Embed Size (px)
Citation preview
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Raadio- ja sidetehnika instituut
Kood: IRT70LT
MOBIILOPERAATORI TUUMIKVÕRGU EDASIARENDUS
Silver Jõekalda
Töö on tehtud telekommunikatsiooni õppetooli juures
Juhendaja Avo Ots
Kaitsmine toimub raadio- ja sidetehnika instituudi kaitsmiskomisjonis
Autor taotleb tehnikateaduse magistri nimetust
Esitatud: 19.05.2010
Kaitsmine: 10.06.2010
Tallinn 2010
2
REFERAAT
Magistritöö „Mobiiloperaatori tuumikvõrgu edasiarendus“ käsitleb mobiilside
tuumikvõrgu üleminekut Release 99-lt Release 4-le.
Käesoleva magistritöö eesmärk on pakkuda mobiilsideoperaatorile välja lahendus,
kuidas parendada oma mobiilvõrku nii, et väheneksid mobiiltuumikvõrgu
jooksevkulud ning oleks tagatud võrgu dubleeritusega suurem töökindlus. Antud
lahendus põhineb 3GPP poolt pakutava Rel-4 tehnoloogia baasil. Teemast parema
ülevaate saamiseks on pakutud näidisoperaatorile välja lahendus, kuidas esmalt tagada
sama jõudlusega tuumikvõrk väiksemate jooksevkuludega ning teiseks on esitatud
protsess üleminekuks Rel-99-lt dubleeritud Rel-4 võrgustruktuurile. Eelistatud
lahenduseks osutub Rel-4 tehnoloogial dubleeritud tuumikvõrk.
Töö on kirjutatud eesti keeles 79 leheküljel ning sisaldab 28 joonist, 6 tabelit ning 3
lisa.
Võtmesõnadeks on Rel-99, Rel-4, MSC, MSS, MGW, control plane ning user plane.
3
ABSTRACT
The master’s thesis titled “Mobile core network upgrade” is dedicated to the mobile
communications core network transition from Release 99 to Release 4.
The goal of this thesis is to offer mobile network operators a solution aimed at
improving their networks in order to reduce the core network operational expenditure.
Another purpose is to ensure greater network reliability through its doubling. The
solution is based on the Rel-4 technology provided by 3GPP. To ensure a better
overview of the topic, a solution was firstly offered to a sample operator how to ensure
a core network of the same capacity with lower operational expenditure. Additionally
the process was presented for the transition from Rel-99 to doubled Rel-4 network
structure. The preferred solution is based on doubled Rel-4 core network technology.
The thesis is written in Estonian and consists of 79 pages, entailing 28 figures, 6 tables
and 3 appendixes.
Keywords: Rel-99, Rel-4, MSC, MSS, MGW, control plane and user plane.
4
EESSÕNA
Mobiilside areng on viimasel ajal olnud märkimisväärne ning üha enam tõrjub ta
fikskõnesidet telekommunikatsiooni turult välja. Uute tehnoloogiate peale tulemisel
peavad mobiilside operaatorid pidevalt arendama oma tuumikvõrku. Olulisteks
märksõnadeks on seejuures kulude kokkuhoid ning töökindluse parendamine.
Käesolev magistritöö käsitleb mobiilside tuumikvõrgu kahte erinevat generatsiooni:
Rel-99 ja Rel-4. Vaadeldakse erinevusi nende kahe võrgu arhitektuuri vahel ning
luuakse näidisprotsess ühelt põlvkonnalt teisele üleminekuks. Oluliseks saab
jooksevkulude vähendamine, aegtihendatud ülekandevõrgu välja vahetamine IP-põhise
tehnoloogia vastu ning töökindluse parendamine. Töö on teostatud huvist uute
mobiilside tehnoloogiate vastu ning on otseses seoses autori igapäevaste ülesannetega
tuumikvõrgu arendamisel ning haldusel. Samuti on kasutatud teemaga reaalselt seotud
projektide materjale, mille sisu ei ole avaldatud, kuid millest saadud kogemused võivad
avalduda autori hinnangutes.
Töö valmimisel andsid palju väärtuslikke kommentaare kolleegid ning Nokia Siemens
Networks-i spetsialistid. Tänan kulutatud aja ning väärtuslike kommentaaride eest
Andrus Kaarelsoni, Veiko Koort-i ning Toomas Teeäärt. Suure panuse valminud
töösse andis juhendaja Avo Ots.
Tallinn, 19.05.2010
Silver Jõekalda
5
SISUKORD
1 SISSEJUHATUS ............................................................................................... 13
1.1 Ülesande püstitus ........................................................................................ 14
1.2 Töö metoodika ............................................................................................ 15
1.3 Töö struktuur ............................................................................................... 15
2 ERINEVATE TUUMIKVÕRGU GENERATSIOONIDE STRUKTUURID ..... 18
2.1 Rel-99 arhitektuur ....................................................................................... 18
2.2 Rel-4 arhitektuur ......................................................................................... 19
2.2.1 MSS ..................................................................................................... 20
2.2.2 MGW ................................................................................................... 22
3 REL-4 LIIDESED ............................................................................................. 26
3.1 A-liides ....................................................................................................... 28
3.2 Iu-liides ....................................................................................................... 28
3.3 Nb liides ...................................................................................................... 29
3.4 Nc liides ...................................................................................................... 30
3.5 Mc liides ..................................................................................................... 30
3.6 SIGTRAN ................................................................................................... 31
4 REL-4 VÕRGU EELISED ................................................................................ 33
4.1 Vähem saite ................................................................................................. 33
4.2 Transmissiooni kokkuhoid........................................................................... 34
4.3 Transkoodreid pole enam eraldi vaja ........................................................... 35
4.4 Parendatud transmissioon IP tuumikvõrguga ............................................... 35
4.5 Konversioon fiksvõrguga ............................................................................ 36
5 TÖÖKINDLUSE PARENDAMINE TUUMIKVÕRGUS .................................. 37
5.1 Dubleerimistasemed .................................................................................... 39
5.1.1 Moodulite põhine dubleerimine ............................................................ 39
5.1.2 IP tuumikvõrgu tase ............................................................................. 40
6
5.1.3 Võrguseadmete dubleerimine ............................................................... 40
5.2 Statistika Eesti operaatorite keskjaama riketest ............................................ 43
6 OPERAATORILE PAKUTAVAD LAHENDUSED REL-4 PÕHJAL ............... 46
6.1 Olemasolev võrk ......................................................................................... 46
6.1.1 Konfiguratsioon ................................................................................... 47
6.1.2 Lähteandmed ........................................................................................ 48
6.2 Lahendus 1 .................................................................................................. 51
6.2.1 Saidipõhised muudatused ..................................................................... 52
6.2.2 Ajalise viite vähendamine planeerimisel ............................................... 53
6.2.3 User Plane-i dimensioneerimine .......................................................... 54
6.2.4 Control plane dimensioneerimine ......................................................... 58
6.2.5 Tuumikvõrgu seadmete ühendamine IP-võrgu abil ............................... 60
6.2.6 Jooksevkulude analüüs ......................................................................... 62
Lahendus 2 – Üleminekuprotsess Rel-99-lt Rel-4 dubleeritud võrgule ................... 64
6.2.7 Ettevalmistused .................................................................................... 64
6.2.8 Faas 1 ................................................................................................... 66
6.2.9 Faas 2 ................................................................................................... 67
6.2.10 Faas 3 ................................................................................................... 69
6.3 Lahenduste kokkuvõtte ................................................................................ 71
7 KOKKUVÕTE .................................................................................................. 72
KASUTATUD KIRJANDUS .................................................................................... 74
Lisa A : Mobiiltuumikvõrgu seadmete tehnilised parameetrid.................................... 77
Lisa B : Saitide pindalad ............................................................................................ 78
Lisa C: OPEX arvutus Rel-99 ja Rel-4 puhul ............................................................. 79
7
TEKSTIJOONISTE LOETELU
Joonis 1.1 3GPP realisatsioonid[1] ............................................................................ 13
Joonis 1.2 Töös vaadeldav tuumikvõrgu osa [3] ......................................................... 14
Joonis 1.3 Magistritöö struktuur ................................................................................ 17
Joonis 2.1 Rel-99 võrgustruktuur ............................................................................... 19
Joonis 2.2 Rel-4 võrgu struktuur ................................................................................ 20
Joonis 2.3 MSC evolutsioon Rel-99-st Rel-4-le [5] .................................................... 22
Joonis 2.4 MGW-ga seotud liidesed [5] ..................................................................... 23
Joonis 2.5 MGW füüsilised ühendused[7].................................................................. 24
Joonis 3.1 Rel-4 liidesed [3] ...................................................................................... 26
Joonis 3.2 A-liidese kihid [8] ..................................................................................... 28
Joonis 3.3 Iu-liidese kihid[9] ..................................................................................... 29
Joonis 3.4 SIGTRAN-i võimalikud kasutusjuhud [3] ................................................. 31
Joonis 4.1 Lokaalne kõnede ühendamine [6] .............................................................. 34
Joonis 4.2 Rel-4 IP-põhine tuumikvõrk [6] ................................................................ 35
Joonis 5.1 Mobiilvõrgu võrgutasandid [13] ................................................................ 38
Joonis 5.2 N+X dubleerimismeetod [6] ...................................................................... 41
Joonis 5.3 Load sharing mobiiltuumikvõrgus [6] ....................................................... 42
Joonis 6.1 Mobiilside operaatori võrk Rel-99 baasil ................................................... 47
Joonis 6.2 Tuumikvõrgu kõneliikluse jagunemine ..................................................... 49
Joonis 6.3 Erlang B kalkulaator [30] .......................................................................... 50
Joonis 6.4 Näidisoperaatori võrk Rel-4 baasil ............................................................ 52
Joonis 6.5 Nb liidese protokolli kihid [32] ................................................................. 55
Joonis 6.6 SIGTRAN-il kasutatavad protokollid [32]................................................. 58
Joonis 6.7 Rel-99 ja Rel-4 OPEX ühe aasta kohta ...................................................... 62
Joonis 6.8 Rel-99 ja Rel-4 kapitalikulude protsentuaalne suhe ................................... 63
Joonis 6.9 Faas 1 tegevused ....................................................................................... 67
Joonis 6.10 Faas 2 tegevused ..................................................................................... 69
Joonis 6.11 Dubleeritud Rel-4 baasil olev tuumikvõrk ............................................... 70
8
TABELITE LOETELU
Tabel 3.1 Rel-4 liideste ülevaade [3] .......................................................................... 27
Tabel 5.1 Statistika Eesti telekommunikatsiooni firmade keskjaama riketest .............. 44
Tabel 6.1 Sõlmede vaheline sideliikluse maatriks (E1) .............................................. 51
Tabel 6.2 Kõnekoodekite jaoks vajalikud ribalaiused [32] ......................................... 56
Tabel 6.3 Vajalik ribalaius MGW1 ja MGW2 vahel (Mbps) ...................................... 61
Tabel 6.4 Rel-4 seadmete vahelised ribalaiused (Mbps) ............................................. 61
9
LÜHENDITE LOETELU
2G Second Generation Teise põlvkonna mobiilsidetehnoloogia
3G Third Generation Kolmanda põlvkonna mobiilside-
tehnoloogia
3GPP Third Generation Partnership Kolmanda põlvkonna mobiilside-
Project tehnoloogia ühendus
AAL2 ATM Adaption Layer 2 ATM adaptsioonikiht 2
AAL5 ATM Adaption Layer 5 ATM adaptsioonikiht 5
AMR Adaptive Multi-Rate Muutuva andmeside kiirusega koodek
ATM Asynchronous Transfer Mode Asünkroonülekande tehnoloogia
BHCA Busy Hour Call Attempt Tipptunni kõneürituste arv
BICC Bearer Independent Call Kandjast sõltuv kõne juhtprotokoll
Control
BRI Basic-Rate Interface ISDN baaskonfiguratsioon
BSC Base Station Controller Teise põlvkonna mobiilsidevõrgu
kontroller
BSSAP Base Station Subsystem BSC ja MSC vahel kasutatav protokoll
Application Part
CPNI Centre for the Protection of Infrastruktuuri Kaitseorganisatsioon
Nature Infrastructure
DNS Domain Name Server Domeeninimeserver
DTMF Dual-Tone MultiFrequency Kahetooniline mitmesageduslik audio-
signaali tüüp
DTX Discontinuous Transmission Katkendlik ülekanne
ETSI European Telecommunications Euroopa Telekommunikatsiooni
Standards Institute Standardite Instituut
E1 E1 carrier E1 kandja, edastab andmeid 2,048
Mbit/s
FE Fast Ethernet Kohtvõrgu standard, mis toetab
100Mbit/s
GSM Global System for Mobile Teise põlvkonna mobiilside tehnoloogia
communication
GSM EFR GSM Enhanced Full Rate GSM täiustatud täiskiirusega
10
kõnekoodek
GSM FR GSM-Full Rate GSM täiskiirusega kõnekoodek
GSW Group Switch Keskjaama kommutatsiooni element
H.248 MGW Control Protocol MGW juhtprotokoll
HLR Home Location Register Mobiilsidevõrgu koduregister
IETF Internet Engineering Task Interneti standardite alane rahvus-
Force vaheline organisatsioon
IMS Information Management Infohaldussüsteem
System
iMSS Integrated Mobile Switching Integreeritud Mobiilvõrgu Keskserver
Server
IP Internet Protocol Interneti protokoll
IPv4 Internet Protocol version 4 IP protokolli neljas versioon
ISDN Integrated Services Digital Integreeritud teenustega digitaalvõrk
Network
ISUP ISDN User Part ISDN kasutajaosa protokoll
ITU International Rahvusvaheline Elekterside Liit
Telecommunications Union
ITU-T ITU Telecommunication Rahvusvahelise Elekterside Liidu
Standardization Sector Sidestandardisektor
Iu-CS Interface between RNC and RNC ja MSS-i vaheline liides
MSS
Iu-PS Interface between RNC and RNC ja SGSN-i vaheline liides
SGSN
Kbps Kilobits per second Kilobitti sekundis
LAN Local Area Network Kohtvõrk
M3UA MTP3 User Adaption MTP3 kasutajaosaprotokoll IP-võrgus
MAP Mobile Application Part Mobiilrakenduste osa signaliseeringus
MGW Media Gateway Meedialüüs
MSC Mobile Switching Centre Mobiilvõrgu keskjaam
MSS Mobile Switching Server Mobiilvõrgu keskserver
MSSu MSC Server upgraded Mobiilikeskjaamast uuendatud
mobiilivõrgu keskserver
MTP3 Message Transfer Part 3 Sõnumi edastusprotokolli osa 3
NSN Nokia Siemens Networks Nokia Siemens Networks
11
nMGW new MGW uus kasutusele võetav MGW
NVS Nokia Voice over IP Server Nokia poolt pakutav IP-kõneside
lahendus
O&M Operation & Maintenance Haldus- ja hooldusliides
oMGW old MGW olemasolev MGW
OPEX Operating Expenditure Jooksevkulu
PBX Private Branch Exchange Kodukeskjaam
PCM Pulse Code Modulation Impulss-koodmodulatsioon
PLMN Public Land Mobile Network Üldkasutatav maapealne mobiilsidevõrk
PRI Primary Rate Interface ISDN Primaarkonfiguratsioon
PSTN Public Switched Telephone Kanalikommutatsiooniga avalik
Network telefonivõrk, fikstelefonivõrk
QoS Quality of Service Teenuse kvaliteet
RAN Radio Access Network Mobiilne juurdepääsuvõrk
RANAP Radio Access Network RAN rakenduste osa signaliseeringus
Application Part
Rel-4 Release 4 3GPP mobiiltuumikvõrgu realisatsioon
4
Rel-99 Release 99 3GPP mobiiltuumikvõrgu realisatsioon
99
RNC Radio Network Controller UMTS raadiovõrgu kontroller
RTCP Real-Time Transport Control Reaalaja-juhtprotokoll
Protocol
RTP Real-Time Transport Protocol Reaalaja-transpordiprotokoll
SCTP Stream Transmission Control Voogedastus juhtprotokoll
Protocol
SDH Synchronous Data Hierarchy Sünkroon andmehierarhia
SG Signalling GW Signaliseerimislüüs
SGSN Serving GPRS Support Node 2G ja 3G pakettandmeside eest vastutav
tuumikvõrgu element
SIGTRAN Signaling Transport over IP Signaliseerimise edastamine üle IP
SIP Session Initiation Protocol Seansialustusprotokoll
SONET Synchronous Optical Network Optiline sünkroonvõrk
SR Site Router Saidipõhine IP marsruuter, saitruuter
SS7 Signaling System 7 Signaliseerimissüsteem 7
12
STM-1 Synchronous Transport Sünkroontransportmoodul 1
Module1
TC Trancoder Transkooder
TCP Transmission Control Protocol Ühendusega edastuse protokoll
TDM Time Division Multiplexing Aegmultipleksimine
UDP User Datagram Protocol Kasutajadatagrammi protokoll
UMTS Universal Mobile Kolmanda põlvkonna mobiilside
Telecommunication System tehnoloogia
VAD Voice Activity Detector Heli detektor
VLAN Area Network Virtuaalkohtvõrk
VLR Visitor Location Register Mobiilsidevõrgu külalisregister
vMGW virtual MGW virtuaalne MGW
VOIP Voice Over IP Kõne edastus üle IP-võrgu
VPN Virtual Private Network Virtuaalne privaatvõrk
13
1 SISSEJUHATUS
Tänapäeval on telekommunikatsioon üks kiiremini tehnoloogiliselt arenev
majandusharu. Iga päevaga lisandub teenuste valikusse aina atraktiivsemaid
mobiilteenuseid, mis avaldavad üha suuremat mõju ühiskonna tavapärasele elustiilile.
