Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS - Lade Profesionalladeprofesional.com.ar/seminariok15-gsm-gprs.pdf · Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS Geran GSM RF Appl SNDCP LLC RLC MAC GSM

Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS

Geran

GSM RF

Appl

SNDCP

LLC

RLC

MAC

GSM RF PCU PCU

RLC

MAC

BSSGP

Network Service

Frame Relay

BSSGP

Network Service

Frame Relay

SNDCP

LLC

IP

RFC 1490

Frame Relay

GTP

UDP/TCP

Appl

IP

RFC 1490

Frame Relay

GTP

UDP/TCP

UmUm AbisAbis GbGb GnGn GiGi

Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE2 /

Contenido del seminario

4 SS7 0 Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7

4 GSM0 Interfase Abis; problemas en la interfase aire a ser evaluados en los

enlaces de señalización 0 Interfases GSM (Camel, MAP, etc) 0 La mejora del desempeño con la correlación de información en varias

interfases4 GPRS

0 Interfases Gr, Gn, Gi, etc0 Interfase Gb; aplicaciones para detección de razones de liberación de

conexión 0 Interfase Gb; Detección de problemas de desempeño en la red por

medio de estadísticos 0 Interfase Gb; ¿Despliegue de información encriptada?

4 EDGE 0 Evolución de la red de datos 0 Evolución de la interfase Abis0 Monitoreo Abis (GSM/GPRS/EDGE)

SS7

Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7

Sesión 1


4Problemas de tiempo con los mensajes4Debido a la necesidad de intercambio de mensajes entre

diferentes proveedores o elementos dentro de la red, se detectan problemas por retrasos en la entrega o respuesta a los mensajes de un proveedor a otro

Guias para identificación de problemas en redes fijas ó moviles en ISUP

SPC SPC

Red A Red B

IAM

ACM

∆t

ANM


Diferencia de tiempos entre mensajes


Verificación de llamadas completadas

4 Para verificar el desempeño de la red tenemos indicadores que nos dicen la causa de liberación de las llamadas

4 Hay causas de colgado que podemos clasificar en 7 categorías:0Evento Normal0Evento Normal0Recurso no disponible0Servicio u opción no disponible0Servicio u opción no implementado0Mensaje inválido (parámetro fuera de rango)0Error de protocolo0Interfuncionamiento


Release Cause Class 0: Evento Normal

4Unallocated (unass.) number4No route to specd. transit net4No rute to destination4Send special information tone4Misdialed trunk prefix4Preemption4Circuit reserved for reuse


Release Cause Class 1: Evento Normal

4Normal Call Clearing4User busy4No user responding4No answer from user4Subscriber absent4Call rejected4Number changed4Destination out of order4Address incomplete4Facility rejected4Normal - unespecified


Release Cause Class 2: Recurso no disponible

4No circuit available4Network out of order4Temporary failure4Switching equipement congestion4Access information discarded4Requested channel not available4Precedence call blocked4Resource unavailable - unespecified


Release Cause Class 3: Servicio u opción no disponible

4Requested fac. not subcribed4O/C calls barred within CUG4Bearer capabil. not authorized4Bearer capabil. not available4 Inconsistency in O/A info4Service/option not available


Release Cause Class 4: service oroption not implemented

4Bearer capability not implemented4Requested fac. not implemented4Only restricted capabil avail.4Service/option not implemented


Release Cause Class 5: Mensaje invalido (p.e. parámetro fuera de rango)

4User not member of CUG4 Incompatible destination4Non-existent CUG4 Invalid transit net selection4 Invalid message, unspecified


Release Cause Class 6: Error de protocolo (p.e. mensaje desconocido)

4Msg type non existent/implem.4Parm non-exist/implem. –discard4Recovery on timer expiry4Parm non-exist/impem.-passed4Msg with unrecogn. par. disc.4Protocol error, unspecified


