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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 sealizacin 0 Interfases GSM (Camel, MAP, etc) 0 La mejora del desempeo con la correlacin de informacin en varias
interfases4 GPRS
0 Interfases Gr, Gn, Gi, etc0 Interfase Gb; aplicaciones para deteccin de razones de liberacin de
conexin 0 Interfase Gb; Deteccin de problemas de desempeo en la red por
medio de estadsticos 0 Interfase Gb; Despliegue de informacin encriptada?
4 EDGE 0 Evolucin de la red de datos 0 Evolucin de la interfase Abis0 Monitoreo Abis (GSM/GPRS/EDGE)
SS7
Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7
Sesin 1
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE4 /
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 identificacin de problemas en redes fijas moviles en ISUP
SPC SPC
Red A Red B
IAM
ACM
t
ANM
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE5 /
Diferencia de tiempos entre mensajes
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE6 /
Verificacin de llamadas completadas
4 Para verificar el desempeo de la red tenemos indicadores que nos dicen la causa de liberacin de las llamadas
4 Hay causas de colgado que podemos clasificar en 7 categoras:0Evento Normal0Evento Normal0Recurso no disponible0Servicio u opcin no disponible0Servicio u opcin no implementado0Mensaje invlido (parmetro fuera de rango)0Error de protocolo0Interfuncionamiento
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE7 /
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE8 /
Release Cause Class 1: Evento Normal
4Normal Call Clearing4User busy4No user responding4No answer from user4Subscriber absent4Call rejected4Number changed4Destination out of order4Address incomplete4Facility rejected4Normal - unespecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE9 /
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE10 /
Release Cause Class 3: Servicio u opcin 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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE11 /
Release Cause Class 4: service oroption not implemented
4Bearer capability not implemented4Requested fac. not implemented4Only restricted capabil avail.4Service/option not implemented
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE12 /
Release Cause Class 5: Mensaje invalido (p.e. parmetro fuera de rango)4User not member of CUG4 Incompatible destination4Non-existent CUG4 Invalid transit net selection4 Invalid message, unspecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE13 /
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE14 /
Release Cause Class 7: Interfuncionamiento
4 Interworking, unespecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE15 /
Anlisis fuera de lnea
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Clase 0 EventoNormal
Clase 2 Recursono disponible
Clase 4 Servicio uopcin no
implementada
Clase 6 Error deprotocolo
Intentos
Causas de colgado
Lamadas exitosas/no existosas
Succesful CallsNon Succesful Calls
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE16 /
Anlisis en tiempo real
4 El mismo anlisis en tiempo real nos permite predecir problemas graves antes de que estos ocurran
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE17 /
Interfase Abis
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE18 /
Deteccin de problemas en la interfase aire4 En GSM/GPRS/EDGE
se tiene informacin transmitida por el mvil; esta consiste de nivel recibido y una prueba de BER
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE19 /
Niveles recibidos por los mviles
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 congestin en algunas celdas o subutilizacin en otras, es muy util conocer los niveles reportados por mviles y BTSs00 -
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE20 /
Calidad de transmisin del mvil?
4 Una vez digitalizada la informacin, la forma de evaluacin es la misma que para transmisin de datos; es decir, se reallizauna prueba de BER (Bit error)
4 Si la tasa aumenta significa que la calidad de transmisin ha bajado
4 Esto nos describe la calidad del servicio a nivel usuario
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE21 /
Calidad de recepcin
4 En una situacin ideal, la mayora de los eventos deberan estar por encima de RXQUAL > 4
18.1BER>12.879.05%6.4%
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE22 /
Cobertura e Interferencia
Es posible determinar desde la red si existen problemas de cobertura e interferencia en las celdas?
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE23 /
Diagrama Nivel Rx vs Calidad Rx
4 Normalmente se espera que0Si hay buen nivel de
recepcin, se tenga una buena calidad de recepcin
0Si hay bajo nivel de recepcin haya una mala calidad de recepcin
Entonces Qu ocurre cuando tenemos un muy buen nivel de recepcin y baja calidad?
Incrementa tasa de errores
Incrementa nivel de recepcin
Mala cobertura
Probable interferencia
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE24 /
Problemas de cobertura
Ahora bien; Qu hay acerca de la cobertura?
Cmo 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 nmero entre 0 y 63 que describe la distancia entre la BTS y el MS, equivale normalmente de 0 a 35Km.
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE25 /
Deteccin de problemas de cobertura
4 La graficacin 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
clula0Zonas que se caracterizan
por tener reas elevadas; cerros, montes, etc
0Etc
Problema de islas
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE26 /
Entidades GSM
4 Identidad de PLMN0Es identificado por su MMC (Cdigo Mvil de Pas) y el
MCC (Cdigo de red mvil); finalmente el MNC (Cdigo de Red Mvil) identifica la red PLMN en el pas
4 Identidad de rea de Locacin (LAI)0Identifica una localidad GSM. El rea de servicio de una
PLMN est dividido en reas de servicio de MSCs, y cada uno de ellas est dividido en locaciones que consisten en un nmero de clulas adyacentes
4 Identificador de Estacin Mvil Internacional (IMSI)0Est formado por MCC-MNC-MSIN0El MSIN (Nmero de Identidad de Estacin Mvil) identifica
el mvil en la PLMN
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE27 /
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 TCAPSCCP
STP
Ejemplo de configuracin tipica
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE28 /
Caso: Se actualizan continuamente la ubicacin de los mviles?