Praegusel ajal on aga mobiilteenuste hinnad pidevas languses. Mobiilioperaatorid
peavad üha odavama hinna eest pakkuma aina kvaliteetsemat ning töökindlamat
teenust. Sellepärast on mobiilsideoperaatorid sunnitud aina enam mõtlema sellele,
kuidas vähendada oma tegevuskulusid nii, et lõpptarbija teenuste tase ei kannataks.
Teisalt peab operaator pidevalt kaasas käima üha arenevate infotehnoloogiliste
uuendustega, et pakkuda klientidele üha innovaatilisemaid ning atraktiivsemaid
teenuseid ning olla seejuures konkurentsis teiste turul pakkujatega. See aga eeldab
mobiiltuumikvõrgu pidevat kaasajastamist, et tulevikus oleks võimalik integreerida
sellele uusi rakendusi.
Üha enam liigub kogu võrgutehnoloogia IP-platvormile. Ühelt poolt on see tingitud
üha suurematest andmemahtudest ning teisalt annab ta pakutavatele teenustele aina
enam paindlikkust. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) kirjeldab
mobiiltuumikvõrgu arengut erinevate realisatsioonide abil [1].
Käsitletavad generatsioonid tegelevad põhiliselt kolme erineva suunaga:
1) Juurdepääsuvõrgu tehnoloogiad (GSM, UMTS jne.),
2) Mobiiltuumikvõrk,
3) Rakendused (IMS – Information Management System).
Erinevate 3GPP tuumikvõrgu generatsioonidest ajaskaalal annab ülevaate joonis 1.1.
201120102009200820072006200520042003200220012000
R99 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10
UM
TS
HS
PA
DL
HS
PA
UL
LT
E
LT
E
Ad
v
HS
PA
+
EP
C
Co
mm
on
IMS
IMS
MM
Te
l
Joonis 1.1 3GPP realisatsioonid[1]
14
Antud töö keskendub mobiilside tuumikvõrgule ning seda ainult kõneside osas.
Käsitluse all on kaks erineva generatsiooni tuumikvõrku: Rel-99 (Release 99) ja Rel-4
(Release 4). Viimasel variandil on rida eeliseid eelneva põlvkonna ees, mistõttu
põhinebki antud magistritöö nende tutvustamisele ning praktilisele tõestusele ühelt
põlvkonnalt teisele üleminekul. Käsitluse all olevad tuumikvõrgu elemendid on
joonisel 1.2 ümbritsetud punktiirjoonega.
Joonis 1.2 Töös vaadeldav tuumikvõrgu osa [3]
Raadiojuurdepääsu võrku ning sidumisühendusi teiste PLMN/PSTN (Public Land
Mobile Network/Public Switched Telephone Network) võrkudega vaadatakse üsna
põgusalt.
1.1 Ülesande püstitus
Antud töös analüüsitakse kahe erineva generatsiooni tuumikvõrku näidisoperaatori
lahenduses. Selle analüüsi eesmärgiks on pakkuda mobiilside operaatorile efektiivsem,
töökindlam ning samas tulevikku orienteeritud tuumikvõrgu variant. Töös on
püstitatud vastavalt teoreetilistele alustele hüpotees, et operaatoril on kasulik oma
praegune Rel-99-l baseeruv võrk viia Rel-4 tasemele. Üleminek ühelt generatsioonilt
teisele eeldab aga põhjalikku planeerimist ning ettevalmistustöid, kuna lõppkliendi
15
teenused ei tohi antud tegevuste käigus kuidagi kasutajate jaoks häiritud olla.
Vaatamata pikaldasele ning kulukale võrgu arhitektuuri vahetusprotsessile,
saavutatakse siiski märkimisväärne jooksevkulude kokkuhoid ning parema
töökindlusega tuumikvõrk.
1.2 Töö metoodika
Töö on üles ehitatud teoreetiliste allikate, telekommunikatsiooni alaste artiklite,
näidisoperaatori võrgu ning lisaks autori isikliku töökogemuse ning õppematerjalide
abil. Samuti on kasutatud arutelusid mitmete Eesti ning Soome baasvõrgu
spetsialistidega.
Antud tehnoloogia alal on vähe eestikeelset kirjandust, mistõttu on ka vastav
eestikeelne terminoloogia veel täies ulatuses välja kujunemata. Seetõttu kasutatakse
mitmete terminite otsetõlkeid ning loetud juhtudel on ka väljendid jäetud selguse
mõttes tõlkimata.
1.3 Töö struktuur
Töö struktuuri kirjeldab joonis 1.3. Sissejuhatavas osas piiritletakse ära, millist
mobiilvõrgu osa antud töös käsitletakse ning põhjendatakse teema vajadust. Seejärel
püstitatakse vastavalt hüpoteesile üleanne ning kirjeldatakse töö metoodikat ning
ülesehitust.
Töö teoreetilises osas vaadeldakse esmalt Rel-99 ja Rel-4 võrkude arhitektuure ning
antakse ülevaade tuumikvõrgu seadmetest ning nende funktsioonidest. Järgnevas
peatükis võetakse vaatluse alla Rel-4 generatsioonis peamiselt kasutatavad liidesed.
Seejärel pööratakse põhjalikumalt tähelepanu uue võrgu peamistele eelistele, milledest
olulisemad leiavad tõestust töö praktilises osas. Magistritöö viimases teoreetilises
peatükis kirjeldatakse tuumikvõrgu töökindluse olulisust ning selle parendamise
võimalusi. Samuti tuuakse välja Eesti operaatorite statistika keskjaama riketest.
Töö praktilises osas pakutakse näidisoperaatorile välja sama jõudlusega tuumikvõrk
Rel-4 baasil. Leitakse algse võrgu lähteandmed ning disainitakse nende põhjal uus
arhitektuur. Analüüsitakse tekkinud muutusi ning tehakse jooksevkulude analüüs kahe
erineva võrgu ehituse võrdlemiseks. Teise lahendusena on koostatud ülemineku
16
protsess Rel-99-lt dubleeritud Rel-4 võrgule. Oluline tingimus on see, et võrgu vahetus
oleks võimalikult lühikeste teenuskatkestustega. Generatsiooni üleminek jaotatakse
seetõttu kolmeks erinevaks faasiks, mida on eraldi analüüsitud.
Leitud tulemused seostatakse ülesande püstitusega kokkuvõtvas peatükis.
17
Sissejuhatus, ülesande
püstitus
REL 99 ja REL4 võrkude
struktuur
REL4 interfaced
REL4 eelised ja puudused
REL99 ees
Virtuaaloperaatorile
pakutavad REL4 –põhised
lahendused
Lahendus1
Sama jõudlusega võrk REL4
põjal
Lahendus2
Võrgu parema töökindluse
tagamine ning üleminek REL99-
lt dubleeritud REL4-le
Kokkuvõte
+ OPEX
Mobiiltuumikvõrgu
töökindluse parendamine
Joonis 1.3 Magistritöö struktuur
18
2 ERINEVATE TUUMIKVÕRGU GENERATSIOONIDE
STRUKTUURID
2.1 Rel-99 arhitektuur
Rel-99 juures on keskseks seadmeks MSC (Mobile Switching Centre). Tegemist on
võrguelemendiga, mis on vastutav nii signaliseerimise kui ka reaalse kõneliikluse eest.
MSC identifitseerib kõne origineerija ning termineerija osapooled ning ühendab need
omavahel, olles samas vahelüliks üle TDM (Time Division Multiplex) ühenduste
teistele PLMN ning PSTN võrkudele. MSC-ga on integreeritud ka VLR (Visitor
Location Register), mis sisaldab antud keskjaama teeninduspiirkonnas olevate
abonentide võrguinfot. VLR teostab abonentide asukoha registreerimist ning teatud
ajaintervalli möödudes uuendab vaadeldava kliendi asukoha andmeid. VLR-i
andmebaasi info on alati ajutine ning kättesaadav nii kaua kuni abonent viibib vastavas
teeninduspiirkonnas. Kui klient liigub teise VLR alasse, siis tema andmed kustutatakse
vanas VLR-s ning lisatakse uude.[2]
Eraldi elemendina üle TDM-i on MSC-ga ühendatud HLR (Home Location Register).
HLR-i põhiülesanne on hoida kliendibaasi kasutajate profiiliandmeid alaliselt
(kasutatavad teenused, võimalikud rändluspiirkonnad, piirangud jne.). MSC ning HLR
suhtlevad omavahel üle MAP (Mobile Application Part) protokolli.[3]
2G (Second Generation) raadiovõrgu jaoks on MSC ja BSC vahel kasutusel eraldi
elemendina TC (Transcoder, transkooder), mis on vajalik kõnede pakkimiseks. Sellest
tulenevalt väheneb oluliselt transmissiooni maht MSC ning BSC vahel. Kõige
otstarbekam on paigutada transkoodrid MSC-ga samale saidile. Nii TC ja MSC kui ka
TC ja BSC vahel kasutatakse TDM ühendusi ning signaliseerimiseks kasutatakse
protokolli BSSAP-d ((Base Station Subsystem Application Part ) [3].
3G (Third Generation) raadiovõrgu lisandudes tuli võrku integreerida ka MGW
(Multimedia Gateway) ning MSC muutus 3G MSC-ks. Viimane on suuteline
teenindama 3G raadiojuurdepääsu võrku, pakkudes Iu-liidest ning ATM
(Asynchronous Transfer Mode) moodulit üle MGW. 3G MSC juures on kasutusel
UMTS võrgu jaoks järgmised liidesed:
a) Iu-liides ühendab RNC MGW-ga;
19
b) A-liides (A interface) ühendab MGW MSC-ga.
MGW täidab Rel-99 juures järgmisi põhiülesandeid:
ATM transkodeerimine TDM-le;
signaliseerimislüüs, mis teisendab RANAP-i (Radio Access Network
Application Part) BSSAP-ks (Base Station Subsystem Application Part);
ATM-i võimaldamine 3G juurdepääsu võrgu ühendamiseks.[4]
Rel-99 struktuuri kirjeldab kõige paremini joonis 2.1 .
Joonis 2.1 Rel-99 võrgustruktuur
2.2 Rel-4 arhitektuur
Rel-4 võrgu arhitektuur sisaldab kahte eraldiseisvat funktsionaalset tasandit:
kõneliiklus (user plane)
signaliseerimine (control plane).
User plane hõlmab võrguelemente, mis on seotud kõneliikluse käsitlemise ning
edastamisega. Keskseks user plane elemendiks on MGW. Control plane teostab
20
abonentide asukoha pärimist, kõnede, MGW ning arveldusandmete edastuse juhtimist.
Control plane põhiliseks elemendiks on MSS (MSC Server).
Ülevaate Rel-4 võrguarhitektuurist annab joonis 2.2.
Joonis 2.2 Rel-4 võrgu struktuur
Järgnevates punktides kirjeldatakse Rel-4 võrgu seadmeid täpsemalt.
2.2.1 MSS
Rel-4 puhul muutub MSC MSS-iks ehk MSC Serveriks. Seoses sellega jagatakse
traditsioonilise MSC ülesanded ära MSS-i ning MGW vahel. MSS vastutab nii
kõneliikluse kui ka MGW-de juhtimise ning kontrolli eest. Seega võtab ta enda kanda
kogu signaliseerimise osa. MSS termineerib kasutaja-võrgu signaliseeringut ning
edastab seda vajadusel üle Nc liidese teise MSS-i (kirjeldatud alapeatükis 3.4). MGW
vastutab kõnede füüsilise ühendamise eest ehk ta võtab enda kanda kogu user plane
liikluse. MGW-st annab ülevaate alapunkt 2.2.2. Sarnaselt Rel-99-ga on ka MSS-i
integreeritud VLR, mis salvestab vaadeldava MSS-i teeninduspiirkonnas olevate
mobiiliabonentide kasutajaandmeid. Üldjuhul ei ole MSS-l GSW-d (Group Switchi)
64kbit/s TDM ühenduste jaoks, kuid mõnda tüüpi MSS-idel on väiksemahuline GSW
täiesti aktsepteeritav, kui vajatakse TDM põhiseid SS7 (Signaling System 7) ja PBX
21
(Private Branch Exchange) signaliseeringu edastamist otse MSS-st. Järgnevalt
kirjeldatakse erinevaid MSS-e ning nende põhilisi erinevusi.
iMSS (Integrated MSS) toetab TDM ühendusi, mis tähendab seda, et ta on suuteline
haldama veel lisaks control plane-le ka user plane-i. Operaatoritele, kellel on juba
olemas töötav PLMN võrk, on hea võimalus peale olemasoleva MSC riist- ning
tarkvara uuendust muuta ta integreeritud MSS-iks. Integreeritud MSS-il on olemas
kogu MSS-i funktsionaalsus ning lisaks sellele veel TDM ühendused. TDM-põhine
võrk suudab edukalt koos eksisteerida IP/ATM tuumikvõrguga ning iMSS suudab neid
mõlemaid ka hallata. TDM ühendused 2G raadiovõrgust võivad olla ühendatud MGW-
ga või otse iMSS-ga.[5]
MSSu (MSC server upgraded) on MSS, mis on algselt MSC-st uuendatud
Integreeritud MSS-iks ning hilisema TDM toe kaotamisega modifitseeritud
autonoomseks MSS-iks. Ta sisaldab kogu MSS-i jaoks vajalikku funktsionaalsust ning
tegeleb ainult control plane-ga.[5]
Autonoomne MSS (Standalone MSS) tegeleb ainult control plane-ga ning kogu user
plane on viidud MGW-sse. [5]
NSN- i (Nokia Siemens Networks) poolt toodetud MSC-de arengut erinevat tüüpi MSS-
deks koos tehnoloogiliste muutustega kirjeldab kõige paremini joonis 2.3.
22
Joonis 2.3 MSC evolutsioon Rel-99-st Rel-4-le [5]
MSS-iga seotud liideseid kirjeldatakse paragrahvis 3.
2.2.2 MGW
Multimeedia gateway vastutab põhiliselt kõneliikluse vahendamise eest.
Rel-4 juures on MGW-l järgmised liidesed:
lu-CS,
A-liides,
PSTN,
Nb (MGW-de omavaheline liides).
MGW-ga seotud liidesed on kujutatud joonisel 2.4.
23
Joonis 2.4 MGW-ga seotud liidesed [5]
MGW täidab järgmisi põhilisi funktsioone:
User-plane
MGW võtab osa kõneliikluse edastamisest ning transkodeerimisest olles
seejuures sõlmpunktiks RNC, BSC ja teiste PLMN/PSTN võrkude vahel.
Control-plane
Rel-4 juures RANAP ja BSSAP protokollid termineeritakse MSS-s ning
seejuures kasutatakse MGW-d kui signaliseeringu edastajana. Samuti
edastatakse MGW vahendusel SS7 signaliseeringut MSS-i ja teiste PLMN või
PSTN võrkude vahel.
