Cap4- Introduccion a GSM

8/8/2019 Cap4- Introduccion a GSM

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Capítulo 4

GLOBAL SYSTEM FOR MOBIL

COMMUNICATION (GSM)



En Europa, durante los años 80 … Varias redes de telefonía celular con diferentes

tecnologías de radio y usando diferentes bandasde frecuencia en cada país



Hacia GSM En 1,981, lo primero que se hizo fue reservar un espectro común

de 50 MHz en la banda de 900 MHz (uplink y downlink)

En 1,982, el CEPT crea el grupo GSM (Groupe Special Mobile)

En 1,987, puesto que la interfase de radio analógica no teníaperspectiva, entonces se decide usar una interfase de radio digitalTDMA

En 1,990, se cambia el acrónimo de GSM a Global System for

Mobile Communication En 1,991, se publica la especificación de Fase 1 con servicios de

voz muy limitados

En 1,992, se lanzan los primeros sistemas comerciales GSM enEuropa

En 1,994, se publica la especificación de Fase 2 con una mejora enlos servicios de voz y datos

En 1,995, se publica la especificación de Fase 2+ para incluir todoslo nuevos servicios; y se lanza GSM en USA



Categoría de servicios en GSM Teleservicios (teleservices): servicios que proveen comunicación

entre los usuarios incluyendo el equipo terminal

Servicios de portadora (bearer services): servicios que usan las

capacidades de transmisión entre las interfases de red de losusuarios

Servicios suplementarios (supplementary services): servicios devalor añadido ofrecidos junto con los servicios de portadora oteleservicios



Servicios de GSM Fase 1 Teleservicios:

– Telefonía: voz a full-rate (1 usuario por 1 time slot) a 13 Kbps

– Llamadas de emergencia (911 en US, 112 en Europa) – SMS (160 caracteres): punto a punto, y punto a multipunto

Servicios de portadora:

– Data asíncrona de 0.3 a 9.6 Kbps

– Data síncrona de 0.3 a 9.6 Kbps

– Packet data asíncrona de 0.3 a 9.6 Kbps, usando conmutaciónde circuitos y assembler/disassembler

– Llamada alternada de voz y datos de 0.3 a 9.6 Kbps

Servicios suplementarios:

– Call forwarding (desvío de llamada)

– Call barring



Servicios de GSM Fase 2 Teleservicios:

– Voz a half-rate (2 usuarios por 1 time slot) a 5.6 Kbps

– Mejora al SMS

Servicios de portadora:

– Packet data síncrono dedicado de 2.4 a 9.6 Kbps

Servicios suplementarios:

– Presentación de la identificación del abonado llamante

– Restricción de la identificación del abonado llamante

– Call waiting (llamada en espera)

– Call hold (retención de llamada)

– Call transfer (transferencia de llamada)

– Conferencia

– Closer user group

– Aviso de cobro



Servicios de GSM Fase 2+ Mobile Assisted Frequency Allocation: el móvil chequea la calidad

de la señal en su celda y solicita hacer el handover hacia otra celdasi la señal no es buena

SMS cuando el móvil está ocupado

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data): permite asignarmúltiples time slots a un usuario. Puesto que cada time slot puedesoportar 14.4 Kbps, asignando varios time slots se puede alcanzar

velocidades de datos mayores GPRS (Generalized Packet Radio Service): permite que los

usuarios compartan los recursos de radio, fue desarrollado paraacceso óptimo a Internet e intranet corporativas. También usamúltiples time slots para alcanzar mayores velocidades de datos,

pero a diferencia de HSCDC los recursos de radio no sondedicados a un solo usuario, sino compartidos entre varios usuarios

Para que un sistema GSM pueda usar los servicios que ofrece unade una Red Inteligente usa CAMEL (Customized Application forMobile Network Enhanced Logic)



La red GSM y sus elementos

GSM es de arquitectura abierta. Las interfases entre los elementos de redestán bien definidas permitiendo la interconneción entre varios fabricantes.

