30
1 Iván Bernal, Ph.D. Iván Bernal, Ph.D. Rev. Enero 07 Rev. Enero 07 81 81 Protocolos y señalización Protocolos y señalización Protocolos y señalización La interfaz de aire consiste de las ranuras GSM, en las bandas de frecuencia TDMA/FDMA. Sobre lo anterior está el protocolo punto-punto LAPD (Link Access Protocol D channel). Usado en señalización de ISDN. Una versión modificada LAPDm (TS04.06) se usa sobre la interfaz de aire entre el TRX de la BTS y el dispositivo móvil. LAPD CRC de la capa enlace de datos no se requiere, ya se tiene FEC en el interfaz de aire. La bandera de inicio de LAPD de 8 bits no se requiere. Mensajes incluyen: Radio Resource Management (RR) Mobility Management (MM) Connection Management (CM) Iván Bernal, Ph.D. Iván Bernal, Ph.D. Rev. Enero 07 Rev. Enero 07 82 82 Mensajes Mensajes Mensajes Tipos Información Supervisión Sin numerar (unnumbered) Los mensajes de supervisión y los no numerados simplemente controlan el flujo de los mensajes de información. Los mensajes de información Administración de las llamadas o conexión Administración de la movilidad Administración de los recursos de radio Un estudio detallado de los formatos de los mensajes y su semántica podría tomar un libro entero. Se presenta una noción básica de los grupos de mensajes, pero suficiente para intuir la complejidad del diseño de un sistema de segunda generación.

Protocolos de Señalizacion

Embed Size (px)

Citation preview

  • 1Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8181

    Protocolos y sealizacinProtocolos y sealizacinProtocolos y sealizacin La interfaz de aire consiste de las ranuras GSM, en las bandas de frecuencia TDMA/FDMA.

    Sobre lo anterior est el protocolo punto-punto LAPD (Link Access Protocol D channel). Usado en sealizacin de ISDN. Una versin modificada LAPDm (TS04.06) se usa sobre la interfaz de aire entre el TRX de la BTS y el dispositivo mvil.

    LAPD CRC de la capa enlace de datos no se requiere, ya se tiene FEC en el interfaz de aire. La bandera de inicio de LAPD de 8 bits no se requiere.

    Mensajes incluyen:

    Radio Resource Management (RR)Mobility Management (MM) Connection Management (CM)

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8282

    MensajesMensajesMensajes Tipos

    InformacinSupervisinSin numerar (unnumbered)

    Los mensajes de supervisin y los no numerados simplemente controlan el flujo de los mensajes de informacin.

    Los mensajes de informacinAdministracin de las llamadas o conexinAdministracin de la movilidadAdministracin de los recursos de radio

    Un estudio detallado de los formatos de los mensajes y su semntica podra tomar un libro entero.Se presenta una nocin bsica de los grupos de mensajes, pero suficiente para intuir la

    complejidad del diseo de un sistema de segunda generacin.

  • 2Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8383

    MensajesMensajesMensajes Los mensajes de informacin

    Administracin de los recursos de radio Para controlar el establecimiento, mantenimiento y la terminacin de los canales de radio, incluyendo

    los handoffs.

    9 Mensajes del BCCH que incluyen los parmetros de configuracin de la red.9 Mensajes de pedidos de canal (CHANNEL REQUEST), enviado en el RACH.9 Mensajes asociados con el PCH y AGCH (proceso usado para asignar el SDCCH para iniciar

    el establecimiento de una llamada).

    9 Otros ejemplos: Reportes de mediciones, enviados en el SACCH. Comandos para el handover enviados por el FACCH.

    Administracin de las llamadas o conexin Para controlar el establecimiento, mantenimiento y la terminacin de las llamadas.

    9 Se envan ya sea en un SDCCH, antes que la llamada se establezca, y en el FACCH, despus que la llamada se ha establecido.

    9 Incluyen los mensajes en los que la MS origina llamadas, confirma un canal de trfico, libera una llamada, obtiene mensajes de alerta, enva y recibe funciones DTMF, etc.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8484

    MensajesMensajesMensajes Los mensajes de informacin

    Administracin de la movilidadSirven principalmente para los procedimientos de registro y actualizacin de la

    ubicacin, as como para seguridad y autenticacin, usando el SDCCH.