Meediatöötlus
MGW esitab toone ning erinevaid operaatoripõhiseid automaatteateid. Samuti
võimaldab konverentskõnesid ning DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency)
toonide edastamist.
Rel-4 ja hilisemate standardite puhul on MGW MSS-i poolt juhitav võrguelement.
Tavaliselt üks peamine võrgu kontrollelement (näiteks MSS/GCS) haldab mitut
erinevat MGW-d. Ühe füüsilise elemendi peale on võimalik konfigureerida mitu eraldi
virtuaalset lüüsi nii, et nad suudavad eraldi opereerida omaette võrgustruktuurides. See
annab omakorda operaatoritele võimaluse jagada oma võrguliiklust optimaalselt
erinevate kontrollelementide vahel.[6]
24
2.2.2.1 MGW füüsilised ühendused
Kuna MGW opereerib nii 2G ja 3G raadiovõrkudega, kui ka teiste PLMN ja PSTN
ühendustega, siis toetab ta nii TDM- kui ka pakettpõhiseid liideseid. Ta võimaldab
ühendada mõlemad nii ATM kui ka IP-liidesed (Internet Protocol) ühte elementi
vastavalt tuumikvõrgu nõuetele. Kõik liideste tüübid on üksteisest sõltumatud, mistõttu
on vastavalt igale ühendatavale elemendile võimalik eraldada sobilik seos. Allolev
joonis 2.5 illustreerib MGW füüsilisi ühendusi ning nende võimalikke
kasutusjuhtusid.[7]
Joonis 2.5 MGW füüsilised ühendused[7]
Rel-4 pakub operaatorile paindlikke tuumikvõrgu valikuid vastavalt transmissiooni
ning võrgu läbilaske võimele. See võib põhineda IP, ATM või TDM tehnoloogial.
Kuna kõne- ning andmemahud üha kasvavad, siis tuleb järjest enam operaatoril mõelda
sellele, kuidas tagada võrgu suuremat jõudlust. Control- ning User plane eraldamine
annab hea võimaluse viia kogu tuumikvõrk üle IP-le, mis samal ajal toetab ka
olemasolevat võrgu arhitektuuri. See on heaks eelduseks operaatori jooksevkulutuste
vähendamiseks.
Nagu eelpool mainitud võimaldab MGW ühenduda IP-põhisesse tuumikvõrku, mille
abil saab siduda teda teiste MGW-dega Nb liidese või MSS-ga Mc liidese abil.
Andmete edastamine üle IP baasvõrgu toimub reaalaja protokolli RTP (Real Time
Protocol) abil. RTP on ideaalne reaalaja rakendus näiteks VOIP (Voice over IP) jaoks.
Enamikel juhtudel on MGW-del kaks Gigabit Ethernet liidest ( 2 x 1000 Base-T
Ethernet elektriline või optiline ühendus). Tavaliselt kasutatakse meedia ülekandeks IP
tuumikvõrgu juures IP-d üle SDH/SONET (Synchronous Data Hierarchy/
Synchronous Optical Network) võrgu.[7]
25
MGW-d on samuti võimalik omavahel ühendada juba olemasolevasse
mobiiltuumikvõrku TDM-dega. Ka siin on kasutusel Nb liides. Kui juba eksisteeriv
TDM võrk ei ole operaatorile väga kulukas ning ei ole teisi põhjuseid (näiteks kui ei
vajata suuremat mahtu), miks peaks hakkama vahetama transmissiooni võrku, siis
olemasolev TDM võrk ei ole takistuseks Rel-4 käiku võtmiseks. TDM-põhine
baasvõrk võimaldab vältida mitmeid üheaegseid muutusi võrgus, kui minnakse üle
Rel4-le. Sellisel moel Rel-4 installeerimist on võimalik jagada erinevatesse
vahetulemustega faasidesse, milledelt probleemide tekkimisel on alati olemas ka
tagasitee eelmisesse vaheetappi. See omakorda vähendab riske baasvõrgu
mittetoimimiseks erinevatel üleminekufaasidel. Üleminek IP-põhisele tuumikvõrgule
eeldab aga väga suure osa elementide ning võrguliikluse üheaegset ümbertõstmist.
Seetõttu vajatakse täpset ning läbimõeldud protsessi ning samuti põhjalikku
ettevalmistust nii riist- kui tarkvara poolt.
26
3 REL-4 LIIDESED
Rel-4 käikuvõtmisel võetakse kasutusele mitmeid uusi liideseid. Seoses sellega
muutuvad ka protokollid, mida erinevatel ühendustel kasutatakse. Rel-4 põhilisi
liideseid kõneside seisukohast kirjeldab joonis 3.1.
Joonis 3.1 Rel-4 liidesed [3]
Antud peatükk annab ülevaate Rel-4 tuumikvõrgu liidestest, nendel kasutatavatest
protokollidest, transpordi edastusviisidest ning samuti ka füüsilistest ühendustest,
millel need seosed töötavad. Enimkasutatavatest Rel-4 liidestest annab ülevaate
alljärgnev tabel 3.1.
27
Tabel 3.1 Rel-4 liideste ülevaade [3]
Liides (Interface) Protokoll Transport Füüsiline liides
MSS-MSS (Nc)
(control plane)
BICC CS2 IP(SIGTRAN) LAN
SIP UDP/IP
SCTP/IP
TCP/IP
LAN
ISUP TDM E1
MSS-HLR
(control plane)
MAP TDM
IP(SIGTRN)
E1
LAN
MSS-MGW (Mc)
(control plane)
H.248 (Megaco) SCTP/IP LAN
MGW-MGW (Nb)
(user ja control
plane)
RTP, RTCP/UDP IP LAN
AAL2 ATM STM-1
- TDM E1
MGW-RNC (Iu)
(ATM-põhine Iu-
CS)
RANAP ATM/AAL5 STM-1
E1
User plane
(kõneliiklus)
ATM/AAL2 STM-1
E1
MGW-RNC (Iu)
(IP-põhine Iu-CS)
RTP/RTCP UDP/IP
SCTP/IP
TCP/IP
LAN
MSS-RNC
(IP-põhine Iu-CS
puhul)
RANAP
UDP/IP
SCTP/IP
TCP/IP
LAN
MSS-BSC
(üle MGW)
BSSAP (control
plane)
IP(SIGTRAN) LAN
MGW-BSC (A) User plane TDM STM-1
E1
MGW-PSTN/ISDN ISUP TDM E1
Järgnevalt kirjeldatakse liideseid eraldi alapeatükis.
28
3.1 A-liides
A-liides kuulub SS7 signaliseerimissüsteemi ning tema põhiline ülesanne on kõne-,
andmeside ning signaliseerimise vahendamine MSS-i ja BSS-i vahel ühe vahelülina.
A-liides on ühendatud kas MSS-i või MGW külge sõltuvalt operaatori vajadustest ning
samas ka võimalustest. Kui A-interface (A-liides) on seotud MGW-ga, siis BSSAP
signaliseerimisprotokoll ruuditakse MGW-st MSS-i SIGTRAN-i (Signaling Transport
over IP) abil ning seejuures etendab MGW signaliseeringu vahendaja rolli [8].
Füüsilise liidesena BSC ja MGW vahel kasutatakse tavaliselt E1-te. A-liidese
signaliseerimisprotokollide kihid on esitatud joonisel 3.2.
Joonis 3.2 A-liidese kihid [8]
3.2 Iu-liides
UMTS raadio juurdepääsuvõrgud ühendatakse mobiilituumikvõrguga üle Iu liidese.
Signaliseerimisprotokollina kasutatakse RANAP-t, mis on kirjeldatud TS 25.413-s. Iu
liides on ATM-põhine ning see on disainitud nii, et seda on võimalik kasutada
erinevate tarnijate seadmete ühendamiseks. Neid ühendusi on võimalik kasutada nii Iu-
CS (Iu Circuit Switched, kõneside) kui ka Iu-PS (Iu Packet Switched, pakettside)
edastamiseks. Iu-PS-i puhul edastatakse andmeside samuti üle sama füüsilise liidese
MGW-sse, mis omakorda on ühendatud SGSN-iga (Serving GPRS Support Node). [9]
AAL2 (ATM Adaption Layer 2) toetab Iu-CS user plane-i, mille tulemusena
kõneliiklus ruuditakse lõpppunkti (Iu, PSTN või IP/ATM tuumikvõrku) otse MGW-st.
29
AAL5 (ATM Adaption Layer 5) kasutatakse control plane-i jaoks. RANAP
signaliseerimine edastatakse RNC-st MGW-sse, kust see transporditakse edasi MGW
signaliseerimislüüsi abil MSS-i. Tüüpiliselt vahendatakse seda üle Etherneti ning
selleks kasutatakse SIGTRAN-i. MSS käsitleb ainult UMTS raadiojuurdepääsu võrgu
control plane osa. Iu-CS liidese signaliseerimisprotokollide kihid on esitatud joonisel
3.3 .
Joonis 3.3 Iu-liidese kihid[9]
3.3 Nb liides
Nb on MGW-de omavaheliseks ühendamiseks kasutatav liides. See võib olla ATM, IP
või TDM-põhine. ATM-i kasutamisel on AAL2 tase kokku pakitud kõne ning
reaalajalise pakettside transportimiseks. AAL5 on control plane edastuseks. Kui IP on
valitud tuumikvõrgu tehnoloogiaks, siis meedia vahendamiseks kasutatakse RTP
protokolli. MGW toetab järgmisi liideseid:
Gigabit Ethernet,
Fast Ethernet (FE),
STM-1 (Synchronous Transport Module 1). Selle peal on näiteks ATM liiklus
(AAL2 ja AAL5),
E1 liides TDM ühendusel.
30
3.4 Nc liides
Nc on MSS-de omavaheliseks sidumiseks kasutatav liides. Näiteks kahe operaatori
MSS-d ühendatakse omavahel Nc-ga, juhul kui mõlemad sellel kasutatavat protokolli
ka toetavad. MSS toetab BICC (Bearer Independent Call Control) protokolli, mis on
ära defineeritud Rel-4 generatsiooni jaoks. Ta on kõne signaliseerimisprotokoll, mis on
disainitud transportima kõne signaliseeringu informatsiooni. BICC baseerub ISUP-l
(ISDN User Part) ning seetõttu on võimalik kasutada eelnevalt kasutusel olnud
protokolliga töötavaid lisaväärtusteenuseid suuremate muutusteta edasi. BICC kõne
signaliseerimine ei vaja DNS-i (Domain Name System).
Alternatiivina BICC-i asemel võib kasutada IP-põhistes võrkudes ka SIP-i (Session
Initiation Protocol). SIP-i kasutatakse kui tunneldatud meetodit ISUP sõnumite
transpordiks. SIP ei ole defineeritud otseselt Rel-4 generatsiooni jaoks, kuid selle
kasutus Nc liidesena tuleb teha vastavalt ITU-T (International Telecommunications
Union Telecommunication Standardization Sector) Q1912.5 [11] standardile.
Vastupidiselt BICC-le vajab SIP DNS-i. MSS saadab sel juhul päringu DNS-i, et
selgitada välja domeeni nime IP aadress, mida saab kasutada signaliseerimissõnumite
marsruutimiseks teise MSS-i üle IP võrgu. [10]
3.5 Mc liides
Mc liides kirjeldab ühendust MSS-i ja MGW vahel. Protokoll, mida seal peal
kasutatakse on MEGACO/H.248 (MGW Control Protocol). Ta on loodud koostöös
IETF (Internet Engineering Task Force) MEGACO ning ITU-T töögruppide vahel.
Signaliseerimise edastuseks kasutatakse SCTP-d (Stream Control Transmission
Protocol) või TCP-d (Transmission Control Protocol) üle IP. Nendest on täpsemalt
kirjeldatud alapeatükis 3.6. MEGACO/H.248 juhib ning kontrollib kõneliikluseks
vajalikke ressursse MSS-i poolt ning ta termineerub ainsana MGW-s.
MEGACO täidab järgmisi põhilisi ülesandeid:
Reserveerib, ühendab ja katkestab kõnekanaleid.
31
Ühendab ja katkestab kõnekanalitele toone ning automaatteateid vastavalt
erinevatele kõnejuhtumitele. Automaatteated ning toonid on vastavuses kõne
lõpetamispõhjustega.
Tema juhtimisel toimub DTMF toonide saatmine ning vastu võtmine. [3]
3.6 SIGTRAN
SIGTRAN on IETF poolt loodud liides SS7 ülekandmiseks üle IP. SIGTRAN-i IP-
põhine M3UA (MTP3 User Adaption) kiht tegeleb samade ülesannetega nagu MTP3
(Message Transfer Part) tasandki TDM-i puhul. Ta marsruudib MTP3 kihi sõnumeid
erinevatelt rakendustelt õigetele IP ressurssidele (SCTP associations). SCTP on
transpordikihi protokoll, mis täidab TCP protokolliga sarnaseid ülesandeid. Sarnaselt
TCP-ga tagab SCTP sõnumite töökindla transpordi õiges järjestuses. Põhiline erinevus
seisneb selles, et TCP on bait-orienteeritud, SCTP tegeleb aga kadreeritud sõnumitega
- sõnumid saadetakse kaadrite kaupa. SCTP peamine eelis on see, et ta lubab ühenduse
ühes või mõlemas otsas mitut IP aadressi, mis võimaldab dubleeritud loogilisi seoseid
erinevate võrgusõlmede vahel. SIGTRAN-i võimalikke kasutusvariante ning temal
olevaid protokolle kirjeldab joonis 3.4. [3]
Joonis 3.4 SIGTRAN-i võimalikud kasutusjuhud [3]
32
SIGTRAN-i kasutatakse SG (Signaling Gateway, Signaliseerimislüüs) ja MGC (MGW
Controller, MGW kontroller) vahel või teiste võrguseadmete nagu MSS, MGW või
HLR vahel.
33
4 REL-4 VÕRGU EELISED
Telekommunikatsioon on pidevalt muutuv ning arenev majandusharu. Üheltpoolt
kõne- ning andmesideliikluse mahud üha kasvavad, kuid sealt saadav rahaline kasum
pidevalt langeb. Teisalt aga peavad operaatorid kaasas käima tehnika viimaste
saavutustega. Ülimalt oluline tänapäeva väga tihedas konkurentsi keskkonnas on
teenuse kvaliteet ning selle pidev toimimine. Ühesõnaga „klient on kuningas“, kes
nõuab mugavust ning kvaliteeti ja seda kõike soodsa hinna eest. See eeldab, et
operaatorid võtaksid kasutusele üha töökindlamaid, tulevikku suunatud ning
majanduslikult kasulikke süsteeme.
MSS lahendus eraldab signaliseerimise ja reaalse kõneliikluse kahte erinevasse
võrgusõlme: MSS-i kandub ideaalpildis signaliseerimine ning MGW-sse kõneliiklus.
Eraldatud võrgu arhitektuur võimaldab operaatoritel oluliselt kokku hoida saidi ning
transmissiooni kuludelt. Kuni kolm korda suurem elementide jõudlus tagab väiksema
saitide arvu ning samuti vähendab võrgu hooldus- ning uuenduskulusid. MSS toetab
nii GSM kui ka UMTS raadiovõrkusid. Tuumikvõrgu jõudlus jagatakse dünaamiliselt
kaht tüüpi raadiovõrkude vahel ära, tagades parima võimaluse nende koostööks. MSS
toetab enamikke eksisteerivate mobiilvõrkude signaliseerimisstandardeid. Samuti on
võimalik konvergents SIP, GSM/UMTS ning PSTN kõnede vahel.
Antud paragrahvis vaadeldakse kahe erineva tuumikvõrgu generatsiooni põhilisi
erinevusi ning tuuakse välja Rel-4 võrgu peamised eelised.
4.1 Vähem saite
User plane ja control plane-i eraldamine võimaldab MSS-i ja MGW vahelist
geograafilist eraldatust. See tähendab seda, et MSS-ide jaoks vajalikku saitide arvu on
võimalik vähendada. Antud eelis kehtib aga ainult nn. suurtele operaatoritele, kes enne
kasutasid mitut MSC-d, mis asusid üle riigi erinevates kohtades. Nüüd on võimalik
sama võrguvalmidus tagada vähemate MSS-dega ning MGW-d paigutatakse BSC ja
RNC-dele võimalikult lähedale. Samuti võtab MSS oluliselt vähem ruumi, kui MSC.
