SIPTO). Следовательно, по существу, UE должно инициировать упомянутое переключение. Кроме того, не существует возможности мобильности для соединений от SIPTO до любого доступа не-SIPTO, или наоборот, за исключением случаев, когда обеспечена возможность Мобильного IP поверх линий связи 3GPP (что в настоящее время запрещается в Вып. 9 разработки стандарта 3GPP). Наконец, SIPTO-переключение должно происходить по требованию, т.е. UE должно знать о том, что существуют корректные условия для использования SIPTO, и, соответственно, UE должно принимать возбуждающее воздействие для обеспечения возможности переключения на использование соединения PDN SIPTO.

Несмотря на многочисленные вышеупомянутые ограничения такой прямой обмен данными между UE и сервером PDN с использованием соединения SIPTO предоставляет несколько преимуществ. Например, прямой обмен данными с использованием SIPTO позволяет Оператору сети иметь возможность разгружать трафик данных. Кроме того, в некоторых случаях может быть достигнуто лучшее быстродействие для конечного пользователя, например, в ситуации Корпоративной сети или Домашней сети, когда сеть, с которой соединяется конечный пользователь, находится физически близко к конечному пользователю или даже прикреплена к узлу радиодоступа. В некоторых случаях SIPTO может также предоставлять доступ к сетям, к которым иначе нельзя осуществить доступ, в частности к домашним сетям (например, домашний eNodeB, предоставляющий доступ к домашней WLAN).

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Тем не менее, в дополнение к вышеупомянутым ограничениям при использовании механизма SIPTO существует несколько неотъемлемых проблем.

Во-первых, доступ SIPTO задуман как требование отдельного соединения PDN. Это означает, что UE должно получить новый IP-адрес и начать новое соединение или модифицировать существующее соединение клиента с целевой сетью. Это требует обновлений существующих UE и, в частности, клиентского программного обеспечения для поддержки SIPTO, так как UE должно знать о доступности SIPTO и выполнять конкретные действия для обеспечения возможности переключения своего существующего соединения IP на использование альтернативного соединения SIPTO.

Во-вторых, обычно понимают, что при использовании SIPTO для прямого обмена IP-данными требуется назначение нового IP-адреса как результат дополнительного соединения PDN. Несмотря на то что мобильность IP-адреса может, по возможности, поддерживаться посредством некоторых механизмов, существуют только три варианта, которые рассматривались до настоящего времени. В первом варианте рассматривается возможность использовать "якорь" мобильности в режиме радиодоступа для того, чтобы посредством этого предоставить исходящую IP-мобильность в пределах дальности радиосвязи, обеспечиваемой узлом радиодоступа. Недостатком этого первого рассматриваемого варианта является необходимость обеспечения возврата маршрутов IP к тромбонной согласующей секции, к границе сети Оператора сети. Так как основной целью SIPTO, по меньшей мере, с точки зрения Оператора сети является разгрузка трафика данных транзитного соединения, то это является главным недостатком. Во втором варианте рассматривается использование мобильного IP в пределах PDN, к которой и SIPTO, и GW PDN обеспечивают возможность доступа. IP-адрес, обеспеченный системой 3GPP, после этого становится 'адресом для передачи (CoA)', зарегистрированным в Домашнем агенте Мобильного IP в PDN. Применение этого рассматриваемого варианта является строго ограниченным, так как Мобильный IP через доступ 3GPP запрещен в Выпуске 8 и Выпуске 9 3GPP, и, соответственно, только в новых терминалах и базовых сетях можно применять этот механизм. В третьем варианте рассматривается предоставление поддержки мобильности. Здесь UE утрачивает все установленные сеансы, когда оно перемещается в ситуации разгрузки SIPTO. Как и в первом рассматриваемом варианте, во избежание проблем с работой пользователя, для того чтобы 'скрыть' нарушение непрерывности обслуживания от конечного пользователя, в клиентском программном обеспечении требуется значительное изменение.