    9RegistroUna MS informa al a red que est en los alrededores usando un mensaje LOCATION

    UPDATING REQUEST.

    La red responde con LOCATION UPDATINF ACCEPT o REJECT.Cuando una MS se apaga enva IMSI DETACH INDICATION.

    9AutenticacinLa red obtiene informacin requerida de la MS con IDENTITY REQUEST y

    IDENTITY RESPONSE (se envan IMSI, IMEI y TMSI).

  • 3Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8585

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos La figura presenta los protocolos utilizados entre los principales

    componentes de la arquitectura de red.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8686

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos La capa mas baja de la arquitectura corresponde la enlace fsico entre las

    diversas entidades.Entre la MS y la BTS se tiene el enlace de radio discutido en el material anteriorel enlace de radio discutido en el material anterior (interfaz de aire), y lleva

    datos de las capas mas altas.

    Entre otras entidades se utiliza un canal digital de 64 kbps (o 16 kbps considerando el caso del TRAU).

    A nivel de la capa enlace de datos se usa una modificacin (m) del protocolo LAPD (usado en ISDN) llamada LAPDm, especfica de GSM, entre la MS y la BTS.Los dems enlaces que requieren este protocolo usan la versin normal.En esencia, LAPD est diseado para convertir un enlace fsico potencialmente poco confiable en un enlace

    de datos confiable. Usa un CRC y ARQ para manejar tramas daadas.

  • 4Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8787

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos Sobre la capa enlace, como se mencion anteriormente, se tiene una serie de protocolos que proveen

    funciones especficas.Administracin de las llamadas o conexinAdministracin de la movilidadAdministracin de los recursos de radioMAP (Mobile Application Part)Administracin del BTS

    Realiza varias funciones de manejo y administrativas en la BTS, bajo el control del BSC.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8888

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos Formato de la Capa 3 del Interfaz

    de Aire.Discriminador de protocolos (PD,

    protocol discriminator) 4 bits para clasificar todos los mensajes.

  • 5Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 8989

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9090

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos Abis

    Utiliza las tres capas inferiores de OSI

    En Capa 3:TRX Management (TRXM)Common Channel Management

    (CCM)

    Radio Link Management (RLM)Dedicated Channel Management

    (DCM)

  • 6Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9191

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos MAP (Mobile Application Part)

    Es una extensin especfica para redes mviles del Sistema de Sealizacin #7 (Signaling System SS#7).

    Transporta la informacin de sealizacin relacionada a actualizaciones de ubicacin, perfiles de usuarios, handovers, etc.GSM MAP es un protocolo de sealizacin utilizado en las interfaces B, C, D, E, F y G.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9292

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos Interfaz A

    MAP (Mobile Application Part) no corre directamente sobre la capa de enlace sino sobre dos protocolos SCCP y MTP.

    Son parte del Sistema de Sealizacin No.7 que es un conjunto de protocolos diseados para proveer sealizacin de control dentro de redes digitales de conmutacin de circuitos, tales como redes pblicas digitales de telecomunicaciones.

    Estos protocolos proveen funciones generales utilizadas por varias aplicaciones, incluyendo MAP.

  • 7Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9393

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SS7

    TUP (Telephone User Part) es la entidad que enva y recibe mensajes usados para el control de llamadas (establecimiento, supervisin y liberacin).

    TUP puede reemplazarse por:9 NUP (National User Part), permitiendo algunas variaciones menores.9 En ISDN s tiene mas funcionalidad con ISUP (ISDN User Part).

    Las subcapas de MTP (Message Transfer Part) 1 a 3 son responsables por el transporte de mensajes de sealizacin y funcionalidad de direccionamiento entre dos elementos dentro de la misma red.

    En redes fijas hay solo estas dos partes: MTP y TUP.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9494

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SS7

    SCCP (Signaling Connection and Control Part) Por medio de sus funciones de Capa 3, ofrece direccionamiento

    end-to-end, conexiones virtuales, permitiendo sealizacin entre redes.

  • 8Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9595

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SS7 en GSM

    Se requiere mas funcionalidad debido a sealizacin no relacionada a las llamadas (mediciones, control de handover, etc.), mobilidad del usuario y elementos adicionales de red.