Seega on võimalik vähendada ka saidi pindala. [6]
34
Ainult signaliseering on MSS-i ja MGW vahel, mistõttu saab vähendada
piirkondlike MSS-de arvu. Järelikult väheneb ka saitide arv.
MGW-d saab paigutada olemasolevate BSC/RNC juurde, mistõttu pole vaja
juurde eraldi saite.
MSS ja MGW on suuruselt 1/3 võrra väiksemad kui MSC, mistõttu väheneb
oluliselt saitide pindala.
MSS on võrreldes MSC-ga suurema jõudlusega, mistõttu suudab MSS
teenindada rohkem kliente ning seetõttu peab neid ka füüsiliselt vähem olema.
4.2 Transmissiooni kokkuhoid
MSS süsteem hoiab kokku transmissiooni kulusid lokaalse kommutatsiooniga. Rel-99
puhul on vaja ehitada kulukad linnadevahelised ühendused. Isegi lokaalsed (olukord,
kus A ja B pool on mõlemad ühe BSC teeninduspiirkonnas) mobiilikõned liiguvad
MSC-sse, mille kaudu toimub kõne marsruutimine põhimõtteliselt tagasi tuldud teed
pidi. Sellistel juhtudel ehitatakse nii signaliseering kui kõnekanalid MSC ja
raadiovõrgu vahele. Rel-4 puhul on MGW suuteline aga tegema lokaalset kõnede
ühendamist user plane tasemel, mille maht moodustab transmissioonist enamuse [6].
Näiteks kui kõne A ja B pool asuvad sama MGW taga, siis ei ole seda kõne vaja läbi
juhtida MSS-st. Sealt läheb läbi vaid signaliseering. Allpool olev joonis 4.1
iseloomustab lokaalset kõnede ühendamist.
Joonis 4.1 Lokaalne kõnede ühendamine [6]
35
Siit on näha, et kaovad ära mahukad transmissiooni õlad lokaalsete kõnede
edastamisel.
4.3 Transkoodreid pole enam eraldi vaja
Rel-4 puhul ei ole vaja enam eraldi võrguelementidena transkoodreid. Neid kasutatakse
Rel-99-s kõnede pakkimiseks A-liidesel, et saavutada olulist kokkuhoidu MSC ning
BSC vahelise transmissiooni ribalaiusel. Rel-4 puhul on aga transkooderi
funktsionaalsus MGW-sse sisse ehitatud. Pakitud kõne edastatakse üle IP/ATM või üle
TDM-i. Kokkuvõtteks hoitakse kokku transmissiooni mahtudelt ning samuti pole vaja
selle jaoks eraldi seadet üleval pidada. Selle tulemusena on kokkuhoid saidi, elektri-,
jahutuskulude ning samuti väiksemate haldustööde näol. [6]
4.4 Parendatud transmissioon IP tuumikvõrguga
Kui Rel-99 puhul on kasutusel tuumikvõrgu seadmete vahel TDM otseühendused, siis
Rel-4 puhul on need võimalik asendada kõik IP ühendustega. IP-põhine tuumikvõrk
kaotab samuti füüsilise transport layeri vajaduse [6]. IP-põhine tuumikvõrk võimaldab
jagada ühte füüsilist ühendust erinevatesse suundadesse vastupidiselt TDM
ühendustele, kus kahe keskjaama vaheliseks ühendamiseks on vaja point-to-point
seoseid. Siit tuleneb jällegi transmissiooni kokkuhoid. IP-tuumikvõrgu kasulikkust
ilmestab väga hästi joonis 4.2.
Joonis 4.2 Rel-4 IP-põhine tuumikvõrk [6]
36
Antud kontekstis väheneks tunduvalt MSS-de arv ning samuti transmissiooni jaoks
vajalikud kulutused. Üle IP-põhise tuumikvõrgu hakkaks käima nii signaliseerimine
kui ka reaalne kõneliiklus.
4.5 Konversioon fiksvõrguga
Rel-99 puhul eksisteerib PSTN võrgu jaoks omaette keskjaam. Tal on traditsioonilised
SS7 ühendused teiste PLMN ning PSTN võrkudega. Samuti on sealt tehtud PRI, BRI
(Private Branch Exchange) ning analoogliidestega kliendiühendused. Rel-4 puhul on
aga võimalik MSS-ile lisada NVS (Nokia Voice over IP Server) funktsionaalsus, mis
võimaldab PSTN võrgu ülesanded kanda mobiiltuumikvõrku [12]. PRI-d on võimalik
ehitada otse MGW küljest ning analoog- ning BRI liidesed saab sobivat vahelüüsi
kasutades tõsta MSS/NVS süsteemi külge. NVS võimaldab mobiilioperaatoril pakkuda
erinevaid VOIP ning SIP-trakti põhiseid lahendusi. Lõpptulemusena on aga Rel-4-ga
võimalik operaatoril kolida kogu PSTN võrgu funktsionaalsus mobiilivõrku, mis
omakorda aitab kokku hoida jooksevkulusid ning lihtsustab kogu võrgu haldust.
37
5 TÖÖKINDLUSE PARENDAMINE TUUMIKVÕRGUS
Kuna tänapäeva mobiiltuumikvõrgu komponentide mahtuvus pidevalt kasvab ning
kõik elemendid täidavad kogu võrgu eksisteerimiseks väga olulist ning asendamatut
rolli, siis üha enam peavad operaatorid mõtlema tähtsamate võrgusõlmede töökindluse
suurendamise peale. Juba iga sekund võrgu mitte toimimist, võib tähendada olenevalt
operaatorist märgatavat rahalist ning turunduslikku kahju. Rääkimata siis veel
olukorrast, kus mobiilivõrgu töö on häiritud tunde või isegi mitu päeva järjest. Viimane
juhtum võib tähendada juba mobiilioperaatori pankrotistumist. Kahjuks ei ole enamikel
juhtudel võimalik suuri rikkeid ette näha, kuid operaatoritel on võimalik erinevate
tehniliste lahenduste kaasabil disainida omale võimalikult suure töökindlusega
tuumikvõrk. Seega on mobiilioperaatori tuumikvõrgu töökindlus otseselt seotud firma
jätkusuutlikkusega.
NSN jagab kogu mobiilivõrgu kolme erineva riskiastmega klassi:
1. Tuumikvõrk. Sinna kuuluvad tuumikvõrgu seadmed nagu MSS, MGW ning
HLR. Kogu võrgu seisukohalt omab ta väga olulist rolli, kuna kõik
kõneteenused on otseselt või kaudselt seotud nende elementidega. Kogu
investeeringute mahust moodustab tuumikvõrk suhteliselt marginaalse osa,
kuid samas mõjutab ta enim operaatori majanduslikku efektiivsust ning
jätkusuutlikkust. Enamik tuumikvõrgu seadmete mooduleid on dubleeritud.
NSN soovitab aga dubleerida kogu baasvõrgu seadmed ning liidesed
regionaalse võrgu vahel või luua alternatiivsed marsruutimised üle teiste
tuumikvõrgu seadmete [13]. Joonisel 5.1 on tuumikvõrk kujutatud punase
osana.
2. Regionaalne võrk. Sellesse võrguossa kuuluvad BSC-d ning RNC-d. Seal
kasutatakse dubleeringut moodulite tasemel. Liideste dubleerimisel
tugijaamade suunas pole mõtet, kuna see ei mõjuta väga suurt osa võrgust [13].
Kuid A- ning Iu-liideste dubleerimine tuumikvõrgu suunas on soovituslik, kuna
siin on võimalik rikkeallikas ka MGW. Joonisel 5.1 on regionaalne võrk
kujutatud sinise alaga.
3. Raadiojuurdepääsu võrk. Antud alasse kuuluvad tugijaamad ning
juurdepääsu võrk BSC-st või RNC-st tugijaamadeni. Kogu investeeringutest
38
moodustab see võrgu osa valdava enamuse. Üksiku tugijaama rike põhjustab
katkestuse ainult selles piirkonnas, mida ta teenindab. Kogu operaatori
teeninduspiirkonnast moodustab ta aga väga väikse osa [13]. Seetõttu
kasutatakse antud võrgutaseme juures selektiivset dubleeringut vastavalt
operaatori võimalustele ning vajadustele. Juurdepääsu ühenduste juures
kasutatakse tähtsamate linkide puhul alternatiivseid marsruutinguid. Samuti
kasutatakse raadiovõrgus ülekatvust ning 2G- alternatiiviks on 3G võrk ja
vastupidi. Joonisel 5.1 on raadiojuurdepääsu võrk kujutatud rohelise alaga.
Joonis 5.1 Mobiilvõrgu võrgutasandid [13]
NSN-i riskiastmete paremaks kirjelduseks võtame näidisvõrgu, kus on tuumikvõrgus 1
MSS, 1 MGW ning 1 HLR. Regionaalses võrgus on 10 BSC-d ning iga BSC all on
raadiojuurdepääsu võrgus 100 tugijaama. Kui puruneb MSS, MGW või HLR, siis on
võrgu töö häiritud 100%-selt. Kui üks BSC lakkab töötamast, siis on häiritud 10%
võrgust ning ühe tugijaama riknemisel on mõjutatud vaid 0,1% võrgust. Antud näide
iseloomustab ilmekalt, et tuumikvõrgu seadmete dubleerimine on neist oluliseim.
CPNI (Centre for the Protection of Nature Infrastructure) viitab oma aastaaruandes
sõjalisele ning kuritegelikule ohule, mille tulemusena on telekommunikatsiooni firmad
üha kaitsetumad erinevate küber- või füüsiliste rünnakute eest [14]. Turvalisuse
suurendamiseks on kasutusel järgmised vahendid:
Loogilised võrgud oleksid eraldatud:
39
o VLAN-e (Virtual Local Area Network) kasutada saidi põhiselt;
o VPN-i (Virtual Private Network) kasutada saitide vahel.
Liiklust loogiliste võrkude vahel kontrollitakse juurdepääsu nimekirjade abil.
Tulemüüre kasutatakse väliste võrkude vahel.
Vajadusel kasutada tuumikvõrgu krüpteerimist.
On ülimalt oluline suurendada oma IP baasvõrkude küberkaitset erinevat tüüpi
rünnakute eest tulemüüride abil, kuid samas rõhutatakse, et veelgi kindlam ning
ohutum on pidada selliste ebameeldivuste vältimiseks võrku dubleeritud kujul,
eraldades teda samas nii palju kui võimalik avalikest võrkudest [14]. Veelgi enam,
osades riikides kus on oht terrorismile, sõjalistele aktsioonidele või looduslikele
õnnetustele, on üha suuremat vajadust üles näidanud tuumikvõrkude dubleerimine.
CPNI aruanne väidab, et samuti pakub intelligentsete ruutingalgoritmide ja pakettside
kasutamine kõrgetasemelist kaitset single point of failure vastu [14]. See ei tähenda
muidugi seda, et kõik kõnesideteenused jäävad mõjutamata mingi tuumikvõrgu
elemendi riknemisel, kuid siiski on nende kasutamisel katkestusaeg minimaalne ning
kõneliiklus ruuditakse kiiresti alternatiivset teed pidi, et taastada koheselt kogu võrgu
jaoks vajalik toimivus. See on efektiivseim viis võrguliikluse taastamiseks ning
tavaliselt võtab see aega 10 kuni 100 millisekundit [14]. Sellisel juhul on vajalik ka
transmissiooni dubleerimine kas topeltühendustega samade võrgusõlmede vahel või
siis kasutatakse ülevoolusid üle teiste sama tüübi võrguelementide. Enne antud
lahenduse käikuvõtmist on aga vaja teha põhjalik analüüs võrgu ressurssidest ning
planeerida, võimalikest riketest põhjustatud ülekoormuste vältimiseks, vajalikku vaba
võrgu mahtu.
5.1 Dubleerimistasemed
5.1.1 Moodulite põhine dubleerimine
Enamik tuumikvõrgu seadmete mooduleid on omavahel dubleeritud 2N või N+1
põhimõttel. 2N on meetod, kus mooduleid on topelt ehk kui üks lakkab töötamast, siis
on olemas reservmoodul, mis kogu funktsionaalsuse üle võtab. Sedasi on näiteks
dubleeritud MSS-i juures põhiprotsessori komponendid. N+1 on meetod, kus kogu ühe
40
funktsionaalsusega grupi moodulitele (kus on N moodulit) on reserviks üks vaba nn.
stand by režiimis töötav komponent, mis suudab kogu võrguelemendi töö tagada ühe
sama grupi mooduli purunemisel [15]. Sellisel põhimõttel töötavad näiteks MSS-i
signaliseerimismoodulid.
5.1.2 IP tuumikvõrgu tase
Seoses sellega, et mobiiltuumikvõrkude transmissioon liigub üha rohkem pakettside
peale, on väga oluline pöörata suuremat tähelepanu nende QoS (Quality of Service)
parameetritele. Mobiiltuumikvõrgus kasutusel olevate marsruuterite töövalmidus peab
olema CPNI väitel vahemikus 99,95 – 99,99% [14]. Viimase generatsiooni
marsruuterite töökindlus on tõusnud kuni 99,999%-ni [14]. See tagatakse riist- ning
tarkvara dubleeritusega ühe marsruuteri piires. Pidev marsruutimine toimub mitme
varu ruutimiskontrolleri abil, millega juhitakse ruutingtabeleid ning teostatakse
ühendusi teiste võrgu seadmetega (MGW, MSS). Samuti võimaldab see ilma võrgu
katkestuseta teha tarkvara uuendusi. Uuendused tehakse sellele elemendi poolele, mis
on hetkel ooterežiimis (sekundaarosa), sel ajal kui primaarosa teostab võrgu
ruutinguid. Peale uuendusi vahetatakse primaar- ning sekundaarpooled omavahel ära
ning IP tuumikvõrgu töötav osa läheb peale seda uue tarkvara versiooniga käima. Vana
versiooniga marsruuteri pool on aga nn. tagavaraks, juhul kui uuel tarkvaral peaks
ilmuma mingi konflikt olemasoleva võrguga. Seega aitab selline marsruuterite
duubeldusmeetod võimaluse minna tagasi võrgu eelmisele tasemele.
5.1.3 Võrguseadmete dubleerimine
Antud juhul on põhiliselt kasutusel kaks varianti mobiiltuumikvõrgu seadmete
dubleerimiseks:
N+X meetod
Koormuse jaotamine – load sharing.
N+X meetodi puhul töötab vähemalt üks MSS stand by (oote)režiimis. Kui üks MSS
lakkab töötamast, siis võtab varu MSS katkise elemendi funktsionaalsuse üle.
Protsessi käigus omandab varu MSS asendatava seadme kogu eelneva
konfiguratsiooni. Selleks on vajalik backup serveri olemasolu, mis regulaarselt
41
kopeerib kõikide MSS-de andmeid, mida kriisiolukorras on võimalik kasutada
varukeskuses. Kuna Rel-4 puhul on MSS ning MGW ühendatud üle IP tuumikvõrgu,
siis pole tähtis, kus asub geograafiliselt varu MSS [6]. Oluline on muuta ära vaid IP
ruutingud tagavara MSS-i suunas. N+X meetodit kirjeldab joonis 5.2.
Joonis 5.2 N+X dubleerimismeetod [6]
Load sharing meetodi puhul on kõik MSS-d pidevalt aktiivsed ning teenindavad kõiki
operaatori kliente. Antud lahendus põhineb mitmikpöördus (multipoint) meetodil. Sel
juhul on kõneliiklus raadiovõrgu ning tuumikvõrgu vahel ära jaotatud mitme elemendi
vahel. Näiteks ühest BSC-st või RNC-st on ühendused mitmesse MGW-sse, mida
omakorda haldab mitu MSS-i. Selleks on vajalik kasutusele võtta Multipoint Iu/A
liidesed [16]. Selles olukorras jaguneb koormus kõigi seadmete vahel ning kaovad ära
kindlad tuumikvõrgu teeninduspiirkonnad. Load sharing-i põhimõtet kirjeldab joonis
5.3.