В-третьих, другие возможные подходы могут оказаться сложными и потенциально подразумевают существенные дополнительные затраты. Например, один подход, который обсуждается в настоящее время, включает в себя использование множества функций базовой сети (CN) в узле радиодоступа. Однако этот подход не пользуется спросом у большинства операторов мобильной связи, так как они опасаются того, что это повысит удельную цену функции SIPTO. Другой подход, который обсуждается в настоящее время, включает в себя использование функций NAT в узле радиодоступа. Однако этот подход усложняет функции, относящиеся к L3, например конфигурация DHCP, DNS, а также взаимодействие приложений. Соответственно, сложная конфигурация и шлюзы могут быть необходимыми для любого нетривиального развертывания. Это препятствует решению для услуги SIPTO для предприятия.

Предыдущие проблемы также применимы к известному механизму использования трансляции обозначений адресов (NAT) для осуществления доступа к внешним PDN. Кроме того, для принятия подхода NAT требуются шлюзы на прикладном уровне. Кроме того, требования к конфигурации NAT могут противоречить услугам конфигурирования, обеспечиваемым сетью переключения (в частности, использование технологий протокола динамического конфигурирования хоста (DHCP)). Кроме того, использование NAT препятствует надлежащей работе сервера доменных имен (DNS). Еще одной проблемой, связанной с потенциальным использованием NAT, является то, что невозможно поддерживать идентичный IP-адрес для UE независимо от того, использует ли UE SIPTO или нет. Следовательно, клиент-серверные сеансы будут прерываться при вставке NAT, даже несмотря на то что новые соединения PDN не являются необходимыми.

Соответственно, существует потребность в улучшенном сетевом элементе, интегральной схеме для него и способе управления маршрутизацией.

Решение проблемы

Соответственно, целью изобретения является уменьшение, облегчение или устранение одного или нескольких вышеупомянутых недостатков отдельно или в любой комбинации. Аспекты изобретения предоставляют сетевой элемент, интегральную схему и способ для управления прозрачной маршрутизацией с приспособлением к условиям, как описано в прилагаемой формуле изобретения.

Согласно аспектам изобретения предоставлен способ, элемент базовой сети, интегральная схема и код компьютерной программы, содержащий код, выполненные с возможностью идентификации того, обеспечена ли возможность использования маршрута с возможностью выборочной транспортировки по протоколу Интернет (SIPTO), по меньшей мере, одним устройством беспроводной связи.

Согласно дополнительным аспектам изобретения предоставлен способ, элемент базовой сети, интегральная схема и код компьютерной программы, содержащий код, выполненные с возможностью определения того, поддерживается ли выборочная разгрузка IP-трафика (SIPTO) для маршрутизации IP-данных между внешней сетью с коммутацией пакетов и устройством беспроводной связи.

Согласно дополнительным аспектам изобретения предоставлен способ, элемент базовой сети, интегральная схема и код компьютерной программы, содержащий код, выполненные с возможностью маршрутизации данных протокола Интернет (IP) в сети связи, которая содержит базовую транспортную сеть Оператора сети.

Согласно дополнительным аспектам изобретения предоставлен способ, элемент базовой сети, интегральная схема и код компьютерной программы, содержащий код, выполненные с возможностью поддержки SIPTO внутри объединенного транспортно-сетевого уровня (TNL), содержащего маршрутизатор внешней сети с коммутацией пакетов (PDN).

В примерах, описанных далее в этом документе, описан подход SIPTO (и в некоторых случаях прозрачный подход SIPTO с приспособлением к условиям), который является прозрачным для работы устройства беспроводной связи (или пользовательского оборудования (UE)). Соответственно, предпочтительно, устройство беспроводной связи не требует дополнительного соединения PDN, и при этом он не требует специального клиентского программного обеспечения UE для поддержки. Кроме того, подход SIPTO не требует, чтобы UE, Выпуск 10, предоставляло какие-либо дополнительные специальные функции, и при этом устройство беспроводной связи не должно выполнять какие-либо процедуры мобильности. Предпочтительно, унаследованные устройства беспроводной связи поддерживаются описанными механизмами. По меньшей мере, один описанный пример является т.н. «оппортунистическим» (т.е. с приспособлением к условиям), так как его можно применять тогда, когда появляется возможность с использованием идентичной конфигурации. Мобильность можно поддерживать посредством манипуляции маршрутизацией. В одном примере "якорь" мобильности UE может оставаться GW PDN в EPC независимо от того, маршрутизируется ли трафик в или через нее в случае SIPTO. Предпочтительно, механизмы SIPTO, описанные в этом документе, не требуют использования трансляции сетевых адресов (NAT), шлюза на прикладном уровне, сокрытия конфигурации или других функций. Предпочтительно, механизмы SIPTO, описанные в этом документе, также не требуют включения функций базовой сети (CN) в узел радиодоступа.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из вариантов осуществления, описанных далее в этом документе, и их разъяснения со ссылкой на эти варианты осуществления.