    BSSAP Usado para sealizacin entre la MSC y BSC y MS. Puesto que hay la BSC entre la MSC y la MS, debe existir una

    conexin virtual, por lo que se requiere SCCP.

    Ejemplos: Autenticacin, asignacin de nuevos TMSI. Incluye BSSMAP (base station subsystem management

    application part) y DTAP (direct transfer application part).

    MAP Es un protocolo especfico de GSM para aplicaciones no

    relacionadas a llamadas entre elementos de la red.

    Sealizacin MAP incluye mensajes entre el MSC y HLR.TCAP

    Las transacciones MAP requieren una especie de secretaria para administrar las transacciones. Esa es la funcin de TCAP.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9696

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SS7 en GSM

    SCCP permite sealizacin entre redes, incluso atravesando varios nodos de red y pases.

    Adems, SCCP permitir distinguir las aplicaciones dentro de un nodo de red.

    Internamente, SCCP se refiere a estas aplicaciones como subsistemas.

    Se ofrecen:9Dos servicios orientados a

    conexin.Actualizacin de ubicacinGeneracin de llamadas

    desde la MS.

    9Dos servicios sin conexin para transmisin de datos.Paging.

  • 9Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9797

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SS7 en GSM

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9898

    Arquitectura de ProtocolosArquitectura de ProtocolosArquitectura de Protocolos SMS

  • 10

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 9999

    FasesFasesFases El proceso de estandarizacin fue dividido, en parte debido a la

    demanda por equipo operacional basado en los estndares GSM, en tres fases.Fase 1

    Congelada en 1991 para permitir que los operadoras construyan sus primeras redes GSM comerciales.

    Los nmeros de versin para los documentos de la Fase 1 son 3.X.X.Fase 2

    Congelada en Octubre de 1995.Los nmeros de versin para los documentos de la Fase 2 son 4.X.X.

    Fase 2+Mejoras subsecuentes y adiciones posteriores a Octubre de 1995, automticamente

    forman parte de la Fase 2+.

    Los nmeros de versin para los documentos de la Fase 2+ son 5.X.X.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 100100

    FasesFasesFases ETSI podra seguir trabajando en base a fases de forma indefinida

    pero muchas de las caractersticas aadidas en la actualidad soncada vez mas consideradas como opcionales y no obligatorias como en las fases previas.

    ETSI reconoci luego paquetes que son liberados cada ao.Empezando desde 1996, a los documentos de la Fase 2+ se hacen referencia como

    Release 96, Release 97, Release 98 y Release 99.

    Finalmente, se decidi que las versiones que siguieron al Release99 se referenciaran de acuerdo a un nmero de versin. Release 4 (es la primera nueva versin con esta nomenclatura). Release 5Release 6

  • 11

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 101101

    FasesFasesFases ETSI y las organizaciones del 3GPP (3rd Generation Partnership

    Project) decidieron incluir el trabajo de estandarizacin de GSM en Julio de 2000.3GPP continuara el trabajo que llevaba a cargo el ETSI Special Mobile Group

    (SMG).

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 102102

    FasesFasesFases

  • 12

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 103103

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Usando las definiciones de la ITU- T se tienen las siguientes

    categoras:TeleserviciosServicios de transporte (Bearer services)Servicios Suplementarios

    Los servicios en GSM tuvieron una fuerte influencia de ISDN.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 104104

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Teleservicios

    Son aquellos que las personas usan directamente.El servicio mas bsico que soporta GSM es el de telefona.

    En la Fase 19 Full rate vocoding (13 kbps)

    En la Fase 2 ( se introdujo mejoras)9 Half rate vocoding (6.5 kbps)

    Otros: Servicio de emergencia (112)

    9 Como el 911 en USA.9 Las MSs pueden usar estos nmeros incluso sin SIM, pero esto depende de regulaciones locales.

    Servicio de Fax del Grupo 39 Establecido en Fase 1 pero no disponible en la prctica durante la Fase 1.9 Se requiere el uso de un adaptador.

    SMS (Short Message Service)9 Servicio para enviar mensajes alfanumricos de hasta 160 bytes.9 Establecido en Fase 1 pero no disponible en la prctica durante la Fase 1.9 Punto-punto (se enva el mensaje y quien enva recibe un ACK de la entrega del mensaje).9 Broadcast para enviar mensajes del estado del trfico o noticias.9 En la Fase II ( se introdujo mejoras)

    Mejoras en punto-punto y punto-multipunto Adecuadamente documentado y totalmente store-and-forward.