42
Joonis 5.3 Load sharing mobiiltuumikvõrgus [6]
Antud juhul ei teki nii kergelt ühe piirkonna põhiseid ülekoormusi tuumikvõrgus, kuna
lisaressurss tekib teiste samas kogumis (pooling) olevate seadmete arvelt. Samuti
langeb HLR-i ning VLR-i suunas asukoha muutustest tulenev signaliseerimiskoormus,
kuna kliendid ei liigu enam erinevate määratud teeninduspiirkondade vahel, vaid on
koduvõrgus pidevalt ühe võrguregiooni all. Ühe tuumikvõrgu seadme purunemisel
jaotub kõneliiklus ülejäänud elementide vahel ära, mistõttu langeb teistele seadmetele
küll suurem koormus, kuid teenused toimivad ilma katkestusteta edasi [16]. Pooling-u
kasutamisel ei ole vajalik transmissiooni ümber konfigureerimine ühe tuumikvõrgu
seadme purunemisel. Samuti on paindlikum baasvõrgu seadmete uuendamine ning
hooldustööde teostamine. Näiteks kui ühte elementi uuendatakse või hooldatakse, siis
teenuse toimivus garanteeritakse sel ajal teiste seadmete poolt.
43
5.2 Statistika Eesti operaatorite keskjaama riketest
Eesti ajakirjanduse põhjal tehtud uuring näitab, et praktiliselt igal suuremal Eesti
telekommunikatsiooni firmal on lähima kaheksa aasta jooksul olnud mõni keskjaamaga
seotud rike, mille tagajärjel on kuni 100% ulatuses võrgust olnud häireid teenuste
kasutamisel. Tabel 5.1 annab ülevaate alates 2002. aastast Eesti operaatorite
keskjaamade riketest, nende ulatusest ning põhjustest. Järgnevalt tuuakse välja rikete
grupeeringud protsentuaalselt.
Statistikast lähtub, et 27% juhtudest on viga olnud protsessori tarkvaras. Kuigi enamik
protsessori mooduleid on dubleeritud, ei piisa siiski alati kaartide omavahelisest
dubleeringust. Esineb ka olukordi, mil võivad näiteks tarkvara vea tõttu mõlemad
elemendid rikneda ning mille tagajärjel on halvatud kogu tuumikvõrgu töö. Eesti
näidete puhul ei olnud nende rikete tagajärg alati kogu võrgu liikluse katkemine, kuna
osadel juhtudel on võrgukoormus erinevate keskjaamade vahel ära hajutatud. Selle
grupi rikete lahendamine on kestnud ideaalolukorras kuni 12 tundi, tingimusel et
kompetents ning tagavaraosad on alati kohapeal olemas.
36% juhtudest oli keskseadme rikke põhjuseks saidi keskkonna tingimused või keskuse
mingi moodulgrupi hävimine. Põhjusteks võivad olla elektrivarustuse häired, saidi
temperatuuri tõus üle kriitilise piiri, tulekahju või veekahjustus. Antud rikete tagajärjed
on tavaliselt ulatuslikumad, kuna nende tulemusel võib lakata kogu keskseade
töötamast, hävib osaliselt või tervenisti. Eesti näidete põhjal on seda tüüpi rikete puhul
häiritud olnud siiski osaline jaama töö või on hävinud mingi moodulite grupp (näiteks
keskprotsessor või switching). Lahendus eeldab vajalike keskkonna tingimuste
taastamist, moodulgrupi välja vahetamist või jaama totaalsel hävimisel kogu saidi ning
jaama uuendust. Rikke lahendamise aega on raske määrata, kuid olenevalt rikke
ulatusest ning raskusastmest võib see aega võtta alates paarist tunnist kuni mõne
nädalani.
37% riketest ei olnud ajakirjanduslikes artiklites välja toodud konkreetseid põhjuseid.
Nendel juhtudel oli viidatud vaid keskseadmete rikkele.
44
Tabel 5.1 Statistika Eesti telekommunikatsiooni firmade keskjaama riketest
Aeg Operaator Mõjutatud
teenus
Rikke
kestvus
Rikke ulatus Rikke põhjus
Juuni 2002 EMT Mobiiltelefon 6,5
tundi
30-40 tuhat
klienti
Tarkvara rike ühes
mobiilikeskjaamas
[17]
Juuli 2003 EMT Mobiiltelefon 3 tundi Kogu Eesti Keskjaama
protsessori
tarkvara viga [18]
August
2003
EMT Mobiiltelefon 5,5
tundi
100 000
klienti
Keskjaama
protsessori
tarkvara viga [19]
Märts 2004 Tele 2 Mobiiltelefon 1,5
tundi
Kogu Eesti Keskjaama
tehniline rike [20]
Mai 2006 Elisa Mobiiltelefon 1,5
tundi
100%
mobiilvõrgust
Saidi keskkonna
kahjustus [21]
Mai 2007 Elisa Fikstelefon 12
tundi
70%
fikstelefoni
klientidest
Keskseadme
mälumooduli rike
[22]
Mai 2007 Elion Internet ja
fikstelefon
4 tundi Tartumaa,
1600 klienti
Keskseadme rike
[23]
Juuli 2007 Televõrk
AS
Internet
(Kõu)
72
tundi
Kuni 60
klienti
Keskseadme
elektroonika rike
[24]
November
2008
Starman TV, internet,
fikstelefon
~3
tundi
Kogu Eesti Keskjaama
elektrikilbi kaabli
läbipõlemine [25]
Veebruar
2009
Elion Internet 4 tundi Lõuna-Eesti Keskseadme rike
[26]
September
2009
Elion Fikstelefon 1,5
tundi
Ida- ja Lääne-
Virumaa
Keskseadme rike
[27]
Jaanuar
2010
Elisa Mobiiltelefon 5 tundi 30%
mobiilvõrgust
Keskseadme
konfiguratsiooni
viga [28]
Kas on siis põhjuseks saidi keskkonna ebasobivad tingimused või tarkvara rike
tuumikvõrgu keskseadmes, ikkagi tähendab see ainult ühe seadme puhul kogu
mobiilvõrgu katkestust. Selliste rikete vältimiseks ega ennetamiseks pole kasu
seadmete moodulipõhisest dubleeringust ning samuti ei ole võimalik ühe
keskseadmega võrgus kogu kõneliiklust kuhugi ümber suunata. Saidi keskkonna
45
tingimuste poolt põhjustatavate rikete vältimiseks ning samuti ka laiaulatusliku
tarkvara vea tõttu ongi ainuvõimalus teha duubeldatud võrk eraldi saidile, mida
varustab omaette vooluallikas. Taoliste rikete vältimiseks on alapeatükis 6.3 toodud
näidisoperaatorile välja lahendus dubleeritud Rel-4 võrgu baasil.
46
6 OPERAATORILE PAKUTAVAD LAHENDUSED REL-4
PÕHJAL
Käesolevas peatükis on käsitluse all näidisoperaatori Rel-99-l põhinev tuumikvõrk,
millega on ühendatud nii 2G kui ka 3G raadiovõrgud. Esmalt kirjeldatakse ära
olemasolev tuumikvõrk ning seejärel pakutakse välja kaks lahendust, kuidas
optimeerida tuumikvõrku nii, et väheneksid püsikulud ning samas suureneks võrgu
töökindlus.
Esimeses lahenduses pakutakse välja sama jõudlusega tuumikvõrk Rel-4 põhjal.
Kirjeldatakse ning analüüsitakse ära võrgus toimuvad muudatused ning arvutatakse
välja lähteandmete põhjal sobiva ribalaiusega IP ülekandevõrk tuumikvõrgu seadmete
ühendamiseks. Lisaks sellele tehakse jooksevkulude arvutused ühe kalendriaasta
pikkuse perioodi kohta. Kuna näidisoperaatori majandusandmestik põhineb suuresti
kommertskasutuses oleval võrgul, siis ei ole töös võimalik näidata detailset
arvutuskäiku. Tulemused esitatakse normeeritult alapeatükis 6.2.6.
Teises lahenduses pakutakse operaatorile välja dubleeritud tuumikvõrk Rel-4 baasil
ning detailne protsess sellele üleminekuks Rel-99-lt.
6.1 Olemasolev võrk
Antud töös on võetud eelduseks, et on olemas mobiilside operaator, kelle kliendibaas
on hetkel 2,1 miljonit registreeritud abonenti, kuid tulevikus võib kasvada see kuni 2,3
miljonini. Riigi pindala, kus operaator teenuseid pakub, on 50000 km2. Praegu on
kasutusel 3 MSC-d, mille igas teeninduspiirkonnas on ligikaudu 700000 klienti. MSC-
d paiknevad kolmes erinevas maakonnakeskuses ning nende vaheline kaugus on
ligikaudu 300 km. Operaator kasutab nii 2G kui ka 3G raadiovõrkusid. Olemasolev
baasvõrk on ehitatud NSN seadmetega Rel-99 baasil. Raadiovõrgus on kasutusel
erinevate tarnijate poolt toodetud raadiojuurdepääsuvõrgu seadmed. Antud töös
pööratakse tähelepanu vaid kõneliiklusele ning dimensioneeritakse ja kirjeldatakse
vaid tuumikvõrku.
47
6.1.1 Konfiguratsioon
Kõige paremini illustreerib olemasolevat võrku allolev joonis 6.1.
Joonis 6.1 Mobiilside operaatori võrk Rel-99 baasil
Põhimõtteliselt võib jagada kogu tuumikvõrgu kolmeks eraldi eksisteerivaks ning
omavahel identseks alamvõrguks. MSC-de vahelised ühendused on tehtud TDM-dega
ning nende peal kasutatakse SS7 signaliseeringut. TDM-del liigub nii kõneliiklus kui
ka signaliseerimine. Täpsemad kõnekanalite mahud on kirjeldatud alapeatükis 6.1.2.
Keskjaamade vahele on tehtud otseühendused. Iga MSC teenindab vaid oma piirkonda
ning neil puudub omavaheline dubleering juhuks, kui mingi keskjaam lakkab
töötamast. Näiteks ühe MSC hävimisel on maas 1/3 mobiilsidevõrgust. Kogu võrgu
jaoks vajalik ruutinginformatsioon sisaldub kõigis MSC-des, mistõttu tuleb hallata
kolme erinevat keskust.
HLR on ühendatud MSC-dega TDM-de vahendusel ning nad suhtlevad omavahel üle
MAP protokolli. Antud juhul on kasutusel kogu võrgu jaoks üks HLR.
48
Raadiovõrgu poole on MSC-d ühendatud TDM-dega MGW-de ning transkooderite
külge. MGW-ga on omakorda üle STM-i seotud RNC ning sealt lähevad juba
ühendused 3G tugijaamadesse. Antud lahenduse puhul kasutataksegi MGW-sid vaid
3G liikluse jaoks. MGW on UMTS võrgu jaoks vahelüli, mis teisendab RNC jaoks
vajaliku RANAP protokolli MSC poolel BSSAP-ks. See on tingitud sellest, et MSC
suudab opereerida vaid BSSAP protokolliga raadiovõrgu suunal (käsitletud täpsemalt
alapeatükis 2.1). Praegusel juhul ei ole MGW-d kuidagi dubleeritud. Seega ühe MGW
mittetoimimisel ei tööta kogu ühe MSC teeninduspiirkonna 3G võrk.
Transkoodeerid on omakorda ühendatud BSC-dega. Praegusel juhul on transkooderid
eraldi toimivad seadmed, mis võtavad enda alla üsna suure saidi pindala. Seega on nad
elemendid, mis eeldavad omakorda üsna märkimisväärseid halduskulusid, kuid siiski
on nad praeguse lahenduse juures hädavajalikud, kuna aitavad MSC ning BSC-vahelist
transmissiooni mahtu vähendada kuni neli korda.
6.1.2 Lähteandmed
Algse võrgu lähteandmed põhinevad osaliselt arvutuslikel alustel ning osaliselt on
andmed võetud reaalse kommertsvõrgu tuumikvõrgust, mis on omakorda läbi
korrutatud võrkude mahtude vahelise suhtarvuga. Kuna kommertsvõrk on reaalselt
kasutuses olev võrk, siis siinkohal ei ole võimalik esitada vastavalt saadud
lähteandmete tuletuskäikusid. Samuti ei ole võimalik esitleda tuumikvõrgu seadmete
parameetreid arvuliselt.
Vastavalt lisas A kirjeldatud tabelile on vajalik antud võrgu jaoks vähemalt 3 MSCi-d
ning samas piisab vaid ühest HLR-st. Järgnevalt arvutame välja MSC-de vaheliste E1-
de arvu. Kõnemahuks vajalik ühenduste kogus on leitud arvutusliku meetodiga ning
sellele on lisatud signaliseeringuks vajalikud E1-d, mis on võetud lähtuvalt
kommertsvõrgu andmetest.
Tuumikvõrgus kasutatakse 64kbit/s kanaleid ning kõnekoodekina on kasutusel G.711.
Lähtuvalt kommertsvõrgust saadud infole, on antud tuumikvõrgu BHCA (Busy Hour
Call Attempts) ühe MSC kohta 600000. Kuna antud lahenduse juures vaadeldakse vaid
võrgusiseseid kõnesid, siis eeldatakse, et ühe MSC teeninduspiirkonnast origineeritud
kõneliiklus jaguneb nii teiste MSC-de vahelise kui ka MSC teeninduspiirkonnas oleva
49
raadiovõrgu vahel võrdselt. Ehk iga lüli kohta jaguneb liiklus suhtele 1/3. Antud võrgu
sideliikluse jaotus on kirjeldatud joonisel 6.2.
Järgnevalt koostame liiklusmaatriksi. Selleks leiame vajaliku kõnemahu ülevalpool
Järgnevalt koostame liiklusmaatriksi. Selleks leiame vajaliku kõnemahu ülevalpool
kirjeldatud juhtumitele. Näites kasutame MSC1 ja MSC2 vahelist liiklust.
1. Antud MSC peab olema suuteline teenindama oma piirkonnas olevat
raadiovõrku. Lisaks sellele on olemas vastavalt kõneliikluse jagunemisele
sidumisühendused teiste MSC-dega. Vaadeldava lahenduse puhul kasutame
liikluse intensiivsust 0,025 Erlangi, mis tähendab seda, et tipptunnil kasutatakse
iga kliendi poolt keskmiselt 0,025 kõnekanalit [29]. Seejärel arvutatakse ühe
MSC piirkonnas oleva raadiovõrgu kogu sidekoormus, kasutades selleks
valemit 1 [29]:
, kus (1)
a – kogu side koormus
N – klientide arv
a1 – kliendipõhine sidekoormus
Vastavalt valemile 1 saadakse sidekoormuseks:
Joonis 6.2 Tuumikvõrgu kõneliikluse jagunemine
50
2. Kõnekanalite arv leitakse Erlang B kalkulaatori abil tingimusel, et kõnede
blokeerumise tõenäosus on 0,1%.
Joonis 6.3 Erlang B kalkulaator [30]
Jooniselt 6.3 lähtub, et vajalik kõnekanalite arv on 17703.
3. Teisendame kõnekanalid E1-deks ning saame kõneliikluse jaoks vajaliku E1
arvu AUP, eeldusel, et E1 juures kasutatakse ära 31 kõnekanalit.
4. Leiame kogu E1 arvu A11, mis on vajalik MSC1 ja temaga seotud raadiovõrgu
vahele. Seejuures signaliseeringu edastamiseks on vajalik E1-de arv
, mis on võetud kommertsvõrgu järgi ning see sisaldab nii
HLR-iga kui ka BSC-de ning MGW vahelisi sidumisühendusi.
5. Vastavalt joonisele 6.2 on näha, et raadiovõrgu jaoks vajalik kõneliikluse maht
on 2x. Järgnevalt leiame suhtarvu x:
6. MSC1 ja MSC2 vahelise liikluse moodustavad vastavalt joonisele 6.2 a12 ja a21
summa. Ehk kogu liiklus on:
51
7. Teisendame selle E1-deks ning saame kõneliikluse jaoks vajaliku E1 arvu AUP
8. Leiame kogu E1 arvu A12, mis on vajalik MSC1 ja MSC2 vahele. Seejuures
signaliseeringu edastamiseks on vajalik E1-de arv ,
mis on võetud kommertsvõrgu järgi ning see sisaldab nii HLR-iga kui ka teise
MSC-ga sidumisühenduste signaliseeringut
Ülevalpool leitud andmetest saame koostada näidisoperaatori sideliikluse maatriksi
vastavalt E1-de arvule. Maatriks on kujutatud tabelis 6.2.