Положительные эффекты изобретения

Согласно настоящему изобретению описан подход SIPTO (и в некоторых случаях прозрачный подход SIPTO с приспособлением к условиям), который является прозрачным для операций устройства беспроводной связи (или пользовательского оборудования (UE)). Соответственно, устройство беспроводной связи не требует дополнительного соединения PDN, и при этом он не требует специального клиентского программного обеспечения UE для поддержки. Кроме того, этот подход SIPTO не требует, чтобы UE, Выпуск 10, предоставляло какие-либо дополнительные специальные функции, и при этом устройство беспроводной связи не должно выполнять какие-либо процедуры мобильности.

Краткое описание чертежей

Далее описаны детали, аспекты и варианты осуществления изобретения только в качестве примера, со ссылкой на чертежи. Элементы на чертежах изображены для простоты и ясности, и они не обязательно вычерчены в масштабе. Для облегчения понимания используется сквозная нумерация.

На фиг.1 изображен известный прямой обмен IP-данными, применяемый в узле радиодоступа, с использованием GGSN или GW PDN и механизма SIPTO.

На фиг.2 изображен известный прямой обмен IP-данными, применяемый в узле радиодоступа, с использованием NAT плюс Маршрутизатор и механизма SIPTO.

На фиг.3 изображен пример сети с поддержкой потока IP-данных до и после установки SIPTO.

На фиг.4 изображена примерная сеть с поддержкой активации прозрачной маршрутизации (OTR) с приспособлением к условиям для SIPTO.

На фиг.5 изображена примерная сеть с механизмом деактивации SIPTO с OTR.

На фиг.6 изображен пример модификаций Процедуры прикрепления для TS 23.401, 5.3.2.1.

На фиг.7 изображен пример выделения IP-адресов на основе местоположения UE с использованием APN SIPTO.

На фиг.8 и 9 изображен пример модификаций TS 23.401, 5.5.1.1.2: процедуры хэндовера (с и без перемещения S-GW) на основе X2.

На фиг.10-13 изображены примерные модификации процедур хэндовера между различными технологиями радиодоступа (RAT) E-UTRAN.

На фиг.14 изображен пример процедуры активации прозрачной маршрутизации с приспособлением к условиям.

На фиг.15 изображен пример процедуры деактивации прозрачной маршрутизации с приспособлением к условиям.

На фиг.16 изображен пример топологии базовой транспортной сети Операторов сети.

На фиг.17 изображен пример обеспечения возможности оптимизированной маршрутизации с использованием механизмов TE MPLS.

На фиг.18 изображена типичная вычислительная система, которая может быть применена для реализации функциональности обработки сигналов в вариантах осуществления изобретения.

Варианты осуществления изобретения

Примеры изобретения описаны на основе прозрачного механизма с приспособлением к условиям для использования выборочной разгрузки IP-трафика (SIPTO), посредством которой поддерживается прямой обмен IP-данными между UE и внешней PDN. В частности, UE может осуществлять доступ к PDN с использованием соединения SIPTO посредством узла радиодоступа, например eNB или H(e)NB, который может выполнять SIPTO. Управление прозрачной маршрутизацией с приспособлением к условиям для SIPTO использует первый маршрутизатор, который соединен с узлом радиодоступа, и второй маршрутизатор, который находится на пути маршрутизации сети PDN или Базовой сети ISP, при этом известно, что существует другой маршрут (через SIPTO), который обходит домашнюю линию связи (транспортную линию связи базовой сети Операторов). Однако специалисту в данной области техники будет понято, что идея изобретения, описанная в этом документе, может быть реализована в любом типе сети передачи IP-данных, в которой могут быть применены разные варианты маршрутизации.