Release Cause Class 7: Interfuncionamiento

4 Interworking, unespecified


Análisis fuera de línea

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Clase 0 Evento

Normal

Clase 2 Recurso

no disponible

Clase 4 Servicio u

opción no

implementada

Clase 6 Error de

protocolo

Intentos

Causas de colgado

Lamadas exitosas/no existosas

Succesful Calls

Non Succesful Calls


Análisis en tiempo real

4 El mismo análisis en tiempo real nos permite predecir problemas graves antes de que estos ocurran


Interfase Abis


Detección de problemas en la interfase aire

4 En GSM/GPRS/EDGE se tiene información transmitida por el móvil; esta consiste de nivel recibido y una prueba de BER


Niveles recibidos por los móviles

4 En caso de niveles de potencia bajos que pueden causar islas en las que no hay cobertura o bien potencias altas que pueden provocar hand-offsprematuros o congestión en algunas celdas o subutilización en otras, es muy util conocer los niveles reportados por móviles y BTS’s00 -<110 dBm063 -48 dBm


¿Calidad de transmisión del móvil?

4 Una vez digitalizada la información, la forma de evaluación es la misma que para transmisión de datos; es decir, se reallizauna prueba de BER (Bit error)

4 Si la tasa aumenta significa que la calidad de transmisión ha bajado

4 Esto nos describe la calidad del servicio a nivel usuario


Calidad de recepción

4 En una situación ideal, la mayoría de los eventos deberían estar por encima de RXQUAL > 4

18.1BER>12.87

9.05%6.4%<BER<12.86

4.53%3.2%<BER<6.4%5

2.26%1.6%<BER<3.2%4

1.13%0.8%<BER<1.6%3

0.57%0.2%<BER<0.8%2

0.28%0.2%<BER<0.4%1

0,14 %BER < 0.2 %0

Assumed BER

Bit Error RateRXQUAL


Cobertura e Interferencia

¿Es posible determinar desde la red si existen problemas de cobertura e interferencia en las celdas?


Diagrama Nivel Rx vs Calidad Rx

4 Normalmente se espera que0Si hay buen nivel de

recepción, se tenga una buena calidad de recepción

0Si hay bajo nivel de recepción haya una mala calidad de recepción…

Entonces ¿Qué ocurre cuando tenemos un muy buen nivel de recepción y baja calidad?

Incrementa tasa de errores

Incrementa nivel de recepción

Mala cobertura

Probable interferencia


Problemas de cobertura

Ahora bien; ¿Qué hay acerca de la cobertura?

¿Cómo saber si se tienen problemas de cobertura?

El concepto de Timing Advance(TA) es un auxiliar muy importante en este tema en especial.

TA es un número entre 0 y 63 que describe la distancia entre la BTS y el MS, equivale normalmente de 0 a 35Km.


Detección de problemas de cobertura

4 La graficación de Niveles de Rx contra TA (TimingAdvance) nos describe problemas de islas en la cobertura de la red

4 Pueden ser:0Zonas no cubiertas por la

célula0Zonas que se caracterizan

por tener áreas elevadas; cerros, montes, etc

0Etc…

Problema de islas


Entidades GSM

4 Identidad de PLMN0Es identificado por su MMC (Código Móvil de País) y el

MCC (Código de red móvil); finalmente el MNC (Código de Red Móvil) identifica la red PLMN en el país

4 Identidad de Área de Locación (LAI)0Identifica una localidad GSM. El área de servicio de una

PLMN está dividido en áreas de servicio de MSC’s, y cada uno de ellas está dividido en locaciones que consisten en un número de células adyacentes

4 Identificador de Estación Móvil Internacional (IMSI)0Está formado por MCC-MNC-MSIN0El MSIN (Número de Identidad de Estación Móvil) identifica

el móvil en la PLMN


A-Link

Physical Layer = E1 Framing Type = Double frameLine Code = HDLCSignaling Timeslots= 1 - 30

Signaling Links = 64K or 56K

Protocol Base = 14 bit SPC12 bit CIC

SCCP / ISUP = WB

Version of MAP ?

PCM 24 (DS-1)

MAP

MTP

ISUP TCAP

SCCP

STP

Ejemplo de configuración tipica


Caso: ¿Se actualizan continuamente la ubicación de los móviles?