Tabel 6.1 Sõlmede vaheline sideliikluse maatriks (E1)
Sõlm MSC1 MSC2 MSC3
MSC1 579 196 196
MSC2 196 579 196
MSC3 196 196 579
Lähteandmeid kasutatakse operaatorile Rel-4 võrgu disainimisel.
6.2 Lahendus 1
Esmalt pakutakse välja sama võimekusega tuumikvõrk eeldusel, et kliendibaas on
sama suur ning ei soovita tuumikvõrgu elementide dubleerimist. Seega ongi disainitud
Rel-4 baasil sama jõudlusega võrk, mis suudab vähemate elementidega ning
väiksemate püsikuludega pakkuda lõpptarbijatele kõiki endisi teenuseid ning samas
võimaldades olla ka tulevikku suunatud lahendustele orienteeritud operaator. Sama
jõudlusega võrku Rel-4 baasil kirjeldab joonis 6.4.
52
Joonis 6.4 Näidisoperaatori võrk Rel-4 baasil
Antud peatükis analüüsitakse, kuidas muutub Rel-4 võrk tehniliselt ning
majanduslikult võrreldes Rel-99-ga. Käsitletakse järgnevaid alampunkte:
a) saidipõhised muudatused,
b) ajalise viite vähendamine,
c) user- ja control plane planeerimine IP tuumikvõrgu jaoks,
d) OPEX (Operating Expenditure) analüüs.
6.2.1 Saidipõhised muudatused
Kui Rel-99 puhul oli kolmes erinevas maakonnakeskuses eraldi MSC-d, mis
teenindasid oma vastavat regiooni, siis Rel-4 puhul võetakse kasutusele kogu võrgu
teenindamiseks üks autonoomne MSS. Seega saab operaator loobuda kahest MSC-st
ning ka nende saitidest. Uus MSS tegeleb ainult kõnede control plane osaga ning
reaalne kõneliiklus käib läbi MGW-de. Seega ei ole vaja otseselt MSS-i külge
ühendada ühtegi TDM ühendust, mistõttu väheneb vähemalt 1/3 võrra MSS-i joaks
vajalik saidi pindala (kirjeldatud alapeatükis 4.1). Sellest tulenevalt vähenevad elektri-
53
ning jahutussüsteemi jaoks vajalikud kulutused. Saitide pindalade erinevused võrgu
generatsioonide lõikes on ära kirjeldatud lisas B.
Rel-99 puhul olid MSC-de juures kasutusel transkooderid, mis pakkisid kõned 64kbps-
lt 16 kbps-le kokku, et vähendada nii transmissiooni mahtu MSC ning BSC vahel. Rel-
4 lahenduse puhul aga on võimalik transkoodrid kui eraldi eksisteerivad seadmed
võrgu arhitektuurist eemaldada. Transkoodrite ülesande võtab üle MGW (täpsemalt
kirjeldatud alapeatükis 4.3). Seega on operaatoril võimalik kolmest transkoodrite
alusest saidipinnast loobuda. Samuti vähenevad jällegi ülevalpool mainitud
saidipõhised kulutused ning nende seadmete haldus- ning hoolduskulud.
Rel-4 käiku võtmisel tuleb aga uuendada olemasolevaid MGW-sid või soetada uued.
Olemasolevad eeldavad nii tark- kui ka riistvara uuendusi. Seoses sellega suureneb
olemasolevate MGW-de pindala kuni kolm korda. Samuti tuleb soetada 3 SR-i (Site
Router), mille abil ühendatakse IP tuumikvõrku MGW-d ning MSS.
6.2.2 Ajalise viite vähendamine planeerimisel
MGW-de arvu ning asukoha planeerimisel on väga oluline pöörata tähelepanu kõnede
viidetele [16]. Iga MGW lisab omalt poolt kõneliikluse vahendamisel teatud ajalise
viite. Põhilised viiteallikad võrgus on:
Transmissioon,
paketeerimine, puhverdamine,
kasutatav koodek,
raadiovõrk,
kasutatav transiit-MGW-de arv.
Viide on kriitiline parameeter reaalajalisele kõneliiklusele ning seega tuleb võrk
planeerida nii, et tekkivad viiteallikad avaldaksid võimalikult minimaalset mõju. Kõne
ning video viide on vastavalt ITU-t G.114 standardile eelistatult vahemikus 150ms
kuni 400ms [31]. Mobiilkõnede viide alla 150ms on ebareaalne, kuna raadiovõrgu
viide on juba ise umbes 100ms. Järelikult kõne mobiililt mobiilile sisaldab kahte
raadiovõrgu õlga, mis teeb kokku viiteks 2x100ms=200ms. Lisaks kuni kahelt MGW-lt
lisandub veel 2x30=60ms viide ning samuti MGW Jitter Buffer sisaldab veel omakorda
54
30ms viidet. Seega tuleb kogu kõne viide 290ms ning see on ITU standardiga veel
täiesti kooskõlas [16]. Üle 400ms muutuks aga kõne kvaliteet tugevalt moonutatuks.
Antud võrgu põhjal on MGW-d paigutatud BSC- ning RNC-dele võimalikult lähedale,
moodustades niimoodi vaadeldava piirkonna raadiovõrgu elementidest tiheda
kontsentratsiooni, et vältida seejuures transmissiooni raadiovõrgu ning kohaliku MGW
vahel. Taolisel viisil viiakse transmissioonist põhjustatud viide võimalikult
miinimumini. MGW-de vahel kasutatakse otseühendusi. See on oluline MGW-s
tekkiva viite vähendamiseks, kuna kõne vahendamine üle transiit-MGW põhjustaks
jällegi märkimisväärset ajalist kadu. Seega on vastavalt võrgu abonentide arvule,
paiknevatele raadiovõrgu piirkondadele ning transmissiooni vähendamiseks MGW-de
arv viidud kolmeni.
6.2.3 User Plane-i dimensioneerimine
Kõneliiklus MGW-de vahel transporditakse üle Nb liidese RTP/UDP/IP abil. RTP on
reaalaja-transpordiprotokoll, mis toetab multimeediaandmete edastust reaalajas. RTP
pakett asetseb UDP-protokolli (User Datagram Protocol) peal ning selle juurde kuulub
vastuvõtupoolel pakettide õiges järjekorras kokkupanemiseks vajalik informatsioon.
RTP kaasprotokoll on RTCP (Real-Time Transport Control Protocol, Reaalaja-
juhtprotokoll), mida kasutatakse teenuse kvaliteedi tagamiseks. RTP sõlmed
analüüsivad muutusi võrgus ning saadavad üksteisele perioodiliselt RTCP-pakette, mis
kannavad ette võrgu ummistustest. Tavaline RTP pakett võib sisaldada kuni viite
kõnekaadrit. MGW-s genereeritakse RTCP pakette iga 5 sekundi tagant ning seetõttu
nende mõju ribalaiusele on ebaoluline [32].
Protokolli kihid on Nb liidese jaoks kujutatud joonisel 6.5.
55
Joonis 6.5 Nb liidese protokolli kihid [32]
RTP tasandil asub user plane osa, mida edastatakse kõnekoodeki abil. MGW toetab
erinevaid kõnekoodekeid:
AMR (Adaptive Multi-Rate),
GSM EFR (GSM Enhanced Full Rate),
GSM FR (GSM Full Rate),
G.711.
Allpool tuuakse täpsemalt välja AMR ning G.711 koodekid.
AMR koodek on arendatud ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
poolt ning ta on standardiseeritud GSM-i jaoks. Koodek on samuti valitud 3GPP poolt
sobivaks 3G süsteemidele. AMR on kaheksa kitsaribalise moodiga multimode koodek,
mille bitikiirused on vahemikus 4,75 – 12,2 kbps. Diskreetimissagedus (Sampling
frequency) on 8000Hz ning andmetöötlus tehakse 20ms frame -i kohta. Antud koodek
on loodud selleks, et tagada kõrge kõne kvaliteet laiaulatuslikes transmissiooni
tingimustes. AMR sisaldab kõnedetektorit VAD (Voice Activity Detector) ning samuti
müra parameetreid, mis on võimelised tuvastama nn. „vaikuse perioodid“ (silence
periods). AMR koodek suudab seetõttu kõne mitte esinemisel vähendada edastatavaid
kõnepakettide mahte miinimumini. Seetõttu nimetatakse teda ka perioodiliseks
kõneedastusmeetodiks – DTX (Discontinuous transmission). [33]
G.711 on rahvusvaheline standard telefonside audio kodeerimiseks 64 kbps kanalil. Ta
põhineb pulss-kood modulatsioonil (PCM, Pulse Code Modulation), mille
56
diskreetimissagedus on 8 kHz ning üks diskreet sisaldab 8 bitti. G.711 kasutab
konstantset 64kbps bitikiirust ning iga sample saadetakse iga 20ms tagant. [34]
Rel-99 puhul kasutatakse MSC-de omavaheliseks ühenduseks E1-sid, millel on 31
kõnekanalit ning millel on tarvitusel koodek G.711. Vastavalt vajalikele kõnekanalite
arvule rajatakse MSC-de vahele sobilik E1 ühenduste arv. Minnes aga üle Rel-4-le,
lähevad MGW-de vahelised ühendused üle IP tuumikvõrgule. Selleks on vajalik
hinnata, kui suure ribalaiusega ühendusi on vaja ehitada MGW-de vahele.
6.2.3.1 Ribalaiuse arvutamine User plane jaoks
Enne kui hakata ehitama IP tuumikvõrku, on vajalik selgeks teha vajalik ribalaius user
plane informatsiooni jaoks. Kõrgtasemelisel planeerimisel on selleks kasutusel
spetsiaalsed arvutiprogrammid ning kalkulaatorid, mille abil disainitakse vastavalt
lähteandmetele operaatori jaoks sobiv tuumikvõrk. Antud juhul pole aga võimalik
kasutada planeerimise juures vastavat tarkvara, mistõttu tehakse ligikaudsed
aritmeetilised arvutused ribalaiuse arvutamiseks valemite abil. Osaliselt on andmed
võetud ka reaalsest kommertsvõrgust.
Tabel 6.3 kirjeldab kõnekoodekite G.711 ja AMR erinevatele päistele vajalikke
andmemahte ning vastavaid bitikiiruseid. Arvutuslikult näitame, kuidas on arvutatud
vastavad bitikiirused.
Tabel 6.2 Kõnekoodekite jaoks vajalikud ribalaiused [32]
Ühe kõne jaoks vajalik ribalaius B arvutatakse valemi 2 järgi [32]:
57
C – kasutatav koodeki bitikiirus (G.711 – 64 kbps; AMR – 12,2 kbps)
ETH – Ethernet-i päis (42 baiti);
IPV4 – IPv4 päis (20 baiti);
UDP – UDP päis (8 baiti);
RTP – RTP päis (12 baiti);
Nb – Nb liidesest tulenev ribalaius AMR puhul (4 baiti).
Vastavalt valemile 2 leitakse ribalaius, kui kasutatakse kõnekoodekit G.711:
Kui kasutatakse koodekit AMR mood 7 (12.2 kbps) IPv4 tuumikvõrgu peal, siis ühe
kõne jaoks vajalik ribalaius vastavalt valemile 2 on järgnev:
Nagu näha on AMR-i kasutamisel kõne jaoks vajalik ribalaius üle 2 korra väiksem kui
G.711 puhul. Seetõttu kasutatakse pakutava lahenduse puhul AMR kõnekoodekit.
Järgnevalt arvutatakse Rel-4 põhjal kõneliikluse jaoks vajalik ribalaius MGW-de
vahel. Näites leiame MGW1 ja MGW2 vahelise ribalaiuse (vastavalt joonisele 6.2).
Kuna liiklus jaguneb ühtlaselt, siis on ka teised MGW-de vahelised ribalaiused
samaväärsed.
Vastavalt punktis 6.1.2 esitatud andmetele on üheaegsete kõnede arv vaadeldaval
lõigul 5901. Kogu ribalaiuse saame, kui korrutame kõnede arvu ühe kõne joaks
vajaliku ribalaiusega:
Järelikult on vaja kõnede edastuseks kahe MGW-e vahel vähemalt ribalaiust 274
Mbps.
58
6.2.4 Control plane dimensioneerimine
Kuna signaliseerimise juures on kasutusel erinevad liidesed ning protokollid, siis
leitakse nende jaoks vajalikud ribalaiused järgnevalt eraldi. Arvutuste aluseks on
SIGTRAN-i erinevate protokolli kihtide andmed, mis on kirjeldatud joonisel 6.6.
Joonis 6.6 SIGTRAN-il kasutatavad protokollid [32]
Järgnevates alapunktides arvutatakse vajalike liideste ribalaiused.
6.2.4.1 Mc liidese jaoks vajalik ribalaius
Ribalaiuse dimensioneerimiseks MSS-i ja MGW-de vahel on vajalik eelnevalt teada
kogu kõnede arvu MGW-s tipptunni jooksul. H.248 sõnumite hulka ühe kõne kohta on
raske hinnata, kuna see sõltub osaliselt konkreetsest kõnest ning selle teostusest
(näiteks, kuidas kõne teostuseks vajalikud sõnumi osad pakitakse H.248
signaliseerimissõnumisse).
Üks kõne sisaldab oleku(konteksti)- ja termineerimisressursse, toonide edastust, kõne
edastust ühenduse kestel ning kõne katkestust ning termineerimise lõpetamist. Taoline
kõne teostus vajab 800-2500 baiti ühes suunas ASCII binaarkoodi edastuseks [32].
Lisaks sellele vajab kõne kuni kaheksat transaktsiooni ning iga transaktsioon pakitakse
ühte sõnumisse. Mc liidese jaoks vajalik ribalaius leitakse vastavalt valemile 3 [32]:
SCTP – SCTP tase (28 baiti);
IPV4 - IPv4 päis (20 baiti);
59
ASCII – ASCII koodi edastuseks vajalik maht (800 – 2500 baiti);
BHCA – Tipptunni kõneürituste arv.
Arvutame nüüd valemi 3 põhjal Mc liidese jaoks vajaliku ribalaiuse. Kui antud näite
puhul ühe MGW BHCA on 600000, siis kogu liikluse maksimaalseks mahuks ühes
suunas saame arvutada järgnevalt:
Mõlemas suunas on järelikult BMcmax=7.6 Mbps
Mc liidese jaoks ühe MGW ja MSS-i vahel on vaja ribalaiust kuni 7.6 Mbps.
6.2.4.2 Iu-CS liidese jaoks vajalik ribalaius
Antud lahenduse puhul leiame ainult Iu-CS jaoks vajaliku ribalaiuse, eeldades sellega,
et kogu riik on kaetud 3G levialaga. Eraldi ei hakata seega arvutama A-liidese jaoks
ribalaiust, kuna nii BSSAP kui RANAP asuvad samal protokolli tasemel (joonis 6.6).
Järgnevalt leiame vajaliku ribalaiuse RANAP sõnumite edastamiseks MGW-de ning
MSS-i vahel.
RANAP sõnumite koormus sõltub aktiivsete klientide arvust, kõneliikluse aktiivsusest
ning klientide geograafilise ümberpaiknemise sagedusest. Keskmine saadetud ning
vastuvõetud RANAP signaliseerimissõnumite hulk ühe kliendi kohta ühe tunni jooksul
mõlemas suunas on kokku keskmiselt 70 ning ühe sõnumi suurus on umbes 70 baiti.
Nende sõnumite vahendusel edastatakse keskmiselt 1 kõne, 1,5 SMS-i ja 2 asukoha
uuendust (location update). RANAP signaliseerimine edastatakse MGW ja MSS-i
vahel SIGTRAN-i abil. [32]
RANAP sõnumite arv ühe sekundi kohta leitakse valemi 4 [32] abil:
Z – RANAP sõnumite arv ühe sekundi kohta;
N – Klientide arv.
Vastavalt valemile 4 leiame RANAP sõnumite arvu näidisoperaatori joaks järgnevalt:
60
RANAP sõnumite jaoks vajaliku ribalaiuse BRANAP arvutamiseks kasutatakse valemit 5
[32]:
V – RANAP sõnumi suurus (70 baiti);
M3UA – M3UA tase (24 baiti);
SCTP – SCTP tase (28 baiti);
IPV4 – IPv4 päis (20 baiti);
Z – RANAP sõnumite arv ühes sekundis.