Примеры, описанные в этом документе, обеспечивают возможность идентичного соединения PDN, используемого между UE и внешней PDN, что, следовательно, является более эффективным, чем решение, изображенное на фиг.1, в котором добавляют GGSN или GW PDN к узлу радиодоступа. Кроме того, примеры, описанные в этом документе, являются предпочтительно прозрачными для UE. Соответственно, UE нет необходимости знать то, что существует услуга SIPTO, так как UE может осуществлять доступ к PDN, как определено в Выпуске 99 3GPP, и без требования какой-либо модификации UE. Кроме того, нет необходимости в поддержке IP-мобильности клиента в UE, например в виде Клиентского модуля MIP, и все же клиентский сеанс может быть сохранен посредством манипуляции/коммутации путей маршрутизации. Это в отличие от обычных процедур мобильного IP, которые сохраняют маршрут в UE посредством поддержания пути пересылки из домашней линии связи.

В примерах, описанных в этом документе, подробно описывается сетевой элемент и способ маршрутизации данных протокола Интернет (IP) в сети связи, которая содержит базовую транспортную сеть Оператора сети. Способ (и связанные с ним модули в сетевом элементе) содержит в узле радиодоступа: прием запроса из устройства беспроводной связи на доступ к внешней сети с коммутацией пакетов (PDN); определение местоположения запрашивающего устройства беспроводной связи; и определение того, что существует возможность выборочной разгрузки IP-трафика (SIPTO) для маршрутизации IP-данных между внешней сетью с коммутацией пакетов и устройством беспроводной связи в определенном местоположении в дополнение к маршруту IP через базовую транспортную сеть Оператора сети. В ответ на это способ также содержит инициирование выделения IP-адресов, которое впоследствии обеспечивает маршрутизацию IP-данных между устройством беспроводной связи и внешней PDN через маршрут SIPTO с обходом базовой сети Оператора сети при активации маршрута SIPTO.

На фиг.3 изображен пример сети с поддержкой потока IP-данных до и после установки SIPTO. Как изображено, сеть вначале предоставляет первый поток 305 IP-данных между UE 315 и сервером 345 во внешней PDN 340 с использованием обычных элементов архитектуры 3GPP. Например, UE 315 функционально соединен с узлом 320 радиодоступа, который в свою очередь функционально соединен с сетевым объектом в виде узла поддержки обслуживания GPRS SGSN или объекта 325 управления мобильностью для потока 317 данных плоскости управления (C-плоскости), и SGSN или серверным шлюзом (S-GW) 330 для потока 318 данных плоскости пользователя (U-плоскости). И SGSN/MME 325, и SGSN/S-GW 330 функционально соединены с GGSN или PDN-GW 335, который в свою очередь функционально соединен с внешним сервером 345 PDN. Однако UE может переместиться в зону обслуживания узла радиодоступа (eNB, H(e)NB), который обеспечивает поддержку SIPTO, как изображено во второй сети 310 потока IP-данных. Соответственно, сеть 310, в которую осуществляют роуминг, может определять, что поддержка SIPTO (a) обеспечивается для UE, (b) является предпочтительной и (c) является возможной для внешнего сервера 345 PDN, с которым соединяется UE 315. В этом случае SIPTO должна рассматриваться как возможность и быть инициирована.

Как изображено, после инициирования SIPTO сеть 310, в которую осуществляют роуминг, предоставляет второй поток IP-данных между UE 315 и внешним сервером 345 PDN через узел 320 радиодоступа. В частности, узел 320 радиодоступа функционально соединен с первым маршрутизатором 350 для поддержки потока 380 данных U-плоскости, который в свою очередь функционально соединен со вторым маршрутизатором 355, функционально соединенным с внешним сервером 340 PDN через соединение SIPTO. В частности, не существует изменения для потока данных C-плоскости, который по-прежнему пересекает SGSN или MME 325 в GGSN или PDN-GW 335. Второй маршрутизатор 355 может находиться во внешней PDN 340, как изображено, или находится в другом месте на пути 380 SIPTO. Соответственно, изменение потока IP-данных требует модификации поведения маршрутизации в узле 320 радиодоступа, а также в PDN 340 и из нее. Предпочтительно, путь в целевую внешнюю PDN 340, несмотря на то что другой, не требует какого-либо изменения в UE 315 или в состоянии или конфигурации клиентского программного обеспечения, исполняющегося в UE 315.