  • 13

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 105105

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Teleservicios

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 106106

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Teleservicios

  • 14

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 107107

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Teleservicios

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 108108

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Teleservicios

  • 15

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 109109

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Servicios de transporte (Bearer services)

    La naturaleza digital de GSM habilita el transporte de datos como un servicio bearerhacia y desde un terminal ISDN.Velocidades hasta 9600 bps pueden no ser atractivas hoy en da pero para un medio

    inalmbrico mvil eran consideradas muy rpidas.

    Navegar Internet es un ejemplo de una aplicacin que usa servicios bearer.Fase 1

    Aceptaba solo acceso asincrnico a un PAD dedicado.9PAD (Packet Assembler/Dissembler)9Para acceso a redes X.25

    Fase 2Mejor throughput para la transmisin de datos usando un acceso de datos dedicado

    sincrnico con paquetes, operando a desde 2.4 a 9.6 kbps.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 110110

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Bearer services

    Servicios Transparentes Para GSM significa que la infraestructura GSM (incluyendo las MSs) pasan los datos de un terminal

    sin ningn protocolo adicional para reducir el efecto de los errores introducidos por el medio.

    Servicios No Transparentes Aaden correccin de errores. La tasa efectiva de transmisin es mayor para el servicio no transparente.

  • 16

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 111111

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Bearer services

    HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) Permite la combinacin de hasta 8 ranuras de tiempo para un solo enlace de comunicaciones.

    9 8*9.6 kbps= 76.8 kbps9 En la prctica limitado a 64 kbps (lmite en un canal ISDN).

    PDS (Packet Data on Signaling Channels) Una respuesta intermedia a la demanda de servicios de datos.

    9 Utilizan o piden prestado recursos de sealizacin.9 Entre 600 y 9600 bps.9 Aplicaciones modestas (como bajar email) se hace de forma mas econmica usando servicios

    de paquetes de datos, y ciertamente de forma mas eficiente que HSCSD.

    14.4 kbps usando un solo slot.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 112112

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Bearer services

    Para el Release 97 la mayor novedad era GPRS.General Packet Radio ServiceUn servicio general de paquetes con ubicacin dinmica de recursos.Diferente codificacin de canal (tasa de velocidad de hasta 21.4 kbps por ranura) y la

    opcin de utilizar hasta 8 ranuras permitiran una gran variedad de tasas de hasta 100 kbps.

    Afecta la interfaz de aire.

  • 17

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 113113

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Servicios Suplementarios

    Son caractersticas residentes en la red misma.La MS debe tener una forma para usarlos.Call barring es bloquear o impedir la generacin/recepcin de ciertas llamadas.

    Se implementan sobre los teleservicios y servicios bearer.Las tablas indican las especificaciones pero no necesariamente se implementan.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 114114

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones

    Serv

    icio

    s Su

    plem

    enta

    rios

  • 18

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 115115

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones

    Serv

    icio

    s Su

    plem

    enta

    rios

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 116116

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Servicios Suplementarios

    ECT permite pasar una llamada a otro abonado (como en PBX).eMLPP permite asignar alta prioridad a algunas llamadas mediante subscripcin.

    Cuando llamadas de alta prioridad encuentran recursos limitados, la red retira los recursos de otras llamadas para liberar recursos.

    Un usuario estndar probablemente no tenga acceso a esto.Orientado a grupos como personal de trenes en Europa o grupos de seguridad.

  • 19

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 117117

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios Suplementarios

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 118118

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Mejoras en SIM

  • 20

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 119119

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Mejoras en la Red

    CAMEL (Customized Applications forMobile Network Enhanced Logic)

    Para crear Redes Inteligentes (Intelligent Networks) para comunicaciones mviles.

    Permite a los operadores ofrecer servicios de forma rpida y eficiente a sus abonados.