Vastavalt valemile 5 leiame RANAP sõnumite jaoks vajaliku ribalaiuse lähtuvalt
näidisoperaatori andmetest:
6.2.4.3 MAP päringute jaoks vajalik ribalaius
MAP päringuteks vajalik ribalaius HLR-i ja MSS-i vahel on võetud kommertsvõrgu
põhjal, mis on vastava suhtearvuga läbi korrutatud. Selleks tulemuseks saadi BMAP=12
Mbps.
6.2.5 Tuumikvõrgu seadmete ühendamine IP-võrgu abil
Alapeatükkides 6.2.3 ja 6.2.4 leiti vajalikud ribalaiused nii kõneside kui ka
signaliseerimise edastamiseks tuumikvõrgu seadmete vahel. Eelnevalt tehtud arvutuste
põhjal on täidetud tabel 6.4, milles kirjeldatud andmed on esitatud ühesuunaliseks
kõnesideliikluse jaoks vajalike ribalaiuste kohta MGW1 ja MGW2 vahel.
61
Tabel 6.3 Vajalik ribalaius MGW1 ja MGW2 vahel (Mbps)
Saitruuterid ühendatakse omavahel üle SDH võrgu Gb Ethernet abil. Olemasoleva
konfiguratsiooni jaoks ei ole aga vajalik ära kasutada kogu pakutavat ribalaiust -
1Gbps. Vajalikud ribalaiused, mis on renditud Gb Ethernet-i kanalist operaatorile, on
kirjeldatud Rel-4 seadmete vaheliste ribalaiuste maatriksi tabelis 6.5. Arvutused on
tehtud vastavalt joonisel 6.4 kujutatud user ning control plane liikluse mahtudele
mõlemas suunas. Kui operaator soovib laienedes suuremaid ribalaiuseid või tahab teha
MGW-de vahelistele ühendustele ülevoolud, siis antud juhul tuleb vaid eraldada juba
olemasolevast kanalist suurem maht. See eeldab vaid konfiguratsiooni muudatusi ega
ei vaja enam füüsiliste ühenduste eraldi juurde ehitamist.
Tabel 6.4 Rel-4 seadmete vahelised ribalaiused (Mbps)
MSS HLRi MGW1 MGW2 MGW3 SR1 SR2 SR3
MSS 12 81,3
HLRi 12
MGW1 571,1
MGW2 571,1
MGW3 571,1
SR1 81,3 12 571,1 297,1 297,1
SR2 571,1 297,1 274
SR3 571,1 297,1 274
User plane Control plane
Mc 7.6 Mbps
Iu-Cs 15.5 Mbps
Kokku 274 Mbps Kokku 23.1 Mbps
62
6.2.6 Jooksevkulude analüüs
Antud paragrahvis võrreldakse näidisoperaatori Rel-99 ja Rel-4 struktuuril baseeruvate
võrkude jooksevkulusid. Analüüsis kasutatavad muutujad on ära toodud lisas C. Seoses
sellega, et analüüsis on kasutatud reaalse kommertsvõrgu jooksevkulutusi, siis ei ole
siinkohal võimalik esitada täpseid arvutuskäikusid. Joonistel 6.7 ja 6.8 on esitatud
tulemused protsentuaalsete suhetena ning tulpdiagrammide telgedel kasutatakse
normeeritud väärtusi.
Käesoleva analüüsi eesmärgiks on võrrelda peatükkides 6.1 ja 6.2 kirjeldatud
näidisoperaatori erinevatel generatsioonidel olevate tuumikvõrkude jooksevkulutusi.
Antud kulutuste alla on arvestatud perioodiliselt tehtavad väljaminekud võrgu
ülevalhoidmiseks nagu elektrikulu, seadmeruumide- ning transmissiooni rent.
Tulemused on arvutatud ühe kalendriaasta pikkuse perioodi kulubaasil.
Joonisel 6.7 on kirjeldatud Rel-99 ja Rel-4 generatsiooni võrkude jooksevkulusid
tulpdiagrammina ühe aastase perioodi jooksul.
Joonis 6.7 Rel-99 ja Rel-4 OPEX ühe aasta kohta
Joonisel 6.8 on välja toodud kahe erineva lahenduse jooksevkulude protsentuaalne seos
sektordiagrammil.
0
2
4
6
8
10
12
Rel 99 OPEX
Rel 4 OPEX
63
Joonis 6.8 Rel-99 ja Rel-4 kapitalikulude protsentuaalne suhe
Joonistelt 6.7 ja 6.8 on näha, et jooksevkulutused käsitlusel olevate tuumikvõrkude
puhul on väga erinevad. Nimelt on Rel-4 võrgu ülevalpidamine peaaegu kolm korda
odavam kui Rel-99 puhul. Peamiselt on see põhjustatud asjaolust, et seadmeruumid on
Rel-4 puhul väiksemad, mistõttu on odavam ka nende rentimine. Samuti on
elektritarbimus viimase lahenduse juures ligi 5 korda väiksem. See on põhjustatud
sellest, et Rel-4 tuumikvõrgu seadmete jõudlus on suurem ning teisalt on nad
märkimisväärselt kompaktsemad. Oluline on kolme MSC asendamine ühe autonoomse
MSS-iga ning transkoodrite käigust ära võtmine, mille tõttu vähenes oluliselt nii
saitide pindala kui ka -voolutarve. Rel-4 puhul tulid võrgu arhitektuuri juurde küll
saitruuterid ja MGW-d muutusid suuremaks ning võimsamaks, kuid
jooksevkulutustele on nende mõju üsna marginaalne. Transmissiooni üleminek E1-delt
IP-põhisele ülekandevõrgule andis samuti märgatava kulude kokkuhoiu.
Jooksevkulude analüüsist on näha, et Rel-4 lahendus on majanduslikult oluliselt
efektiivsem kui Rel-99.
74%
26%
OPEX
Rel 99 OPEX Rel 4 OPEX
64
Lahendus 2 – Üleminekuprotsess Rel-99-lt Rel-4 dubleeritud võrgule
Antud alapeatükis vaadeldakse protsessi, kuidas minna üle paragrahvis 6.1 kirjeldatud
operaatori Rel-99 tuumikvõrgu arhitektuurilt Rel-4 tasemele. Peamine eesmärk on
dubleerida tuumikvõrgu seadmed (MSS, HLR, MGW, saitruuter), et suurendada
seeläbi võrgu töökindlust. Tuumikvõrgu põhiseadmete kahekordistamise vajalikkus on
ära põhjendatud peatükis 5. Vaadeldud protsessi eesmärgiks on pakkuda operaatorile
välja efektiivseim lahendus, kuidas võimalikult väikeste kulutuste ning lühiajaliste
kliendi katkestustega vahetada välja olemasolev tehnoloogia. Operaatori-poolne nõue
on, et üleminek ühelt võrgu realisatsioonilt teisele oleks jagatud etappideks ning
lõpptarbijaile esineks sidekatkestusi võimalikult vähe. Vajalikud sidekatkestused tuleb
planeerida vaid öisele ajavahemikule (01:00 – 05:00), mil kasutusaktiivsus on
madalaimal tasemel. Samuti eeldatakse, et oleks võimalik ära kasutada olemasolevat
riistvara, mida ollakse nõus uuendama nii tark- kui ka riistvaraliselt. Olemasolevad
raadiovõrgu seadmed ning arhitektuur peab jääma samaks. Arveldussüsteemid ning
numbrianalüüsid peavad samuti jääma muutumatuks. Kogu protsess on jagatud
järgmisteks etappideks:
1) ettevalmistused,
2) faas 1,
3) faas 2,
4) faas 3.
Allpool olevates alapunktides on kirjeldatud erinevate etappide tegevused ning
võrguliikluse muutused. Jooniste lihtsustamiseks on kirjeldatud täpsemalt etapis
tehtavaid muudatusi ühe regiooni alamvõrgu põhjal, mis vastab MSC1 alale. Protsessi
lõpus on kujutatud kogu võrgu arhitektuur ühel joonisel.
6.2.7 Ettevalmistused
Kuna muutub kogu tuumikvõrgu arhitektuur, siis ülimalt oluline on eelnevalt kõik
muudatused läbi mõelda. Esmalt on vaja operaatori käest saada olemasoleva võrgu
parameetrid, konfiguratsioonid, kõnekanalite mahud, koormused ning peale seda
toimub antud andmete analüüsimine ning uue võrgu arhitektuuri disainimine. Kogu
ettevalmistuse saame jagada järgmisteks põhipunktideks:
65
1. Paigaldada uued MGW-d (kokku 3 uut). Need peavad olema nii riist- kui
tarkvara poolest ette valmistatud Rel-4 võrgu jaoks. Täpsemalt on vajalikest
liidestest juttu paragrahvis 3. Samuti peab olema võimalik sinna luua TDM
ühendusi, kuna nad on vajalikud vahepealsetes etappides iMSS-ga
ühendamiseks. Et tagada parem töökindlus, siis sama paari MGW-d peaksid
asuma lähestikku asuvatel erinevatel saitidel. See tagab näiteks ühe saidi
hävimisel võrgu jätkusuutlikkuse. Seega tekib hilisemas käsitluses mõiste pea-
(kus asub Rel-99 puhul MSC) ning lisasait (uus sait, kus on uus MGW).
Järgnevalt eristatakse kahte tüüpi MGW-sid: oMGW – olemasolev MGW ja
nMGW – uus MGW.
2. Paigaldada pea- ning lisasaitidele saitruuterid (kokku 6 tükki). Saitruuterite
konfiguratsioon ning portide arv peab olema vastav IP tuumikvõrgu ning
võrguliikluse mahule.
3. Teostada kaabeldus pea- ning lisasaitide siseselt ning ühendada saitruuterid
omavahel ühtsesse IP tuumikvõrku.
4. Luua MSC-des iMSS-ide valmidus. Eeldab riisvaralist uuendamist, mille
käigus luuakse MSC-s signaliseerimismoodulitele IP-võrku
ühendamisvõimalus. Need tööd on vajalik teha väikese võrgu koormusega ajal,
kuna selle tulemusena on oht lühiajalisele mobiilsideliikluse katkemisele.
5. Tuleb aktiveerida ühendused MSC ning uute MGW-de vahel üle IP
tuumikvõrgu. Konfigureerida valmis eraldi VLAN-d user plane, control plane
ning O&M (Operation and Maintenance) liikluse jaoks. Rangelt tuleb üle
vaadata, et võimalike välisühenduste vahel oleksid tulemüürid.
6. Konfigureerida iMSS-ide ja nMGW-de vahele MEGACO ning SIGTRAN.
Sellega on loodud valmidus Rel-4-le, et hakata ümber kolima mobiililiiklust
Rel-99-lt. Selle etapi lõpuks on saanud MSC-dest iMSS-d. MSC ning iMSS
erinevust kirjeldatakse paragrahvis 2 .
7. nMGW ning tema juures oleva iMSS-i vahele tuleb luua TDM ühendused.
Need on vajalikud 2G ja 3G vahelise liikluse ajutiseks edastamiseks iMSS-i
ning MGW vahel esimese faasi lõpuks ning teise faasi lõpuks regioonide
vahelise liikluse edastamiseks.
66
8. Automaatteadete kopeerimine MGW-sse. Rel-4 juures hakkab toone ning
automaatteateid esitama MGW.
9. Viimane ettevalmistusetapp enne reaalse signaliseerimis- ning kõneliikluse
ümber tõstmist on kõikide uute seadmete testimine.
6.2.8 Faas 1
Faas 1 eelduseks on ettevalmistustööde edukas lõpule viimine. Selle faasi eesmärk on
ümber kolida olemasolevate oMGW-de küljest RNC-d uute nMGW-de külge. Selle
tulemusena hakkab 3G liikluse signaliseerimine ühe regiooni põhiselt käima nMGW
ning iMSS-i vahel üle SIGTRAN-i, nMGW-d kontrollib aga iMSS MEGACO abil. 3G
ning 2G vaheliste kõnede user plane regioonipõhiselt käib aga üle nMGW ning iMSS-
de vaheliste TDM-de, kuna 2G control plane-i ning user plane-i eest vastutab veel
iMSS. Kõigis kolmes regioonis tehakse antud faasid eraldi. See annab ühe regiooni
peal esinenud probleeme teiste puhul vältida. Kuna 3G liikluse ümber tõstmine eeldab
katkestust, siis RNC-de kolimist tehakse öisel ajal.
Faas ühes tehakse regioonipõhiselt järgmised põhitegevused :
1. Luuakse TDM ühendused nMGW-de ning iMSS-i vahele. Nende vahendusel
toimuvad 3G ning 2G vaheliste kõnede edastamine.
2. nMGW-de ning iMSS-ide vahele luuakse Mc liides.
3. RNC-d kolitakse nMGW-de külge.
Faas 1 lõpuks ei käi läbi oMGW-de enam mingit võrguliiklust. 2G omavahelise
liikluse signaliseerimine ja kõneliiklus regioonipõhiselt toimub muutumatult edasi
ainult üle TDM-de. Ka regioonidevahelised ühendused jäävad antud faasis puutumata.
Alljärgnev joonis 6.9 kirjeldab Faas 1 tegevusi.
67
Joonis 6.9 Faas 1 tegevused
6.2.9 Faas 2
Faas 2-s vaadeldakse muutusi jällegi veel regioonipõhiselt. Regioonidevahelised
ühendused jäävad antud juhul käsitlemata. Etapi alguses tuleb uuendada oMGW-d.
Selleks on vajalik teha nii tark- kui ka riistvara muudatused. Samuti luuakse
regioonipõhiselt IP ühendused läbi saitruuterite oMGW, nMGW ning iMSS-i vahele.
Tehakse Mc liides MSS-i ja oMGW vahele ning Nc liides oMGW ning nMGW vahele.
Samuti tuleb luua oMGW ja iMSS-i vahele ka TDM ühendused user plane liikluse
jaoks, mille kaudu hakkab käima regioonidevaheline kõneliiklus. iMSS hakkab
nüüdsest juhtima dünaamiliselt kahte MGW-d. Ühe MGW mitte töötamisel, võtab
samas regioonis olev teine MGW kogu võrguliikluse enda kanda. See eeldab, et
mõlema MGW-ga on ühendatud nii 2G kui ka 3G raadiovõrgud ning nendel on
vajalikud võrguressursid olemas, et nad suudaksid kogu liikluse üksinda üle võtta.
Liikluse jagamiseks on kaks võimalust:
68
Võrguliiklus käib ainult läbi ühe MGW. Teine MGW on ootel ning esimese
töö katkemisel, võtab teine MGW kogu liikluse enda peale.
Võrguliiklus käib load sharing-u põhimõttel üle mõlema MGW. See tähendab,
et mõlemad MGW-d on töös ning koormus on 50% ulatuses kahe elemendi
vahel ära jagatud. Ühe seadme seiskumisel, suudab teine ülejäänud
võrguliikluse enda kanda võtta.
Antud lahenduse juures võetakse kasutusele load sharing. Peale faas 2
ettevalmistustöid ühendatakse ka RNC-d oMGW-dega ning testitakse ära, kas ühe
MGW katkestuse korral, suudab teine MGW üksinda hakkama saada. Kui kõik toimib
veatult, siis minnakse 2G liikluse kolimise juurde. BSC-d seotakse mõlema MGW-ga
otse üle A-liidese, kuna viimased seadmed täidavad ka transkooderi funktsionaalsust.
Kuna BSC-de kolimine MGW külge eeldab reaalset katkestust, siis tuleb neid ümber
kolimisi teha öisel ajal.
Kokkuvõtvalt tehakse faas kahes regioonipõhiselt järgnevad tegevused:
1. OMGW uuendamine Rel-4 tasemele ning sidumine IP
tuumikvõrguga.
2. RNC-de ühendamine oMGW-de külge.
3. BSC-de ühendamine oMGW ning nMGW-dega.
Faas 2 tegevusi kirjeldab joonis 6.10.
