FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Y TELECOMUNICACIONES

REDES UMTSCurso: Comunicaciones Inalámbricas

Prof : Sinche Cayó

Integrantes: - Remigio Araujo Luis Ángel - Ipanaque Otero Edson - Medina Medina RenzoAño:

20152015

¿Qué es una Red UMTS?

UMTS es la sigla de Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles. Uno de sus objetivos es la definición de una infraestructura universal unificada para comunicaciones inalámbricas de banda ancha. -Usa tecnología CDMA (Code Domain Multiple Acces), por tanto todos los móviles tienen acceso a todas las frecuencias en cada instante.•W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access: Acceso Múltiple por División de Código para Banda Ancha).•TD-CDMA (Time Division Code Division Multiple Access: Acceso Múltiple por División Temporal de Código).

¿Por qué es necesario UMTS?El número de usuarios del servicio telefónico crece sin cesar, y si bien en los países más desarrollados el número medio de teléfonos supera los 50 por cada 100 habitantes, en los menos no llega al 5% y más de la mitad de la población mundial nunca ha realizado una llamada telefónica, según datos de la UIT. De una manera muy directa, el desarrollo económico de los países está muy ligado al de sus infraestructuras de comunicaciones, razón por lo que las inversiones en telecomunicaciones están siendo muy importantes en todo el mundo y así lo reconoce la industria y los grupos inversores que ven en ellas una vía de negocio en continua expansión y a largo plazo.

Cronología de la red UMTS

Estructura de la Red UMTS• El sistema UMTS se compone de 3 grandes bloques: red central o

núcleo de red (Core Network, CN), Red de acceso de radio (RAN -Radio Access Network- ó UTRAN) y Terminales móviles (UserEquipment, UE).

UNA ESTRUCTURA MAS DETALLADA

Equipo de usuario (UE)Equipo de usuario (UE): –Permite el acceso a los servicios de la red mediante la utilización de la interfaz radio. –Se subdivide en dos dominios: •USIM •ME. •USIM –Datos de subscripción del usuario y mecanismos de seguridad. • Equipo móvil (ME) –Mobile Termination (MT) :Funciones relacionadas con la transmisión radio. –Terminal Equipment (TE): Funciones relacionadas con la aplicación proporcionada

Interfaz (Uu)La interfaz Uu se encuentra entre el equipo de usuario y la red UTRAN. Esta interfaz ya ha sido muy estudiada en capítulos anteriores, ya que la tecnología que utiliza para acceder al medio es WCDMA.

Red de acceso de radio UMTS

- Tiene dos interfaces que lo conectan con la red central y con el equipo de usuario. La interfaz lu y la interfaz Uu respectivamente.

- La red UTRAN consiste de varios elementos, entre los que se encuentran los RNC (Radio Network Controller) y los Nodos B (en UTRAN las estaciones base tienen el nombre de Nodo B). Ambos elementos juntos forman el RNS (Radio Network Subsystem).

RNC(Radio Network Controller)• El RNC controla a uno o varios Nodos B. El RNC se conecta

con el MSC mediante la interfaz luCS o con un SGSN mediante la interfaz luPS.

• La interfaz entre dos RNC`s es lógica y es la interfaz lur (La función de inter-funcionamiento (IWF ) es un método

para interconectar una red de telecomunicación inalámbrica con la red telefónica pública conmutada (PSTN). La IWF convierte los datos transmitidos a través de la interfaz de aire en un formato adecuado para la PSTN).

Dentro de las funciones ejecutadas por el RNC• Manejo de los recursos de transporte de la interfaz lu.• Control de los recursos lógicos O&M del Nodo B.• Manejo de la información del sistema y de los horarios de la información del

sistema.• Manejo del tráfico en los canales comunes.• Combinación en la macro diversidad y división de las tramas de datos

transferidas sobre muchos Nodos B.• Modificacion del grupo activo de células lo que se traduce en un Soft

Handover.• Asignacion de códigos de canalización en el enlace de bajada.• Control de potencia de lazo abierto para el enlace de subida.• Control de potencia para el enlace de bajada.• Control de admisión.• Manejos de los reportes.• Manejo del tráfico en los canales compartidos.

Nodo BEl nodo B es el equivalente en UMTS del BTS de GSM (Base Tranceiver Station). El Nodo B puede dar servicio a una o más células, sin embargo las especificaciones hablan de una sola célula por Nodo B.

Dentro de las funciones ejecutadas por el Nodo B • Implementación lógica del O&M• Mapeo de los recursos lógicos del Nodo B en los

recursos de hardware.• Transmisión de los mensajes de información de los

sistemas de acuerdo con el horario determinado por el RNC.

• Combinación para la macro diversidad y división de las trampas de datos internas al Nodo B.

• En el modo FDD, el control de potencia de lazo cerrado en el enlace de subida.