    9 Pre-Paid Calling, personal Numbering y servicios mas complejos dependientes de la ubicacin

    9 Herramienta mediante la cual el operador provee a los roamers con las mismas caractersticas que disfrutan en su red nativa (Ejemplo: call forwarding)

    Se introduce en dos fases: en los Releases 96 y 97.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 120120

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones

    Mejoras en la RedCAMEL + SIM toolkit

  • 21

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 121121

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Mejoras en la Red

    NITZUn nuevo mecanismo para transferir la identidad de la red, nombre de la red al equipo

    mvil.

    9Ejemplo: si una red debe cambiar su nombre por razones comerciales o legales.SOR

    Costos de las llamadas de roamers pueden ser costosos porque las llamadas pueden no ser enrutadas de forma ideal.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 122122

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Release 98 (http://www.3gpp.org/specs/releases-contents-earlyGSM.htm)

    Already completed: BTS performance requirements for very small cell scenarios (Picocells)

    Ongoing: Access to auxiliary devices, integrated into the ME platform, through the use of the SIM Application Toolkit Access to ISPs and Intranets in GPRS Phase 2 Separation of GPRS Bearer Establishment and ISP Service

    Environment Setup Adaptive Multi-Rate (AMR) Call Deflection Call Forwarding Enhancements (CFE) Calling line identification enhancements (CLIe) Connecting an octet stream to a port on an Internet host (R98) Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) - BSS Part Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) - NSS Part Enhanced QoS Support in GPRS Follow Me Fraud Information Gathering System(FIGS) General Packet Radio Service Phase 2 (GPRS) - network part1 General Packet Radio Service Phase 2 (GPRS) - radio part1 GPRS for PCS1900 GPRS Mobile IP Interworking GSM - Cordless Telephony System (CTS) GSM Mobile Number Portability (EURO) MNP GSM-API for SIM-Toolkit

  • 22

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 123123

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Release 98

    Ongoing: Harmonization of the PCS1900 Standards with the GSM Base Specification Immediate Service Termination (IST) LAPDm performance enhancement Lawful Interception (LI) Location Services (LCS) Mobile Station Execution Environment (MExE) Modem and ISDN interworking for GPRS MS Antenna Test Method Multiple Subscriber Profile (MSP) Service Provider Number Portability (USA) Support of Localized Service Area (SoLSA) Tandem Free Operation of speech codecs in Mobile-to-Mobile Calls (MMCs) Unstructured octet stream GPRS PDP Type (R98) User-to-User Signalling (UUS) USSD Enhancements 1 Comprises sub-work items in the same table having "GPRS" in their title.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 124124

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Release 99 and beyond

    Access to ISPs and Intranets in GPRS Phase 2 Wireless/Remote Access to LANs (R99) Advanced Addressing Architecture of the GSM-UMTS Platform Architecture overview of the GSM-UMTS System Automatic Establishment of Roaming Relations CAMEL Phase 3 Charging and Billing for GPRS Advice of Charge Charging and Billing for GPRS Hot Billing Charging and Billing for GPRS Pre-Paid End to End UMTS QoS Management Fraud Information Gathering System applied to GPRS BSS co-ordination of Core Network Resource allocation for class A GPRS services -GSM-

    UMTS Core Network (R99) BSS co-ordination of Radio Resource allocation for class A GPRS services - GSM Radio Access

    (R99) GPRS - Point-To-Multipoint Services IP-in-IP tunneling in GPRS backbone for UMTS, phase 1

  • 23

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 125125

    Servicios de TelecomunicacionesServicios de TelecomunicacionesServicios de Telecomunicaciones Release 99 and beyond MExE Release 99 New Access Network to Core Network (BSS-NSS) interface Noise Suppression for AMR speech codec Provision of text telephony service in GSM and UMTS Service Continuity and Provision of VHE via GSM/UMTS Study on Combined GSM and Mobile IP Mobility Handling in UMTS IP

    CN UMTS Charging & Billing UMTS Core based on ATM Transport UMTS Numbering, Addressing and Identities UMTS Open Service Architecture Virtual Home Environment

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 126126

    SeguridadSeguridadSeguridad Hay tres algoritmos principales usados en GSM.

    Cada uno de estos algoritmos es un secreto y solo se revelan a personas que necesitan saber, determinadas por el comit GSM.

    Basically a one way functionCipher Key GeneratorA8

    3 Sparsely loopedback LFSRs (Linear Fedback Shift Register/pseudo random generator) in the original version, lots of variants.