Предпочтительно, унаследованные UE могут использовать такие соединения SIPTO, как соединение SIPTO на фиг.3.

После установки соединения SIPTO UE может покинуть зону охвата узла радиодоступа, который предоставляет доступ SIPTO. Кроме того, возможность, которая указывала на использование SIPTO, может прекратиться, или соединение PDN UE может быть завершено и т.д. В любом из этих случаев сеанс SIPTO должен быть завершен, возможно, с самим соединением PDN. Здесь функции, управляющие сеансом SIPTO, должны уметь определять это изменение состояния (или их должны информировать о нем) и очищать это состояние для возврата ситуации потока IP-данных, которая была до установки SIPTO с точки зрения узла радиодоступа.

Соответственно, в одном примере SIPTO можно использовать для разгрузки трафика U-плоскости из CN для оптимизации использования ограниченных ресурсов и, возможно, предоставления увеличения быстродействия для клиента и даже для оператора сети PDN. Предусматривается, что использование такого соединения SIPTO должно находиться под управлением оператора мобильной связи.

В одном примере модификация маршрутизации между сервером 345 PDN и вторым маршрутизатором 355 может выполняться внутри PDN 340 или в транзитной сети между первым маршрутизатором 350 и PDN 340. В одном примере, если второй маршрутизатор 355 находится внутри PDN 340, то между оператором мобильной связи и оператором PDN может существовать совместное соглашение для обмена информацией об обновлении маршрутизации. Например, у оператора мобильной связи может быть соглашение с клиентом предприятия о предоставлении информации об обновлении маршрутизации, когда UE 315 выполняет SIPTO в корпоративную сеть. У оператора мобильной связи может также быть соглашение с оператором стационарной сети. В этом случае оператор мобильной связи может обмениваться информацией об обновлении маршрутизации с оператором стационарной сети, когда имеет место соединение SIPTO. В любом случае маршрут потока IP-данных между первым маршрутизатором 350 и вторым маршрутизатором 355 является предпочтительным перед маршрутом через P-GW, по меньшей мере тогда, когда (услуга) SIPTO является активированной. Ниже описаны примерные архитектуры, поддерживающие функционирование второго маршрутизатора 355, которые изображены на фиг.16 и фиг.17.

В одном примере согласно фиг.3 первый маршрутизатор 350 и второй маршрутизатор 355 могут быть совмещены внутри идентичного физического объекта (например, в узле 320 радиодоступа) для предоставления непосредственного соединения между объектами, например, внутри домашней сети. Соответственно, в этом примере только в соединении PDN с домашней сетью путь в U-плоскости коммутируется, посредством чего обеспечивается возможность других соединений PDN для доступа к базовой сети, упомянутому(ым) и другому(им) GW PDN и т.д. В одном примере управление доступом для предоставления соединения SIPTO может существовать только для авторизованных UE в установленных границах, например, Оператором и с согласия владельца H(e)NB. Такой авторизацией могут управлять объекты внутри базовой сети.