• Reportar las mediciones de las interferencias en el enlace de subida y la información de la potencia en el enlace de bajada.

Interfaz lu

• Esta interfaz conecta a la red central con la red de acceso de radio de UMTS (URAN). Cabe mencionar que URAN es un concepto genérico y puede tener muchas implementaciones físicas. La primera a ser implementada es la UTRAN, la cual utiliza a la tecnología de WCDMA como interfaz aérea.

Red Central (Core Network)

• La red central se encuentra formada por varios elementos como se muestra en la figura 2. De todos los mostrados sólo se explicarán los dos de mayor interés, el MSC (pieza central en una red basada en conmutación en circuitos) y el SGSN (pieza central en una red basada en conmutación de paquetes).

MSC (Mobile Switching Center)• Como ya se mencionó, el MSC es la pieza central de una red basada en la

conmutación de circuitos.• El MSC tiene diferentes interfaces para conectarse con la red PSTN, con el SGSN y

con otros MSC’s.(La parte de aplicación móvil (MAP) es un protocolo de SS7(sistema de

señalizacion 7) que proporciona una capa de aplicación para los distintos nodos en GSM y UMTS redes centrales móviles y redes de núcleo GPRS para comunicarse entre sí con el fin de proporcionar servicios a usuarios de teléfonos móviles)

Las funciones principales del MSC se enlistan a continuación:

• Voceo.• Coordinación en la organización de las llamadas de todos los móviles en la

jurisdicción de un MSC.• Asignación dinámica de recursos.• Registro de ubicación.• Funciones de interoperabilidad con otro tipo de redes.• Manejo de los procesos de Handover (especialmente del complejo proceso

de Handover entre sistemas)• Colectar los datos para el centro de facturación.• Manejo de los parámetros para la encriptación.• Intercambio de señalización entre diferentes interfaces.• Manejo de la asignación de frecuencias en el área del MSC.• Control y operación de la cancelación del eco.

SGSN (Serving GPRS Support Node)El SGSN es la pieza central en una red basada en la conmutación de paquetes. El SGSN se conecta con UTRAN mediante la interfaz lu-PS y con el GSM-BSS mediante la interfaz Gb.

El SGSN contiene la siguiente información• Información de subscripción.• IMSI (International Mobile Subscriber Identity).• Identificaciones temporales.• Dirección PDP.• Información de ubicación.• La célula o el área en la que el móvil está registrado.• Número VLR.

MAPEn las redes de telefonía celular móviles como GSM y UMTS se utiliza el MAP aplicación SS7. Conexiones de voz son Circuit Switched (CS) y las conexiones de datos son conmutación de paquetes (PS) aplicaciones.

Algunos de los GSM UMTS Circuit / conmutada interfaces en el Centro de Conmutación Móvil (MSC), transportados por SS7 incluir lo siguiente:

•B -> VLR (utiliza MAP / B). La mayoría de los MSCs se asocian con un Registro de Localización de Visitantes (VLR), haciendo que la interfaz B "interno".•C -> HLR (utiliza MAP / C) Los mensajes entre MSC a HLR manejados por C Interfaz•D -> HLR (utiliza MAP / D) para conectar a la red de CS y actualización de ubicación•E -> MSC (utiliza MAP / E) para inter-MSC entrega•F -> EIR (utiliza MAP / F) para el equipo de control de identidad•H -> SMS-G (usa MAP / H) para el servicio de mensajes cortos (SMS) a través de CS•I -> ME (usos MAP / I) Los mensajes entre MSC a ME manejados por I Interfaz•J -> SCF (utiliza MAP / J) Los mensajes entre HLR a gsmSCF manejados por J Interfaz

También hay varias interfaces de GSM / UMTS PS en el nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN), transportados por SS7:

Gr -> HLR para unir a la red PS y actualización de ubicaciónDi-s -> SMS-C para SMS sobre PSGs -> MSC para combinada EC + PS señalización sobre PSGe -> carga para aplicaciones a medida para red móvil mejorada Lógica (CAMEL) de cobro de prepagoGf -> EIR para control de identidad equipos

Estructura en capas de UMTS

Una Red de radio acceso para WCDMA radio acceso red se compone de lo siguiente:

• Controladores de Red de Radio (RNC)

• Estaciones de Radio Base (RBS)

• Soporte de Operación de la Red de Radio Acceso (RANOS)

• Herramientas para la Gestión del Radio Acceso (TRANVÍA)

Arquitectura de red lógicaArquitectura de red lógica

La RBS supervisa la calidad de la transmisión durante una llamada en progreso por medio de frecuencias de supervisión y la medición de la intensidad de la potencia de las llamadas recibidas.