    Encryption/Decryption Algorithm for packet encryption

    A5

    NoneAuthenticationA3

    BasicsUseName

  • 24

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 127127

    SeguridadSeguridadSeguridad Con el nmero de trama cambiante, se tiene que los 114 bits del stream de

    encripcin cambia continuamente.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 128128

    GPRSGPRSGPRS General Packet Radio Service

    En su forma mas simple, GSM maneja comunicaciones de de voz y datos sobre conexiones basadas en conmutacin de circuitos.HSCSD fue una implementacin de transmisin de datos por conmutacin de circuitos en canales GSM, pero

    las velocidades bajas (hasta 14.4 kbps por slot, combinado slots se puede llegar hasta 64 kbps por usuario) y la naturaleza de la conmutacin de circuitos no la hicieron una opcin viable para aplicaciones de datos a altas velocidades

    GPRS es una extensin de GSM que permite a los abonados enviar y recibir datos sobre conexiones basadas en conmutacin de paquetes.

    El uso de GPRS es particularmente apropiado para aplicaciones con las siguientes caractersticas:Tipo rfaga (bursty)Transmisin frecuente de volmenes pequeos de datosTransmisin infrecuente de volmenes grandes de datos.

    Estas aplicaciones no requieren usualmente comunicarse permanentemente. En consecuencia, la reservacin continua de recursos para establecer una conexin con conmutacin de

    circuitos no es una forma eficiente de explotar los limitados recursos de radio.

  • 25

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 129129

    GPRSGPRSGPRS El concepto bsico detrs de la transmisin basada en paquetes de GPRS,

    radica en su habilidad de permitir que las aplicaciones seleccionadas compartan los recursos de radio, asignando los recursos de radio para transmisin, solamente cuando las aplicaciones tienen datos a transmitir.

    Una vez que los datos se transmiten, los recursos de radio se liberan para que sean utilizados por otra aplicacin. De esta manera, los recursos escasos de radio se usan de forma ms eficiente con este

    mecanismo.

    GPRS permite que se asignen ms recursos de radio a una conexin basada en paquetes que a una conexin basada en circuitos en GSM. Una conexin basada en paquetes usualmente alcanza velocidades de transmisin ms altas

    (hasta 171.2 Kbps), utilizando configuraciones multi-ranura para los enlaces de subida y bajada.

    Existen 29 clases que combinan hasta 8 ranuras en el enlace de subida y 8 en el de bajada.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 130130

    GPRSGPRSGPRS Por ejemplo, una estacin mvil de Clase

    6 puede tener mximo tres ranuras asignadas al enlace de bajada, y un mximo de dos asignados al de subida. Solo pueden tenerse cuatro ranuras activas a la vez

    para los enlaces de subida y bajada.

    La capacidad de cada ranura depende de la codificacin de canal utilizada. Se tienen cuatro esquemas disponibles, con

    diferentes niveles de proteccin contra errores, y son seleccionados, tpicamente, de acuerdo a la calidad del ambiente en el que se va a operar.

    GPRS puede ofrecer conexiones always on (enviar o recibir datos en cualquier momento).

  • 26

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 131131

    GPRSGPRSGPRS Cualquier ranura puede asignarse a GSM o GPRS.

    A menos que haya sido preasignado de forma permanente, lo cual no es muy eficiente.Es mejor asignacin dinmica.

    Asignaciones hbridas permiten tener preasignadas algunas ranuras GSM y otras GPRS, y luego basados en la necesidad se puede cambiar y asignar a GSM o GPRS.

    Servicios de voz siempre tienen precedencia.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 132132

    GPRSGPRSGPRS Arquitectura

    Una MS en GPRS se categoriza de acuerdo a sus capacidades para soportar diferentes modos de operacin simultneamente para GSM y GPRS:

    Clase A La MS soporta uso simultneo de servicios GSM y GPRS (asociacin, activacin, monitoreo,

    transmisin, etc.).

    La MS puede establecer o recibir llamadas en los dos servicios simultneamente. La alta complejidad de diseo de dispositivos clase A, los hace prohibitivamente caros de producir;

    por lo tanto, estos dispositivos no estn tpicamente disponibles para el mercado comn.

    Clase B La MS puede estar asociada a ambos servicios, GSM y GPRS. Pero la MS puede operar solo en uno

    de ellos a la vez.