4Cuando se recibe una llamada se enva un mensaje al mvil en toda el rea actual
4El mvil realiza un Location Update cuando entra a una nueva localidad y a intervalos peridicos
4En algunos mviles 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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE29 /
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 updatingaccept
Clear command)(BSSMAPSCCP DT1Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1
SCCP Released
SCCP Released complete
(DTAP TMSI Reallocation Complete)SCCP DT1
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE30 /
Cmo reunir toda la informacin de un Location Update?4 La relacin entre mensajes
pertenecientes a una misma solicitud son dadas por el SLR y DLR
4 Solamente con ambas direcciones es posible mostrar la transaccin completa
Dos valores
diferentes!
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE31 /
Handover
Handover commandHandover comand(DTAP Handover command [HO Ref]))
(BSSMAPSCCP DT1
Handover required [new CID, Cause])(BSSMAPSCCP DT1Handover 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 DT1Clear command)(BSSMAPSCCP DT1Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1
Handover access Handover detect)(BSSMAPSCCP DT1
Measurementinformation
Measurementinformation
old new
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE32 /
Demostracin (Interfase A)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE33 /
Demostracin (Trazado Multiprotocolos)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE34 /
Diagrama general GPRS
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE35 /
Unidad de control de paquetes - PCU4 Realiza funciones especficas para la
operacin GPRS 0Maneja el sub-multiplexaje de mltiples MS en
un canal fsico
4 Decide que recursos de radio son alojados dinmicamente a uso de swicheo de paquetes y swicheo de circuitos
4 Segmentacin de paquetes y re-ensamblado
4 Garantiza enlace confiable para el MS
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE36 /
Serving GPRS Support Node - SGSN4 Manejo de movilidad
0Attach, Detach, Roaming
4 Manejo de sesin (PDP-Context)
4 Cifrado y autenticacin
4 Ruta de paquetes de datos
4 Paging
4 Entrega de informaciones de tarificacin (HPLMN) para el uso de canales de radio
4 Compresin de datos (V.42 bis, RFC 1144)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE37 /
Gateway GPRS Support Node - GGSN4Gateway para redes externas IP
4Trabaja como enrutador para todas las direcciones IP de MTs (Terminaciones de mvil), que tienen un PDP context activo
4Enrutado y tunelizado de paquetes de daatos
4Entrega de informacin de tarificacin para el uso de redes de datos externas (Internet, X.25, PPP)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE38 /
Terminal mvil y Equipo Terminal4 Terminal mvil (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 MTs0Class A: GPRS y GSM simultneamente0Class B: GPRS PDP context suspendido durante una
llamada GSM0Class C: GPRS GSM
4 Equipo Terminal (TE)
4 Recibe y enva datos de usuario (p.e. laptop)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE39 /
Stack de Protocolos, Plano de Transmisin
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
RelayAppli-cation
Appli-cation
GGSN ISPEthernet
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE40 /
Stack de protocolos, Plano de Control
GSM RF
MAC
RLC
LLC
GMM/SM
Frame Relay
NetworkService
BSSGP
LLC
GMM/SM
MS BSS G bUm
IP
UDP/TCP
GTP
IP
UDP/TCP
GTP
EthernetFrameRelay
NetworkService
BSSGP
GSM RF
MAC
RLC
Relay
G n
Relay Relay
Ethernet
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE41 /
Interfase Gn
4Encapsulacion y tunelizado de paquetes4 Intercambio de paquetes de datos de usuario,
informacin de sealizacin y control entre GSNs a travs del backbone IP
Servidor IP
Tunel GTPTunel GTP
SubscriptorGPRS
Paquetes IP
Sealizacin para crear, modificar y borrar tunelizados
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE42 /
Interfase Gb
4 Enruta carga IP, sealizacin GMM/SM y and SMS hacia el BSS correcto
4 Adapta el tamao del paquete IP a los requerimientos de los niveles fsicos en Gb (segmentacin y reensamblado)
IP Server
IP Packets
LLC
IP SMS
GMM/SM
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE43 /
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE44 /
Demostracin (Estadsticos y anlisis)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE45 /
Metodologa 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 tresparmetros de entrada:0Llave de encriptado Kc0Direccin de Transferencia0Variable de Entrada dependiente del Frame
OutputOutput
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE46 /
Cmo desencriptar?
K15
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE47 /
Demostracin (Desencriptado)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE48 /
GPRS vs. EGPRS (1/3)
I
Q
I
QGSM/GPRS EGPRS
GMSK = 1 bit por simbolo
--> 20 kbit/s por ranura
8PSK = 3 bits por smbolo
--> 60 kbit/s por ranuraResultados:- mayor tasa de transferencia- mejor eficiencia de espectro
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE49 /
GPRS vs. EGPRS (2/3)
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE50 /
GPRS vs. EGPRS (3/3)
EGPRS
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE51 /
EDGE Performance Rates
4 La tasa de transmisin promediopara EDGE es 30 KBit/s porranura
4 La tasa mxima para EDGE es 60 KBit/s por ranura
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE52 /
Ongoing NEM development for Abis4Abis es una interfase propietaria viva dentro de la BSS
(Base Station Subsystem)4La implementacin de Abis cambia de versin
(tpicamente una vez al ao)4Todo el trfico de aire es transportado a travs 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 (introduccin de EDGE)0-> BR7.0 (introduccin de alojamiento de canales Abis dinmicos) 0-> BR8.0 (prximamente)
Abis
Um IFSIEMENS
SIEMENS
SIEMENS D900SIEMENS D900
A
Gb
SIEMENS D900SIEMENS D900