Un sistema PLMN (Public Land Mobile Network) es operado por unproveedor de servicios. La interconnección inter-PLMN está también biendefinida permitiendo el roaming sin inconvenientes.



Mobile Station (MS)

Mobile Equipment (ME): handset

Subscriber Identity Module (SIM): contiene toda la información que la rednecesita para dar servicio al cliente como el IMSI (International MobileSubscriber Identity); y el MSISDN (Mobile Subscriber ISDN) o número dedirectorio; y los algoritmos criptográficos para autenticación y encriptaciónde los datos de usuarios. Puede tener otros SW para p.e. chequeo de

stock, compra en máquinas expendoras, etc.



Base Station System (BSS)

Base Transceiver Station: estación base, se encarga de latransmisión de radio hacia los móbiles.

Base Station Controller: se encarga de funciones de gestión ycontrol de las BTS. Típicamente un BSC controla de 40 a 50 BTS.

Transcoder/Rate Adapter Unit (TRAU): Permite multiplexar 4usuarios por cada 64 Kbps para optimización de la red detransporte.



Configuraciones de TRAU



Base Station Controller (BSC)

Gestión de recursos de radio (Radio resource management) es decir laasignación de los canales (frecuencias y time slots)

Gestión de handover, intra-BSS e inter-BSS. Monitoreo de la performance de BTS

Concentración de tráfico para reducir los enlaces hacia el MSC





Location Area

Cada MSC da servicio a una determinada área geográfica dentro delPLMN (Public Land Mobile Network).

Las estaciones base se agrupan dentro de un área servida por un MSCpara conformar un Location Area.

Sólo los móbiles enviarán su nueva ubicación si cambian de location area yno de estación base reduciendo la cantidad de procesamiento en la red.



Home and Visitor Location Registers

(HLR y VLR)

Generalmente hay un HLR por PLMN y un VLR por MSC.

El HLR es la base de datos que contiene información permanente de losabonados como el IMSI (International Mobile Subscriber Identity) y elMSISDN (Mobile Subscriber ISDN) o número de directorio, suscripción deservicios, restricciones; e información de tracking y routing como ladirección de la VLR que está sirviendo a un abonado, o el MSRN (MobileStation Roaming Number).

La VLR almacena los datos de los móbiles que están siendo servidos porun MSC (copia de HLR), y tiene información de tracking y routing como elMSRN (Mobile Station Roaming Number), TMSI (Temporary Mobil StationIdentity) y LAI (Local Area Identity) para conocer la ubicación de un móbil ypropósitos de paging.



Authentication Center

Su función es verificar que el mobile que está llamando, sea el querealmente es y no un fraudulento.

Para hacer esto cada móbil tiene una clave de autenticación Ki(authentication key) que es almacenada en la SIM card y el AuC.

El AuC contiene algoritmos que generan parámetros de autenticación queson usados para asegurar la correcta identidad del móbil.

También genera claves de encriptación/cifrado Kc (cipher key) que sonusados para encriptar la trayectoria de radio (voz).

Generalmente está integrado con el HLR en el mismo equipo. La autenticación se realiza cuando:

– IMSI attach (power-up registration)

– Location update (re-registration)

– Call set-up



Proceso de Autenticación

IMSI



Equipment Identity Register (EIR)

Es una base de datos que contiene los IMEI (International MobileEquipment Identity) similar al ESN (Electronic Serial Number).

Cada ME (Mobile Equipment) debería estar en:

– Lista Blanca: MEs en buenas condiciones y autorizados para uso

– Lista Negra: MEs fraudulentos o robados, o con fallas severas – Lista Gris: MEs con fallas

Se puede hacer un chequeo de IMEI por cada establecimiento de llamada.

Puede haber un EIR por uno o varios PLMN, como ninguno. En Europa,hay un EIR ubicado en Dublin Irlanda donde se conectan todos losoperadores celulares.



Operations and Maintenance Center

(OMC)

Gestión de fallas (fault management)

Manejo de alarmas

Gestión de performance, p.e. reportes de tráfico, ocupaciónde procesadores, enlaces de señalización

Control de la configuración de red

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