В одном примере совместное соглашение может существовать между Оператором, транзитной сетью и сетью PDN для реализации коммутации пути, которая обеспечит возможность маршрутизации по оптимизированному пути. В этом примере из CN могут передаваться сообщения для активации SIPTO для первоначальных и происходящих в настоящее время соединений с PDN. Кроме того, в этом примере сообщения могут также передаваться из сети для деактивации SIPTO, когда соединение PDN прекращается, или UE перемещается в новый (целевой) узел радиодоступа. Соответственно, при удалении мобильности от узла радиодоступа также могут отправляться сообщения, которые могут деактивировать SIPTO, или из eNB, или из H(e)NB, или из MME базовой сети. Соответственно, эти условия формируют триггер для взаимодействия между первым маршрутизатором 350 в узле радиодоступа и вторым маршрутизатором 355 в PDN 340, посредством которого деактивируется соединение SIPTO и вызывается действующая коммутация пути обратно к использованию базовой сети Операторов сети. Кроме того, упомянутый триггер также инициирует операцию очистки в PDN 340, которая обновляет путь маршрутизации в базовую сеть Операторов. Кроме того, узел радиодоступа может быть сконфигурирован для определения того, существует ли возможность SIPTO, для оказания поддержки в ситуации ограничения ресурсов, например, на основе сообщения об исчерпании ресурса S1. Узел радиодоступа также может информировать PDN о том, что активирована (услуга) SIPTO, для того чтобы второй маршрутизатор мог быть сконфигурирован для приема и передачи потока IP-данных в узел радиодоступа/из узла радиодоступа. Наконец, в таком совместном режиме установка состояния маршрутизации и очищение в сети PDN, или транзитной сети ISP в сеть PDN для поддержки возможности соединения SIPTO должны быть возможны для управления ими из eNB, H(e)NB, MME или внешней PDN в зависимости от разных условий, которые могут инициировать возможность SIPTO.

В настоящее время соединение PDN создается посредством или сообщения «Первоначальное прикрепление» или инициируемой UE процедуры Дополнительное соединение PDN из E-UTRAN или посредством Активации PDP-контекста. В каждом случае существует сообщение, возвращаемое в eNB/H(e)NB. В некоторых примерах настоящего изобретения эти сообщения адаптированы и дополнительно содержат управляющее сообщение для активации и авторизации SIPTO. Аналогично при хэндовере в eNB/H(e)NB отправляется информация, которая указывает на то, должно ли быть установлено соединение SIPTO, как описано ниже.

Согласно фиг.4 изображена следующая примерная сеть, которая поддерживает активацию прозрачной маршрутизации (OTR) с приспособлением к условиям для SIPTO. Как изображено, сеть предоставляет множество потоков 405, 410 IP-данных между первым и вторым UE 415, 417 и внешними PDN 440, 438 с использованием обычных элементов архитектуры 3GPP. Например, первое UE 415 беспроводным образом соединено с первым узлом 420 радиодоступа в виде H(e)NB или макро-eNB с возможностью выполнения разгрузки интернета с приспособлением к условиям. Первый узел 420 радиодоступа функционально соединен с первым маршрутизатором 450 первого провайдера услуг интернета (ISP-1) 422. Сеть поддерживает первый поток IP-данных с неоптимизированным путем 470 маршрутизации. Здесь ISP-1 450 соединен с сетевым объектом 3GPP в виде GGSN или PDN-GW 435, который, в свою очередь, функционально соединен с брандмауэром или узлом-посредником 442 через специфичную для Оператора IP-сеть 441. Брандмауэр или узел-посредник 442 функционально соединены с первой внешней PDN 440 через второй маршрутизатор 455.

Сеть также поддерживает второй поток IP-данных с использованием оптимизированного пути 480 маршрутизации, причем SIPTO является активированной. Соответственно, макросота eNB 420 может знать о том, что она авторизована для выполнения разгрузки интернета для первого UE для конкретного соединения PDN с первой PDN 440. Соответственно, если макро-eNB 420 имеет достаточные возможности конфигурации для доведения 'туннеля/соединения' с разгрузкой интернета из первого маршрутизатора 450, определяет то, что существует согласованно работающий маршрутизатор в первой PDN 440, например второй маршрутизатор 455, и определяет то, что обеспечена возможность поддержки SIPTO для первого UE 415, то может быть рассмотрено и активировано соединение SIPTO с внешним сервером 440 PDN, с которым соединен UE 415. В этом случае должна быть рассмотрена возможность прямого соединения SIPTO, использующего оптимизированный путь 480 маршрутизации между первым маршрутизатором 450 и вторым маршрутизатором 455, и оно должно быть инициировано. В одном примере не требуется, чтобы сам eNB 420 должен знать о разных соединениях PDN UE 415, а только о том, какой из однонаправленных каналов EPS авторизован для использования SIPTO и для какого eNB (он) может осуществить доступ к PDN непосредственно.

