Architecture d’accès WiFi à l’ePC et service VoWiFi/WiFi Calling associé

3 jours

Objectifs : Comprendre les architectures d’interfonctionnement entre accès non-3GPP (e.g., WiFi) et le réseau cœur paquet mobile 4G (ePC) ainsi que les procédures d’authentification, de gestion de la mobilité, de gestion de session, de gestion de la QoS et de taxation et comment le service VoWiFi/WiFi Calling est offert dans cette architecture avec le handover VoLTE et VoWiFi/WiFi Calling et vice versa. Comprendre l’évolution de l’accès WiFi connecté au 5GC.

Public : Ingénieurs télécom et réseau, Architectes réseau, Consultants réseaux et télécom Pré-requis : Connaissance minimum du réseau cœur ePC et de la VoLTE

Pré-requis : Connaissance du réseau coeur EPC

Le but de cette formation est de présenter l’interfonctionnement entre WLAN (accès non 3GPP) au réseau cœur paquet 4G appelé Evolved Packet Core (ePC). L’offload du trafic de l’accès à WiFi en est une des principales raisons. L’offload vise à décharger une partie du trafic de données des utilisateurs du réseau mobile de l’opérateur sur un réseau filaire via les cellules WiFi. Ce détournement du signal vise à répondre à la demande exponentiellement croissante de consommation de l’Internet mobile. Par ailleurs cette solution permet l’authentification par l’opérateur mobile du client WiFi. Enfin la gestion de la mobilité 4G/WiFi est prise en compte ce qui permet au client de conserver son adresse IP et donc ses sessions de données en changeant de technologie d’accès. Ce scénario s’appelle Carrier WiFi. Un autre scénario se profile : WiFi Calling. L’usager utilise le WiFi pour accéder directement à internet et le WiFi Calling pour les services de téléphonie et SMS avec son opérateur mobile. A ce jour, toutefois, les services de WiFi calling (Voice over IP over WiFi, VoWiFi) ont gagné le marché grand public, offrant la possibilité de téléphoner via un accès WiFi dans les zones n’ayant pas de couverture mobile ou à l’intérieur des bâtiments où la réception radio mobile est mauvaise ou en cas de pic de trafic momentané. Deux scénarii se profilent donc à l’horizon : Carrier WiFi aussi appelé offload WiFi pour les services de données (typiquement l ’accès à Internet) et WiFi calling ou VoWiFi qui offre de téléphoner et d ’envoyer et recevoir ses SMS depuis un accès WiFi notamment lorsque la couverture radio mobile est absente ou de mauvaise qualité. La formation décrit les architectures d’interfonctionnement entre accès non 3GPP (e.g., WLAN) trusted ou non-trusted et le réseau ePC, les interfaces associées, ainsi que les procédures d’authentification, de gestion de la mobilité, de gestion de session, de gestion de la QoS et de taxation sous-jacentes. Les architectures de roaming associées sont aussi décrites. Le cas de la WiFi Calling ou VoWiFi est décrit avec son architecture, les procédures d ’enregistrement, d'établissement de session et notamment de handover VoLTE/VoWiFi et VoWiFi/VoLTE. La formation décrit aussi l’interfonctionnement entre WLAN et le réseau cœur 5GC et les scénarios offload WiFi et WiFi calling associés.

1. Introduction
1.1. Pourquoi l’interfonctionnement WLAN (I-WLAN) ?
1.2. Chemin de migration 3GPP pour l’évolution I-WLAN
1.3. Scénarii offload
1.3.1. Fonction ANDSF (Access Network Discovery and selection function) pour la découverte des méthodes d'offload à appliquer aux flux IP
1.3.2. Méthode d'offload MAPCON : Multiple Access PDN Connectivity
1.3.3. Méthode d'offload IFOM : IP Flow Mobility
1.3.4. Méthode d'offload NSWO : Non-seamless WLAN offload)
1.4. Gestion de la mobilité, gestion de session et prise en charge de la sécurité pour des accès non-3GPP tels que WLAN
1.5. Scénario d’accès non-3GPP non fiable
1.6. Scénario d’accès non-3GPP fiable