69
Joonis 6.10 Faas 2 tegevused
Faas 2 tulemusel töötavad regioonid eraldi vaadates Rel-4 võrgus. Regioonisiseste
kõnede user- ning control plane on eraldatud ning töötavad tuumikvõrgus selle faasi
lõpus üle IP. TDM ühendused on vajalikud vaid regioonide vahelisteks ühendusteks.
6.2.10 Faas 3
Faas 2 lõpuks on viidud regioonisisene võrgu arhitektuur Rel-4 tasemele, mille
tulemusena on user- ning control plane eraldatud. See ei kehti aga veel regioonide
vaheliste ühenduste kohta. Seal käib veel endiselt nii signaliseerimine kui ka
kõneliiklus üle TDM-de. Faas 3 vaatabki regioonidevaheliste ühenduste üleminekut IP-
võrgule ning selle faasi lõpuks on kõik operaatori tuumikvõrgu elemendid dubleeritud
ning kogu võrk on üle viidud Rel-4 arhitektuurile.
Faas3 eelduseks on edukas faas 2 realiseerimine. Samuti on vaja regioonide
saitruuterid ühendada omavahel Gigabit Ethernet-i abil ühtsesse IP-tuumikvõrku.
Erinevat tüüpi võrguliiklused (user-, control plane ning O&M) eraldatakse üksteisest
eraldi VLAN-dega. Ruuteritesse konfigureeritakse regioonide vahelised marsruutingud
ning samuti ülevoolud juhuks, kui mingi IP-tuumikvõrgu element peaks lakkama
70
töötamast. Seejärel võetakse kasutusele kaks erinevatel saitidel asuvat autonoomset
MSS-i ning aktiveeritakse nende vahel MSS pooling. Samuti võetakse kasutusele lisa
HLR N+X meetodil, millega garanteeritakse võrgu jätkusuutlikkus ühe HLR-i
purunemisel. Poolingu-t ning N+X meetodit kirjeldatakse põhjalikumalt alapeatükis
5.1.3.
Faas 3 jagatakse kolmeks alametapiks:
1. iMSS-de regioonide vaheline ühendamine üle IP tuumikvõrgu.
2. Autonoomsete MSS-de käiku võtmine ning MSS poolingu aktiveerimine.
3. Teise HLR-i käiku võtmine N+1 põhimõttel.
Dubleeritud Rel-4 baasil olev tuumikvõrk on kirjeldatud joonisel 6.11.
Joonis 6.11 Dubleeritud Rel-4 baasil olev tuumikvõrk
Sellega on tagatud näidisoperaatori dubleeritud baasvõrk, kus mingi tuumikvõrgu
seadme purunemisel või nende vaheliste ühenduste katkemisel jätkub võrgu töö
häireteta edasi.
71
6.3 Lahenduste kokkuvõtte
Esimeses lahenduses pakuti operaatorile välja sama jõudlusega Rel-4 arhitektuuril
baseeruv tuumikvõrk. Seoses sellega tulid esile mitmed olulised eelised võrreldes
eelmise generatsiooniga. Kolm MSC-d asendati ühe autonoomse MSS-iga ning samuti
loobuti transkoodritest, mistõttu vähenesid seadmeruumide pindalad ning voolutarve.
Uue lahendusega võeti kasutusele küll uued MGW-d ning saitruuterid, kuid nende
mõju jooksevkuludele oli väga marginaalne. Oluline samm oli aegtihendatud
tuumikvõrgu transmissiooni vahetamine IP-põhise tuumikvõrgu vastu. Sellega seoses
saadi loobuda märkimisväärselt paljudest TDM ühendustest, mis omakorda aitasid
kaasa perioodiliste kulutuste vähendamisele ning muutsid võrgu halduse ning
laienemise oluliselt lihtsamaks.
Teises lahenduses koostati operaatorile protsess Rel-99 võrgult dubleeritud Rel-4-le
üleminekuks. Kuna operaatori poolt oli seatud tingimus, et teenuste katkestused oleks
võimalikult lühikesed klientide jaoks, siis jagati kogu projekt erinevatesse faasidesse.
Lõpptulemusena saadi parendatud töökindlusega võrk kahekordsete tuumikvõrgu
seadmete näol. Mis tähendab seda, et mingi seadme riknemisel, tuumikvõrgu siseste
või raadiovõrgu vaheliste ühe samast grupist oleva ühenduse katkemisel ei ole mingit
mõju kogu tuumikvõrgu tööle. Teine oluline eelis antud lahenduse puhul on see, et
tuumikvõrgu seadmete poolinguga tagatakse efektiivsem ning paindlikum
võrguressursside jaotus. Kui eelneva lahenduse puhul teenindas ühte piirkonda kindel
MSC, siis uue struktuuri korral jaotatakse kogu operaatori teeninduspiirkond kahe
MSS-i vahel ära, mistõttu ei teki suurema kliendibaasi ümberpaiknemisel nii kergesti
mingis kindlas baasvõrgu piirkonnas ülekoormust. Lisaks sellele saab operaator
sooritada ilma teenuskatkestusteta võrgu uuendus- ning hooldustöid.
72
7 KOKKUVÕTE
Tänapäeva väga kiiresti muutuvas infotehnoloogilises ühiskonnas peavad
mobiiloperaatorid turul pakutavate tehnoloogiliste lahendustega pidevalt kaasas käima.
Vaatamata sellele, et investeeringud uutesse võrgu arhitektuuridesse on suured, ilmneb
siiski väga palju eeliseid uute pakutavate lahenduste juures. Lisaks tehnoloogilistele
uuendustele on operaatori jaoks oluline ka majanduslik kokkuhoid eriti just
jooksevkulude osas.
Antud töös analüüsiti kahte erinevat mobiiltuumikvõrgu generatsiooni. Rel-99
suurimaks puuduseks võiks tuua asjaolu, et kasutatavate seadmete võimalused ning
arengusuunad on üsna piiratud ning nende ülalpidamiskulud kõrged. Kui tagada Rel-
99 juures veel seadmete dubleeritus, siis lisaks suurele maksumusele ei garanteerita
veel siiski väga paindlikku tuumikvõrku.
Vastupidiselt Rel-99-le on võimalik väiksemate jooksevkulutustega pakkuda sama
jõudlusega võrk Rel-4 põhjal. Kui Rel-99-t iseloomustasid suured saidid, siis Rel-4
puhul vahetusid need oluliselt väiksemate vastu. Suuresti oli see põhjustatud asjaolust,
et uued suurema jõudlusega seadmed on oluliselt kompaktsemad ning
energiasäästlikumad. Töös tehtud OPEX analüüsist selgus, et Rel-4 puhul on võimalik
jooksevkulusid vähendada kuni kolm korda. Väga oluliseks arenguks oli TDM-põhise
saitide vahelise transmissiooni välja vahetamine IP-tuumikvõrgu vastu. See tagas
jällegi perioodiliste kulude kokkuhoiu ning muutis ülekandevõrgu oluliselt lihtsamini
hallatavaks. Lisaks selle on IP-tuumikvõrk eelduseks järgnevate võrgu
generatsioonide kasutusele võtmiseks.
Minnes üle dubleeritud Rel-4 võrgule tagati parem töökindlus ning suurem
paindlikkus võrgu uuenduste ja ressursi jaotamise seisukohast. Töös pakuti välja
ülemineku protsess võrgu generatsiooni vahetuseks ning dubleerimiseks.
Mobiilside operaatori suurimaks probleemiks tuumikvõrgu generatsiooni vahetusel
võib pidada seda, et tegemist on üsna mahuka ning aeganõudva projektiga, millele
eelneb pikaldane ning keerukas planeerimine, kuna baasvõrgus esinevad probleemid
võivad „saatuslikuks“ saada kogu võrgu toimimisele. Seetõttu vajab taoline üleminek
väga täpset ning läbi mõeldud protsessi kirjeldust. Vaatamata sellele on Euroopas Rel-
73
4 kasutusele võetud juba väga paljude operaatorite poolt ning tagasiside sellele on
olnud jätkuvalt positiivne [6].
Toetudes töös tehtud analüüsidele leiab kinnitust sissejuhatavas osas püstitatud
hüpotees, et operaatoril on otstarbekas oma Rel-99-l baseeruv tuumikvõrk vahetada
Rel-4 arhitektuuri vastu. Suurema töökindluse tagamiseks on aga operaatoril kasulik
üle minna dubleeritud Rel-4 võrgule.
74
KASUTATUD KIRJANDUS
[1] Overview of 3GPP Release 4 V1.1.2 (2010-02). 3-rd Generation Partnership
Project. [WWW]
http://www.3gpp.org/ftp/Information/WORK_PLAN/Description_Releases/
(04.04.2010)
[2] Advanced Cellular Network Planning and Optimisation. (2007). / Edited by Ajay R
Mishra. England: John Wiley & Sons Ltd. lk 5-9
[3] Mobile Switching Core Network Signalling. (2008). Finland: Nokia Siemens
Networks. Pt 1. [Koolitusmaterjal]
[4] Advanced Cellular Network Planning and Optimisation. (2007). / Edited by Ajay R
Mishra. England: John Wiley & Sons Ltd. lk 328-329
[5] Advanced Cellular Network Planning and Optimisation. (2007). / Edited by Ajay R
Mishra. England: John Wiley & Sons Ltd. lk 330
[6] MSC Server and Multimedia Gateway Operations and Integration
CN6000EN30GLN00. (2008). Finland: Nokia Siemens Networks. Pt 2.
[Koolitusmaterjal]
[7] MSC Server and Multimedia Gateway Operations and Integration
CN6000EN30GLN00. (2008). Finland: Nokia Siemens Networks. Pt 3.
[Koolitusmaterjal]
[8] Interfaces and Protocols. Signaling System No. 7 (SS7/C7): Protocol, Architecture,
and Services [WWW] http://www.ss7-training.net/sigtran-training/ch12lev1sec2.html
(12.04.2010)
[9] Advanced Cellular Network Planning and Optimisation. (2007). / Edited by Ajay R
Mishra. England: John Wiley & Sons Ltd. lk 349
[10] 3GPP TR 29.802 V0.3.0. (2006-11). 3-rd Generation Partnership Project. [WWW]
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/29415.htm (23.02.2010);
[11] [LS.Q1912.5] LC Summary : Recommendation Q.1912.5. International
Telecommunication Union. [WWW]
75
http://www.itu.int/itudoc/itu-t/aap/sg11aap/history/q1912.5/lsq1912..html
(23.02.2010);
[12] Nokia Siemens Networks gives voice to LTE. Nokia Siemens Networks. [WWW]
http://w3.nokiasiemensnetworks.com/NR/rdonlyres/E29B1EB2-B95E-4CA5-A150-
0A9B2F3C9BA7/0/NokiaSiemensNetworks_2009_02_12_enVoLTE.pdf (18.04.2010)
[13] NSN CS Resilience. (2007). Finland: Nokia Siemens Networks. Pt 2.
[Koolitusmaterjal]
[14] RESILIENCE IN CONVERGED NETWORKS. (2009). Centre for the Protection
of National Infrastructure. [WWW] http://www.cpni.gov.uk/Docs/resilience-guide.pdf
(14.05.2010)
[15] http://en.wikipedia.org/wiki/N%2B1_redundancy (12.05.2010)
[16] MOBILE CORE NETWORK NODE REDUNDANCY. World Intellectual
Property Organization. [WWW]
http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2009077002&IA=EP2007064071&DISPL
AY=DESC (02.05.2010)
[17] Mobiil.net. Tarkvara viga põhjustas häireid EMT võrgus. [WWW]
http://mobiil.kolhoos.ee/NewsItems/viewDepartment$Eesti (10.05.2010)
[18] Eesti Päevaleht. Sideamet soovib EMT-lt teenuse kvaliteedi parandamist. [WWW]
http://www.epl.ee/artikkel/243927 (10.05.2010)
[19] Õhtuleht. EMT võrgu mobiiltelefonid tõrkusid üle viie tunni. [WWW]
http://www.ohtuleht.ee/index.aspx?id=145129 (10.05.2010)
[20] Postimees. Tele2 võrgus esines neljapäeval häireid. [WWW]
http://www.hip.ee/060304/online_uudised/128262.php (10.05.2010)
[21] Eesti Päevaleht. Elisa side taastunud. [WWW]
http://www.arileht.ee/artikkel/321876 (10.05.2010)
[22] Tarbija24. Rike häiris sidet Elisa võrgus. [WWW]
http://www.tarbija24.ee/260507/esileht/olulised_teemad/tarbija24/tehnika/262944.php
(10.05.2010)
76
[23] Postimees. Keskseadme rike viis Tartumaal Elioni äriklientidelt interneti. [WWW]
http://www.postimees.ee/290507/lisad/teadus/tehnika/263448.php (10.05.2010)
[24] Postimees. Rike häiris Kõu internetiteenuse kasutamist. [WWW]
http://www.postimees.ee/170707/esileht/siseuudised/272573.php (10.05.2010)
[25] Eesti Päevaleht. Starmani teenused olid rikke tõttu maas terves Tallinnas. [WWW]
http://www.arileht.ee/artikkel/450061 (10.05.2010)
[26] Valgamaalane. Rike halvas Lõuna-Eestis netiühenduse. [WWW]
http://www.valgamaalane.ee/?id=76968 (10.05.2010)
[27] Neljas.ee. Häirekeskuse ja Elioni teade. [WWW]
http://www.neljas.ee/est/?news=989318&category=1&Hairekeskuse-ja-Elioni-teade
(10.05.2010)
[28] Tarbija24. Elisa kõneside taastati. [WWW] http://www.tarbija24.ee/?id=216201
(10.05.2010)
[29] Network Planning, Dimensioning, Operation.(2001). / Edited by Olli Knuuttila.
Finland: [WWW]
http://www.tml.tkk.fi/Opinnot/T110.300/2001/Luennot/tla20011129.pdf (14.05.2010)
[30] http://personal.telefonica.terra.es/web/vr/erlang/eng/mcerlb.htm (12.05.2010)
[31] G.114 (05/2003). International Telecommunication Union. [WWW]
http://www1.cs.columbia.edu/~andreaf/new/documents/other/T-REC-G.114-
200305.pdf (23.04.2010)
[32] Advanced Cellular Network Planning and Optimisation. (2007). / Edited by Ajay
R Mishra. England: John Wiley & Sons Ltd. lk 342-349
[33] http://en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_Multi-Rate_audio_codec (18.05.2010)
[34] http://en.wikipedia.org/wiki/G.711 (18.05.2010)
77
Lisa A : Mobiiltuumikvõrgu seadmete tehnilised parameetrid
MSS Integrated
MSS
MSS in
Gateway
mode
MSCi MGW HLRi
Klientide
arv
x x - x - x
Samaaegsete
kõnede arv
x x x x x -
BHCA x x x x x
Samaaegsete
datakõnede
arv
- x - x - -
78
Lisa B : Saitide pindalad
Sait 1 seadmed ning pindala
Rel-99 Rel-4
Seade Pindala Pindala
MSC1 X MSS1 X
MGW1 X MGW1 X
TC (n tükki) X - -
- - SR1 X
HLR X HLR X
KOKKU 120m2 KOKKU 75m
2
Sait 2 seadmed ning pindala
Rel-99 Rel-4
Seade Pindala Seade Pindala
MSC2 X - -
MGW2 X MGW2 X
TC (n tükki) X - -
- - SR2 X
KOKKU 120m2 KOKKU 35m
2
Sait 3 seadmed ning pindala
Rel-99 Rel-4
Seade Pindala Seade Pindala
MSC3 X - -
MGW3 X MGW3 X
TC (n tükki) X - -
- - SR3 X
KOKKU 120m2 KOKKU 35m
2
79
Lisa C: OPEX arvutus Rel-99 ja Rel-4 puhul
OPEX
Muutuja Rel-99 Rel-4 Kommentaar
Saidi 1 rent x x Saidi 1 rent koos jahutusega
Saidi 2 rent x x Saidi 2 rent koos jahutusega
Saidi 3 rent x x Saidi 3 rent koos jahutusega
Saidi 1 voolutarve x x Saidi 1 kogu elektrikulu
Saidi 2 voolutarve x x Saidi 2 kogu elektrikulu
Saidi 3 voolutarve x x Saidi 3 kogu elektrikulu
Transmissiooni rent x x
E1 (Rel-99) ja IP-põhine
transmissioon (Rel-4)
Muud jooksvad kulutused x x Hooldus jms
Aastas x x