В одном примере согласованно работающий второй маршрутизатор 455 обеспечивает возможность лучшего пути маршрутизации в IP-адрес первого UE, как изображено в отношении фиг.16 и фиг.17, чем путь маршрутизации через сеть операторов и через интерфейс SGi. Трафик плоскости пользователя (восходящая линия связи и нисходящая линия связи) между первым UE 415 и первой PDN 440 пересекает базовую точку завершения IP SIPTO, между eNB, H(e)NB и сетью с коммутацией пакетов, которая используется для разгрузки трафика (т.е. транзитное соединение), когда имеет место Возможность для SIPTO. Заслуживает упоминания то, что пока оптимизированный путь маршрутизации не начал использоваться для всей сети, некоторый трафик может продолжать отправляться в первое UE 415 посредством интерфейса SGi.

В одном примере второй маршрутизатор 455 находится внутри первой PDN 455, как изображено, где оператор мобильной связи обменивается информацией о маршрутизации с оператором PDN. В качестве альтернативы в следующем примере второй маршрутизатор 455 находится внутри транзитной сети между первым eNB 420 и PDN 440, где оператор мобильной связи обменивается информацией о маршрутизации с оператором транзитной сети.

Аналогично для полноты второе UE 417 беспроводным образом соединено со вторым узлом 419 радиодоступа, в виде H(e)NB или eNB. Второй узел 419 радиодоступа функционально соединен с третьим маршрутизатором 452 второго провайдера услуг интернета (ISP-2) 423. Соответственно, сеть поддерживает третий поток IP-данных с неоптимизированным путем 475 маршрутизации. Здесь ISP-2 423 соединен с сетевым объектом 3GPP в виде GGSN или PDN-GW 435, который, в свою очередь, функционально соединен с брандмауэром или узлом-посредником 442 через специфичную для Оператора IP-сеть 441. Брандмауэр или узел-посредник 442 также функционально соединены со второй внешней PDN 438 через четвертый маршрутизатор 457.

Аналогично сеть также поддерживает четвертый поток IP-данных с использованием оптимизированного пути 485 маршрутизации, причем (услуга) SIPTO является активированной. Соответственно, сеть 410 может определять, что поддержка SIPTO является (a) обеспеченной для второго UE 417, (b) предпочтительной и (c) возможной для внешнего сервера 438 PDN, с которым соединен UE 417. В этом случае должна быть рассмотрена возможность прямого соединения SIPTO, использующего оптимизированный путь 485 маршрутизации между третьим маршрутизатором 452 и четвертым маршрутизатором 457, и оно должно быть инициировано.

Предпочтительно, нет необходимости, чтобы первое или второе UE 415, 417 знали о том, что происходит переключение на прямое соединение SIPTO. Кроме того, нет необходимости, чтобы первое UE 415 или второе UE 417 были адаптированы для поддержки такого соединения SIPTO, так как определение того, использовать ли прямое соединение SIPTO, инициируется соответствующим узлом радиодоступа (eNB или H(e)NB) 420, 419.

После активации соединения SIPTO с OTR должно быть аккуратно деактивировано соединение SIPTO на некотором этапе.

Согласно фиг.5 изображен пример сети 500 после деактивации SIPTO с OTR. Как изображено, второй маршрутизатор теперь маршрутизирует трафик в P-GW после деактивации SIPTO.

Как упоминалось ранее, существует несколько условий, которые могут вызвать деактивацию (оптимизированного) пути маршрутизации соединения SIPTO, например UE может больше не быть авторизовано для использования SIPTO, или условия 'перегрузки' могут больше не применяться для SIPTO. В качестве альтернативы, может требоваться, чтобы было деактивировано соединение SIPTO, когда UE перемещается за пределы зоны охвата своего обслуживающего eNB или H(e)NB, который обеспечивает упомянутое переключение, или маршрут/соединение/туннель SIPTO разорваны маршрутизатором, например первым маршрутизатором 450 по фиг.4. В любом из вышеупомянутых случаев после деактивации маршрута SIPTO второй маршрутизатор пересылает весь трафик DL, предназначенный для UE в GW PDN (например, через SGi) и прекращает использование предпочтительного пути маршрутизации SIPTO с OTR в PDN. Весь трафик DL из PDN для UE далее отправляется посредством SGi.