4Cuando se recibe una llamada se envía un mensaje al móvil en toda el área actual

4El móvil realiza un Location Update cuando entra a una nueva localidad y a intervalos periódicos

4En algunos móviles se realiza en el momento de activar o desactivar el mismo

4Para esto es necesario revisar los mensajes Location Update y verificar si la frecuencia de mensajes es la esperada


Location Updating

Location updatingrequest

SCCP CR (BSSMAP CL3I [new LAI, DTAP Location updating request {IMSI or TMSI, old LAI}]),

(DTAP Location updating accept {new TMSI, new LAI})SCCP CCLocation updating

accept

Clear command)(BSSMAPSCCP DT1

Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1

SCCP Released

SCCP Released complete

(DTAP TMSI Reallocation Complete)SCCP DT1


¿Cómo reunir toda la información de un Location Update?

4 La relación entre mensajes pertenecientes a una misma solicitud son dadas por el SLR y DLR

4 Solamente con ambas direcciones es posible mostrar la transacción completa

¡Dos valores

diferentes!


Handover

Handover command

Handover comand(DTAP Handover command [HO Ref]))

(BSSMAPSCCP DT1

Handover required [new CID, Cause])(BSSMAPSCCP DT1

Handover request [new CID, old CID, IMSI])

(BSSMAPSCCP CR

(BSSMAP Handover request ack

(DTAP Handover command [HO Ref]))

SCCP CC

Handover complete Handover complete [Cause])(BSSMAPSCCP DT1

Clear command)(BSSMAPSCCP DT1

Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1

Handover access Handover detect)(BSSMAPSCCP DT1

Measurementinformation

Measurementinformation

old new


Demostración (Interfase A)


Demostración (Trazado Multiprotocolos)


Diagrama general GPRS


Unidad de control de paquetes - PCU

4 Realiza funciones específicas para la operación GPRS 0Maneja el sub-multiplexaje de múltiples MS en

un canal físico

4 Decide que recursos de radio son alojados dinámicamente a uso de swicheo de paquetes y swicheo de circuitos

4 Segmentación de paquetes y re-ensamblado

4 Garantiza enlace confiable para el MS


Serving GPRS Support Node - SGSN

4 Manejo de movilidad0Attach, Detach, Roaming

4 Manejo de sesión (PDP-Context)

4 Cifrado y autenticación

4 Ruta de paquetes de datos

4 Paging

4 Entrega de informaciones de tarificación (HPLMN) para el uso de canales de radio

4 Compresión de datos (V.42 bis, RFC 1144)


Gateway GPRS Support Node - GGSN

4Gateway para redes externas IP

4Trabaja como enrutador para todas las direcciones IP de MT‘s (Terminaciones de móvil), que tienen un PDP context activo

4Enrutado y tunelizado de paquetes de daatos

4Entrega de información de tarificación para el uso de redes de datos externas (Internet, X.25, PPP)


Terminal móvil y Equipo Terminal

4 Terminal móvil (MT)4 Debe ser equipado con software para GPRS

4 Comunica el TE por medio de un canal de radio con una BTS

4 3 clases diferentes de MT´s0Class A: GPRS y GSM simultáneamente0Class B: GPRS PDP context suspendido durante una

llamada GSM0Class C: ó GPRS ó GSM

4 Equipo Terminal (TE)

4 Recibe y envía datos de usuario (p.e. laptop)


Stack de Protocolos, Plano de Transmisión

GSM RF

MAC

RLC

LLC

SNDCP

Frame

Relay

NetworkService

BSSGP

LLC

SNDCP

MS BSS SGSNGbUm

IP, X.25

IP

UDP/TCP

GTP

IP

UDP/TCP

GTP

EthernetFrameRelay

NetworkService

BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

Relay

IP, X.25

Ethernet

IP, X.25

Gn Gi

RelayIP, X.25

Relay

Appli-cation

Appli-cation

GGSN ISP

Ethernet


Stack de protocolos, Plano de Control

GSM RF

MAC

RLC

LLC

GMM/SM

Frame

Relay

NetworkService

BSSGP

LLC

GMM/SM

MS BSS Gb

Um

IP

UDP/TCP

GTP

IP

UDP/TCP

GTP

EthernetFrameRelay

NetworkService

BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

Relay

Gn

Relay Relay

Ethernet


Interfase Gn

4Encapsulacion y tunelizado de paquetes4 Intercambio de paquetes de datos de usuario,