La RBS comprende principalmente de los siguientes equipos:

1.- Central Interfaz de Radio (ERI) 2.- Alimentación 3.- Grupo de Canal Radio (RCG)

1.- Central Interfaz de Radio Funciona como un medio para las señales que se reciben y transmiten entre la MSC y RBS. Recibe datos desde las unidades de canal, y los envía al MCS mediante enlaces dedicados. Asi mismo, recibe datos del MSC y transmite a la unidad de canal destino. El enlace RBS-MSC es digital, con una tasa de transmisión de 64 Kbps.

2.- Alimentación. Es de +24VDC, que se obtiene por conversión AC/DC. Se cuenta con baterías de respaldo en para casos de fallas en el suministro eléctrico.

RBSRBS

La RNC maneja a las portadoras de acceso de radio para el transporte de datos de usuario, y controla la movilidad. Usando unos esquemas de control de potencia y algoritmia para control de calidad de radio, la RNC proporciona una eficiente fortaleza para determinar el control de espectro, lo que proporciona una buena eficiencia en esto: se tiene así una reducción de costos para la red de radio.

RNCRNC

El Soporte de Operación de la Red de Radio Acceso (RANOS), es una herramienta de SW (tipo suite, o en otras palabras, una plataforma de gestión) que se diseña para apoyar día a día el funcionamiento de la WCDMA RAN.

Las aplicaciones de una RANOS deben ofrecer la posibilidad de ver más minimizada la red, al punto de tratarla como una subred, esto permitiría elementos de múltiples subredes y soportar labores administrativas de éstas.

La RANOS debe ofrece flexibilidad cuando se integre con el entorno de gestión de red externo (con la apropiada interfaz), a través de un determinado número de Puntos de Referencia de Integración (IRP’s);

RANOSRANOS

Herramientas para Gestión de Radio Acceso (TRAM) es un concepto basado en un simple PC, que contribuye a un rápido y uniforme despliegue de red de acceso de WCDMA radio.

La TRAM soporta el diseño, el monitoreo y la gestión del rendimiento de las redes de radio y de transporte. La configuración de los datos de la TRAM puede ser fácilmente descargada a los nodos de tráfico vía RANOS.

TRAMTRAM

Para esta parte se debe contar con una arquitectura de red física flexible. Los tipos diferentes de topologías de red, que incluyen estrella, estrella extendida y malla completa, se soportan sin los equipos de multiplexación, la transmisión y conmutación externos. En una configuración de estrella, por ejemplo, las estaciones de radio bases, pueden conectar y pueden concentrar tráfico de otras RBS’s para el controlador de la red de radio, donde puede darse una alta concentración.

ARQUITECTURA DE RED FISICAARQUITECTURA DE RED FISICA

Presenta características importantes tales como:

Transmisión simétrica/ asimétrica de alta fiabilidad. Uso de ancho de banda dinámico, en función de la aplicación. Soporte IP para acceso a Internet (navegación WWW), videojuegos, comercio electrónico, y vídeo y audio en tiempo real. Diferentes servicios simultáneos en una sola conexión. Calidad de voz como en la red fija. Personalización de los servicios, según perfil de usuario. Itinerancia (roaming), incluido el internacional, entre diferentes operadores y tipos de redes.

CARACTERISTICAS DE REDES CARACTERISTICAS DE REDES UMTSUMTS

Facilidad de uso y costes bajos: Los clientes quieren ante todo servicios útiles, terminales simples y una buena relación calidad-precio. UMTS proporcionará: Nuevos y mejores servicios: Los usuarios exigirán a UMTS servicios de voz de alta calidad, junto con servicios de datos e información de avanzada, también servicios multimedia de alta calidad en áreas carentes de estas posibilidades en la red fija. Acceso rápido: UMTS aventaja a los sistemas móviles de segunda generación (2G) por su potencial para soportar velocidades de transmisión de datos de hasta 2Mbit/s desde el principio. Esta capacidad sumada al soporte inherente del Protocolo de Internet (IP), se combinan poderosamente para prestar servicios multimedia interactivos y nuevas aplicaciones de banda ancha, tales como servicios de video telefonía y video conferencia.

VENTAJAS REDES UMTSVENTAJAS REDES UMTS

La cobertura de estos servicios es mucho más limitada que la red normal GSM (GPRS/EDGE). El alto costo de los teléfonos compatibles con tecnología 3G, es decir, que las licencias de servicios 3G son caras, además de que existen diferencias en las condiciones de cada licencia. La velocidad de transferencia de datos varía de acuerdo a la cobertura, a menor cobertura, disminuye la intensidad de datos que se pueden transferir. El costo de infraestructura de la tecnología 3G es elevado. Los altos costos de renta del servicio, ya que varios usuarios no emplean todos los servicios que la tecnología 3G provee.

DESVENTAJAS REDES UMTSDESVENTAJAS REDES UMTS