Proposta de Modelo de Autenticação para Interconexão de Redes sem Fio Heterogêneas

Abstract

A necessidade de evolução das redes de telecomunicações para atender a demanda por serviços convergentes entre redes com diferentes tecnologias de acesso envolve o desenvolvimento de mecanismos de gerência de mobilidade e handover. Estes mecanismos devem prever o incremento da utilização de serviços de comunicação multimídia em tempo real utilizando protocolos emergentes para controle de sessão como, por exemplo, o SIP (Session Initiation Protocol). Entre os procedimentos de gerência de mobilidade para atender este cenário, a possibilidade de autenticação única e transparente nas diferentes redes é um dos mais críticos. Este trabalho avalia o impacto que a introdução de mecanismos de autenticação padronizados pode gerar no atraso da execução do handover vertical entre redes heterogêneas. As redes heterogêneas consideradas são WWAN (Wireless Wide Area Network) celular baseada nos padrões 3GPP (3G Partnership Project) e WLAN (Wireless Local Area Network) baseada nos padrões do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). O atraso é avaliado através de modelagem analítica e complementado com medidas realizadas em elementos em operação comercial. A modelagem e as medidas realizadas serviram de base para apresentação de propostas alternativas de melhorias, incluindo a definição de uma nova arquitetura baseada em distribuição prévia de chaves de autenticação. As melhorias propostas são modeladas e evidenciam a possibilidade de redução do tempo de atraso na execução do handover vertical em até trinta vezes. Com esta redução se espera que a utilização futura de serviços de comunicação multimídia de tempo real não sofra interrupções perceptíveis pelo usuário final durante o procedimento de handover vertical. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The mobility management and handover mechanisms development and the network evolution have been driven by the convergent services demand between heterogeneous accesses networks technologies. Those mechanisms are foreseen the increase usage of real time multimedia communication together emerging protocols such as SIP (Session Initiation Protocol). The availability of single seamless authentication between different networks is one of the most critical mobility management procedures. This work evaluates the impact in the vertical handover execution delay after the introduction of standardized authentication mechanisms between heterogeneous wireless access networks. The target wireless networks are defined as a cellular WWAN (Wireless Wide Area Network) based on 3GPP (3G Partnership Project) standards and a WLAN (Wireless Local Area Network) based on IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) standards. The overall handover delay was evaluated through analytical modeling and supplemented with measurements in commercial live network elements. Based on the results reached, improvements are proposed, including the definition of a new architecture for authentication keys distribution. The improvements proposed as result of this work can potentially reduce the handover delay by a rate of thirty. The new architecture with diminished handover delay allows the offer to the end users of real time communication services without disruption during vertical handover procedures.