eHRPD: Integrazione tra 3G e 4G per la continuità dei dati
Oggi vediamo come funziona la rete eHRPD, un elemento tecnico chiave che ha facilitato la transizione tra le reti 3G basate su CDMA e le reti 4G LTE, garantendo un’esperienza dati fluida agli utenti. Questo sistema è stato particolarmente rilevante per gli operatori mobili che utilizzavano tecnologie CDMA2000, consentendo una migrazione graduale verso le reti completamente IP del 4G, senza interruzioni o decadimenti nelle prestazioni dei servizi.
Cos’è la rete eHRPD
La sigla eHRPD sta per evolved High Rate Packet Data, ovvero un’evoluzione del protocollo HRPD (High Rate Packet Data), conosciuto anche come 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized). Mentre l’HRPD era utilizzato nelle reti 3G CDMA per la trasmissione dati ad alta velocità, l’eHRPD rappresenta una versione migliorata progettata per essere compatibile con l’architettura delle reti 4G LTE. L’obiettivo è ridurre la latenza e migliorare l’interoperabilità tra le reti CDMA e LTE.
L’eHRPD permette ai terminali mobili di utilizzare un unico stack IP per connettersi sia alla rete CDMA che alla rete LTE, semplificando la gestione del traffico dati e migliorando l’esperienza utente in scenari di handover tra le due tecnologie.
Architettura eHRPD
La rete eHRPD è strutturata per introdurre nuovi nodi che consentano la compatibilità con la rete LTE. Di seguito una tabella che confronta l’architettura HRPD classica con quella eHRPD:
L’introduzione del PMIP consente alla rete eHRPD di comportarsi in maniera simile all’LTE, facilitando il handover tra le due reti senza perdita di sessione IP.
Funzioni principali della rete eHRPD
- Compatibilità con LTE: eHRPD estende l’HRPD per comunicare direttamente con l’Evolved Packet Core (EPC) del 4G.
- Handover continuo: consente il passaggio tra LTE ed eHRPD senza interruzioni del traffico dati.
- Sessione IP persistente: mantiene lo stesso indirizzo IP quando l’utente si sposta tra LTE ed eHRPD.
- Gestione centralizzata dell’utente: utilizza l’HSS per unificare il profilo utente e le policy di accesso tra le reti.
Collegamento tra eHRPD e 4G LTE
Il collegamento avviene a livello core network: mentre LTE usa l’EPC come cuore della rete, l’eHRPD è stato progettato per essere interoperabile con lo stesso EPC. Questo significa che un dispositivo compatibile può essere connesso a eHRPD o LTE utilizzando un’infrastruttura comune, come il PGW e il SGW, condividendo le stesse policy di qualità del servizio (QoS), autenticazione e gestione della mobilità.
Quando un utente si trova in un’area non coperta da LTE, il dispositivo può effettuare un handover su eHRPD mantenendo intatta la sessione dati. Questo è possibile grazie a due meccanismi principali:
- PMIP (Proxy Mobile IP): gestisce l’identità IP dell’utente e permette la continuità della sessione IP.
- S1-Release with Redirection: tecnica utilizzata per indirizzare il terminale verso la rete eHRPD nel momento in cui perde la copertura LTE.
Vantaggi dell’uso di eHRPD
L’integrazione dell’eHRPD offre diversi vantaggi sia per gli utenti finali sia per gli operatori mobili:
| Categoria | Beneficio |
|---|---|
| Esperienza utente | Connessione dati continua durante la transizione LTE ↔ eHRPD |
| Operatori | Migrazione graduale verso LTE senza abbandonare immediatamente il core CDMA |
| Costi | Riduzione dell’investimento iniziale grazie al riutilizzo dell’infrastruttura |
| Efficienza | Ottimizzazione della gestione delle risorse radio e core |
Limiti e fase di dismissione
Nonostante i suoi vantaggi, l’eHRPD è stato concepito come soluzione transitoria. Man mano che la copertura LTE si è estesa e il supporto per dispositivi LTE-only è diventato comune, la necessità di supportare eHRPD è gradualmente diminuita. Tuttavia, nei contesti in cui la copertura LTE non era ancora estesa o per dispositivi legacy, eHRPD ha svolto un ruolo critico nel mantenere la qualità del servizio.
Esempio di utilizzo del flusso eHRPD ↔ LTE
Un utente in movimento inizia la navigazione sotto rete LTE. Durante il viaggio, entra in una zona coperta solo da CDMA. Il dispositivo rileva la perdita di segnale LTE e viene reindirizzato automaticamente alla rete eHRPD. Grazie al supporto PMIP, l’indirizzo IP del terminale resta invariato e l’utente non percepisce interruzioni nel download o nello streaming. Quando l’utente ritorna in un’area con copertura LTE, il dispositivo esegue nuovamente un handover verso LTE, mantenendo intatta la sessione IP.
Questo comportamento è fondamentale per applicazioni sensibili alla latenza come VoIP, videochiamate o gaming online.
Conclusioni
La rete eHRPD ha rappresentato un ponte tecnologico efficace tra il mondo CDMA e le reti completamente IP dell’LTE. Integrando elementi del core LTE nella struttura CDMA, ha permesso una migrazione senza traumi per operatori e utenti. Anche se oggi il suo utilizzo è in forte calo, comprenderne il funzionamento aiuta a leggere meglio l’evoluzione delle reti mobili e il percorso verso le architetture full-IP.
Per approfondire un altro elemento fondamentale delle reti mobili, dai un’occhiata a come funziona il protocollo S1AP nel collegamento tra eNodeB e MME.