2. Accès WLAN à l’ePC
2.1. Sélection de réseau d’accès
2.2. Allocation d’adresse IP et prise en charge de la mobilité
2.3. Prise en charge de la QoS et de la taxation
2.4. Accès non 3GPP (e.g., WLAN) non trusted
2.4.1. Architecture et Interfaces
2.4.2. ePDG
2.4.3. Support de la mobilité IP (S2b)
2.4.4. 3GPP AAA Server (SWa, SWm, SWx)
2.4.5. Scénario de roaming et architectures associées (home routed traffic, local breakout)
2.5. Accès non 3GPP (e.g., WLAN) trusted
2.5.1. Architecture et Interfaces
2.5.2. Trusted AN
2.5.3. Support de la mobilité IP (S2a)
2.5.4. Prise en charge de la sécurité (STa, SWx)
2.5.5. Scénario de roaming et architectures associées (home routed traffic, local breakout)

3. Authentification, Autorisation et Sécurité
3.1. Sécurité WLAN vs sécurité dans les réseaux 3GPP
3.2. HSS vs 3GPP AAA-Server (SWx)
3.3. Identités utilisées pour la sécurité : NAI, Informations USIM info, etc.
3.4. 3GPP EAP-AKA
3.5. IKEv2
3.6. Procédures d’authentification et procédures d’autorisation

4. Interface SWx entre le 3GPP AAA Server et le HSS
4.1. Procédure d’authentification
4.1.1. Multimedia-Authentication-Request/Answer (MAR/MAA)
4.2. Procédure de mise à jour de localisation
4.2.1. Server-Assignment-Request/Answer (SAR/SAA)
4.2.2. Registration-Termination-Request/Answer (RTR/RTA)
4.3. Procédure de prise en charge des données de souscription
4.3.1. Push-Profile-Request/Answer (PPR/PPA)
4.4. Procédure de gestion des fautes
4.4.1. Utilise PPR/PPA et SAR/SAA

5. Interface SWm entre l’ePDG et le 3GPP AAA Server
5.1. Procédure d’authentification et d’autorisation
5.1.1. Diameter EAP Request.Answer (DER/DEA)
5.1.2. Authenicate Authorize Request/Answer (AAR/AAA)
5.1.3. Re-Authorize Request/Answer (RAR/RAA)
5.2. Procédure de libération de session
5.2.1. Session Termination Request/Answer (STR/STA)
5.2.2. Abort Session Request/Answer (ASR/ASA)

6. Interface STa entre le NAS du réseau d’accès non-3GPP fiable et le 3GPP AAA server
6.1. Procédure d’authentification et d’autorisation
6.1.1. Diameter EAP Request.Answer (DER/DEA)
6.1.2. Authenicate Authorize Request/Answer (AAR/AAA)
6.1.3. Re-Authorize Request/Answer (RAR/RAA)
6.2. Procédure de libération de session
6.2.1. Session Termination Request/Answer (STR/STA)
6.2.2. Abort Session Request/Answer (ASR/ASA)

7. Interface S6b entre le PDN GW et le 3GPP AAA server
7.1. Procédure d’authentification et d’autorisation
7.1.1. Diameter EAP Request.Answer (DER/DEA)
7.1.2. Authenicate Authorize Request/Answer (AAR/AAA)
7.1.3. Re-Authorize Request/Answer (RAR/RAA)
7.2. Procédure de libération de session
7.2.1. Session Termination Request/Answer (STR/STA)
7.2.2. Abort Session Request/Answer (ASR/ASA)

8. Interfaces S2a et S2b
8.1. Variante GTP
8.1.1. GTPv2-C pour le plan de contrôle
8.1.2. GTPv1-U pour le plan usager
8.2. Variante PMIP/GRE
8.3. Différences entre les deux variantes

9. VoWiFi/WiFi Calling
9.1. Architecture VoWiFi : GSMA IR 51
9.2. Similitudes et différences entre VoLTE et VoWiFi
9.3. Enregistrement VoWiFi
9.4. Etablissement de session VoWiFi
9.4.1. Session control
9.4.2. Service control
9.4.3. Policy control
9.4.4. Bearer Control
9.5. Invocation de services VoWiFi
9.6. Policy Control lors de la session VoWiFi
9.7. Roaming VoWiFi
9.8. Appel d’urgence VoWiFi
9.9. Mobilité de session VoLTE à VoWiFi et vice versa
9.10. SMS sur IP en VoWiFi

10. Accès WiFi connecté au 5GC
10.1. Architecture pour l’accès WiFi trusted avec TNGF
10.2. Architecture pour ’'accès WiFi untrusted avec N3IWF
10.3. Mobilité 5G/4G pour l’accès WiFi
10.4. VoWiFi dans le contexte 5GC