    Clase C La MS est asociada ya sea al servicio GSM o al GPRS pero no a los dos a mismo tiempo. Antes de establecer o recibir una llamada en uno de estos servicios, la MS debe asociarse

    explcitamente al servicio deseado (generalmente al momento de concretar la suscripcin)

  • 27

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 133133

    GPRSGPRSGPRS Antes que una MS pueda acceder a los servicios GPRS, debe ejecutar un

    procedimiento de asociacin para indicar su presencia a la red.Luego, la MS utiliza un procedimiento denominado Contexto de Activacin PDP (Packet Data

    Protocol) para poder transmitir o recibir datos.

    El interfaz de aire GPRS es idntico al de la red GSM (igual modulacin, bandas de frecuencia y estructura de tramas). GPRS est basado en un BSS (Base Station Subsystem) GSM evolucionado.

    La red de core de GPRS est basada en un subsistema de red GSM en el cual se han integrado dos elementos de red adicionales: Serving GPRS Support NodesGateway GPRS Support Nodes

    Adems, EDGE (Enhanced Data Rate for Global Evolution) puede soportarse para mejorar el rendimiento de GPRS, introduciendo un esquema mejorado de modulacin.

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 134134

    GPRSGPRSGPRS Serving GPRS Support Node (SGSN)

    Est conectado a uno o ms BSS. Opera como un router para los paquetes de datos para todas las MSs presentes en un rea geogrfica. Tambin hace un seguimiento de la ubicacin de las MSs y realiza funciones de seguridad y de control de acceso.

    Gateway GPRS Support Node (GGSN) Provee el punto de asociacin entre el dominio GPRS y otras redes de datos tales

    como el Internet o redes corporativas.

    Un usuario mvil usa un APN (Access Point Name) para establecer una conexin a la red de destino requerida. El APN es la referencia que el GGSN usa como un gateway a una red externa.

  • 28

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 135135

    GPRSGPRSGPRS

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 136136

    GPRSGPRSGPRS El GGSN obtiene una direccion de la red pblica de paquetes

    (PDP address) PDP- packet-data protocol PDP address: IP X.25

    La red, a travs del SGSN, puede enrutar datos a mviles especficos. La PLMN GPRS asigna a los mviles su propia direccin PDP address.

    El GGSN parece frente a la red pblica de paquetes como un gateway comn, escondiendo e hecho de que los usuarios son en realidad mviles.Este gateway puede servir tambin de firewall, escondiendo

    tambin a los mviles de a red externa.

    Entonces, para tx/rx datos, un mvil priemro debe asociarse (attach itself) a un SGSN y activar su direccin PDP. El proceso de activacin involucra que un GGSN asigne una direccin PDP

    al mvil (el GGSN est asociado al SGSN). El registro de estas asociaciones suele denominarse Contexto PDP (PDP

    context). Un mvil puede asociarse solo a un SGSN al mismo tiempo, pero puede

    recibir datos de mltiples GGSNs usando multiple direcciones PDP.

  • 29

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 137137

    GPRSGPRSGPRS

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 138138

    EDGEEDGEEDGE Enhanced Data for Global Evolution

    Inicialmente: Enhanced Data for GSM Environments

    EDGE es un estndar mvil de alta velocidad que puede introducirse en redes GSM/GPRS e IS- 136.

    EDGE permite la transmisin de datos que alcanza 384 Kbps en modo de conmutacin de paquetes.Estas tasas se requieren para soportar servicios multimedia.Se consigue dentro del mismo ancho de banda de GSM y en las mismas bandas.Se usan esquemas de modulacin de orden superior a los usados en GSM (8PSK).

  • 30

    Ivn Bernal, Ph.D.Ivn Bernal, Ph.D.Rev. Enero 07Rev. Enero 07 139139

    Evolucin hacia 3GEvolucin hacia 3GEvolucin hacia 3G El mundo de los datos es un mundo basado en el

    Internet.

    La red de core necesita estar basada en IP (Internet protocol) en lo que se refiere a su arquitectura.

    Una vez que un operador tenga esto, la puede usar para crecimiento adicional.Esquemas 3G pueden usar esta red de core sin inversiones

    adicionales.

    WCDMA hace uso de la arquitectura de GPRS para sus servicios de datos.