В одном примере может быть применен набор политик для определения того, должна ли SIPTO с OTR быть активирована. Например, может быть выполнено одно или несколько из следующих определений:

(i) Оператор сети обеспечивает возможность данному устройству беспроводной связи (UE) осуществить доступ к SIPTO (для каждой данной PDN)? В этом примере в профиль абонента HSS может быть включено новое поле для указания на то, имеет ли устройство беспроводной связи (UE) доступ к SIPTO (для каждой данной PDN).

(ii) Оператор сети обеспечивает возможность переключения данному H(e)NB или eNB на использование SIPTO (для каждой данной PDN)? Здесь MME сконфигурирован для управления функционированием H(e)NB или eNB и выполнения этого определения, и он информирует eNB или H(e)NB о том, обеспечена ли возможность SIPTO, например, в элементе информации (IE), отправляемом в рамках процедуры Прикрепления, изображенной на фиг.6, как описано ниже.

(iii) Владелец H(e)NB обеспечивает ему возможность переключения (для каждой данной APN), причем это конфигурируется в H(e)NB?

Согласно фиг.6 изображен пример 600 модификаций Процедуры прикрепления TS 23.401, 5.3.2.1 для передачи фактической информации об авторизации в eNB или H(e)NB. Как изображено, модифицированный MME отправляет в eNodeB сообщение 605 «Согласие на прикрепление» (содержащее APN, GUTI, Тип PDN, Адрес PDN, Список TAI, Идентификационный номер Однонаправленного канала EPS, Запрос Управления сеансом, Варианты конфигурации протокола, KSIASME, порядковый номер NAS, NAS-MAC, Указание поддержки сеанса Передачи речи через PS IMS, индикатор Поддержка службы аварийной радиосвязи и, в частности, Индикатор «Возможность SIPTO обеспечена»). Следовательно, MME устанавливает индикатор «Возможность SIPTO обеспечена» в ИСТИНА только тогда, когда абонентская политика UE включает в себя параметр «Возможность SIPTO обеспечена», установленный в ИСТИНА, для соединенной APN, и политика оператора обеспечивает возможность eNB выполнять активацию SIPTO. В противном случае индикатор «Возможность SIPTO обеспечена» устанавливается в ЛОЖЬ. eNB, принимающий индикатор «Возможность SIPTO обеспечена», установленный в ИСТИНА, в сообщении 606 «Согласие на прикрепление», может выполнять обработку SIPTO плоскости пользователя, как описано в нижеследующем разделе. Аналогичная модификация может быть применена к разделу 5.10.2 относительно UE, запрашивающего соединение PDN, в сообщении «Запрос установки однонаправленного канала/Согласие на возможность соединения».

Согласно фиг.7 изображена примерная блок-схема 700 механизма выделения IP-адреса на основе местоположения UE с использованием APN SIPTO. Для того чтобы P-GW/GGSN выделил IP-адрес, который будет в пути маршрутизации, который обеспечивает возможность SIPTO (если появляется возможность), может потребоваться, чтобы Индикатор «Возможность SIPTO обеспечена» также достиг P-GW, например, в процедуре «Прикрепление/Возможность соединения PDN». Это должно обеспечить оператору возможность выделения IP-адресов (например, следующие механизмы, описанные в TS 29.061: Межсетевое взаимодействие между услугами на основе PLMN с поддержкой пакетов и PDN) из специального диапазона, который позволяет PDN или транзитной IP-сети впоследствии устанавливать оптимизированные пути маршрутизации, если появится возможность для SIPTO.

Пример, изображенный на фиг.7, использует определение местоположения UE, когда оно соединяется и указывает местоположение в P-GW/GGSN, как представлено на этапе 705. Соответственно, например, MME отправляет сетевую информацию в P-GW/GGSN для определения того, с какой целевой сетью применять процедуры TS 29.061. В связи с этим MME сконфигурирован, чтобы знать о том, что для APN x, из eNB y, PDN является z. Следовательно, P-GW/GGSN может получить требуемый IP-адрес PDN z ISP, который обслуживает функционирование транзитного соединения H(e)NB или eNB, как представлено на этапе 710. P-GW/GGSN после этого может назначить IP-адрес UE из конкретного диапазона, который обеспечивает воз