información de señalización y control entre GSNs a través del backbone IP

Servidor IP

Tunel GTPTunel GTP

SubscriptorGPRS

Paquetes IP

Señalización para crear, modificar y borrar

tunelizados


Interfase Gb

4 Enruta carga IP, señalización GMM/SM y and SMS hacia el BSS correcto

4 Adapta el tamaño del paquete IP a los requerimientos de los niveles físicos en Gb (segmentación y reensamblado)

IP Server

IP Packets

LLC

IP SM

S

GMM/SM


Abis and Um - Interface

4 Radio Link Control – RLC is responsible for efficient use of physical link, e.g. segmentation/reass. of LLC frames

4 Medium Access Control – MAC handles the access to the physical link, e.g. using multiplexing functions

IP Server

IP Packets, GMM/SM, SMS

Temporary Block Flows (unidirectional)

LLC Frames

RLC


Demostración (Estadísticos y análisis)


Metodología de encriptado

GEA/xGEA/xGEA/xGEA/xKc

Input Direction

UncipheredFrame

DecipheredFrame

CipheredFrame

Kc

Input Direction

MS or SGSN SGSN or MS

4 El GPRS Encryption Algorithm (GEA/x) tiene tresparámetros de entrada:0Llave de encriptado Kc0Dirección de Transferencia0Variable de Entrada dependiente del Frame

OutputOutput


¿Cómo desencriptar?

K15


Demostración (Desencriptado)


GPRS vs. EGPRS (1/3)

I

Q

I

Q

GSM/GPRS EGPRS

GMSK = 1 bit por simbolo

--> 20 kbit/s por ranura

8PSK = 3 bits por símbolo

--> 60 kbit/s por ranura

Resultados:

- mayor tasa de transferencia

- mejor eficiencia de espectro



GTP SNDCP

RLC BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

LLC

SNDCP

IP / X.25

Application

GSM RF

MAC

L1bis

NS

Relay

NS

L1

L2

Relay

L1 bis

IPBSS GP

LLC UDP / TCP

L1

L2

IP

UDP / TCP

GTP

IP / X.25

MSUm Gb Gn Gi

BSS SGSN GGSN

RLC Radio Link Control UDP User Datagram ProtocolMAC Media Access Control Protocol GTP GPRS Tunneling Protocol LLC Logical Link Control BSSGP BSS GPRS Protocol IP Internet Protocol SNDCP Sub-Network Dependent Convergence Protocol

Niveles de protocolos comunes para GPRS/ EGPRSNiveles de protocolos diferentes entre GPRS/ EGPRS



EGPRS


EDGE Performance Rates

4 La tasa de transmisión promediopara EDGE es 30 KBit/s porranura

4 La tasa máxima para EDGE es 60 KBit/s por ranura


Ongoing NEM development for Abis

4Abis es una interfase propietaria “viva” dentro de la BSS

(Base Station Subsystem)

4La implementación de Abis cambia de versión(típicamente una vez al año)

4Todo el tráfico de aire es transportado a través de la

interfase Abis (Voz, CS-Data, PS-Data)

Ejemplos de versiones:

4Ericsson 0… R9 -> R10 -> R11 -> R12 (coming next)

4Siemens 0… BR5.5 -> BR6.0 (introducción de EDGE)

0-> BR7.0 (introducción de alojamiento de canales Abis dinámicos)

0-> BR8.0 (próximamente)

Abis

Um IF

SIEMENS

SIEMENS

SIEMENS D900SIEMENS D900

A

Gb

SIEMENS D900SIEMENS D900

Documents

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