Similar presentations:
Применение цифровых систем коммутации в сетях связи с подвижными объектами
1. Применение цифровых систем коммутации в сетях связи с подвижными объектами
Ромашова Татьяна Ивановна2. PLMN
Public Land Mobile NetworkСети связи общего
пользования наземных
подвижных объектов
3. ВИДЫ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ
• 1 – Транковая связь (Trunking)• 2 – Персональный радиовызов (поисковая
связь, или paging)
• 3 – Мобильная спутниковая связь
• 4 – WLL Беспроводный (бесшнуровой)
телефон (в основном – DECT)
• 5 – Система PHS – сочетание технологий
WLL и сотовой связи, использование
микро– и пикосот.
• 6 – Сотовая связь
4.
Все виды подвижной связи используютрадиоканалы в сети абонентского
доступа. Величина зоны радиопокрытия зависит от рельефа
местности, застройки населенного
пункта, высоты поднятия антенны,
мощности приемопередающей
радиостанции.
5. Общая структура ССПО
ЦентрОбщая структура ССПО
коммутации
подвижной
связи
Сота
(ячейка)
Базовая
приемпередающая
радиостанция
BS
ЦКПС
BS
Телефонная
сеть общего
пользования
BS
BS
BS
ЦКПС
BS
BS
MS
Мобильная
станция
ТФОП
6.
Особенности PLMN1
Абонент
подключен к
Абонент
подключен к
мобильной связи
сети PLMN.
фиксированной связи
станции.
7. Особенности PLMN
2Абонентская двухпроводная физическая
линия заменена на радиоканал.
8. Особенности PLMN
3Фиксированная абонентская линия
закрепляется за абонентом на
длительное время (постоянно).
Использование фиксированных АЛ
низкое:
0,15 − 0,20 Эрл это максимальная
нагрузка, означающая, что линия
занята в среднем в течение часа не
более 15−20% времени.
9. 3 Фиксированная абонентская линия закрепляется за абонентом на длительное время (постоянно). Использование фиксированных АЛ низкое: 0,15 − 0,
Особенности PLMN4
Радиоканал предоставляется
абоненту только на время сеанса связи
и является линией высокого использования, т.к. может предоставляться в
пользование разным абонентам.
Удельная нагрузка радиоканала в
среднем составляет 0,7 – 0,8 Эрл
10. Особенности PLMN
5Число фиксированных абонентских
линий на стационарной сети
определяется числом абонентов.
Число радиоканалов на ССПО
определяется нагрузкой, создаваемой
мобильными абонентами.
11. Особенности PLMN
Особенности усложнениярадиодоступа на ССПО
• Сложность оконечных абонентских устройств.
MS представляет собой миникомпьютер,
выполняющий логические функции.
• Интерфейс "пользователь – сеть" также более
сложен, чем АМ в стационарном УК.
• Нагрузка, исходящая от абонента: Речевая
нагрузка незначительно изменяется по
сравнению со стационарным абонентом.
Сильно увеличивается нагрузка по передаче
сигнальной информации.
• Необходимость хранения данных об
абонентах в выделенных специализированных
базах данных.
• Усложнен процесс установления соединений
за счет усложнения протоколов сигнализации.
12. МЕТОДЫ МНОЖЕСТВЕННОГО (МНОГОСТАНЦИОННОГО) ДОСТУПА
Этапы развития ССПОПервое поколение
ССПО (1G)
Аналоговые
стандарты
СТ−2
NMT−450
NMT-450i
NMT-900
AMPS
ETACS
Radiocom 2000
Второе поколение
ССПО (2G)
Третье поколение
ССПО (3G)
Цифровые
стандарты
Универсальные
ССПО
GSM
JDC
LMSS
D-AMPS (ADS)
CDMA
UMTS
13. МЕТОДЫ МНОЖЕСТВЕННОГО (МНОГОСТАНЦИОННОГО) ДОСТУПА
1G – аналоговые системымобильной связи
1. Поколение 1G систем сотовой связи
основано на технологии коммутации
каналов с использованием частотного
разделения каналов FDMA.
2. По радиоинтерфейсу речь абонента
передаётся в аналоговой форме.
3. Сигнализация по радиоинтерфейсу –
низкоскоростная.
14. МЕТОДЫ МНОЖЕСТВЕННОГО (МНОГОСТАНЦИОННОГО) ДОСТУПА
Недостатки 1G:1. Отсутствие защиты от прослушивания.
2. Низкое использование радиочастотных
ресурсов.
3. Отсутствие в стандарте 1G системы
сигнализации SS7.
4. Несовместимость национальных
стандартов.
15. МЕТОДЫ МНОЖЕСТВЕННОГО (МНОГОСТАНЦИОННОГО) ДОСТУПА
2G – цифровые системымобильной связи
1. Поколение 2G систем сотовой связи
основано на технологии коммутации
каналов с использованием технологий
разделения каналов TDMA/FDMA,
CDMA.
2. Расширен спектр приложений сотовой
связи дополнительными услугами при
передаче речи и услугами
низкоскоростной передачи данных.
16. МЕТОДЫ МНОЖЕСТВЕННОГО (МНОГОСТАНЦИОННОГО) ДОСТУПА
2G – цифровые системымобильной связи
3. Интерфейсы систем 2G основаны на
системе сигнализации SS7 (ОКС7).
4. Стандарты 2G дополнены элементами
GPRS и MMS, обеспечивающими
переход к универсальному стандарту
UMTS.
17. Особенности усложнения радиодоступа на ССПО
3G – универсальные системымобильной связи
1. Совместное использование технологий
коммутации каналов и коммутации пакетов.
2. Поддержка услуг мультимедиа.
3. Применение технологий разделения
каналов TDMA/FDMA, CDMA.
4. Использование медиа- и сигнальных
шлюзов.
5. Совместимость с технологией NGN-IMS.
18.
3G – универсальные системымобильной связи
6. Расширенный спектр услуг:
- высококачественная передача речи
- скоростной доступ в Интернет
- обмен мультимедийными сообщениями MMS
- передача видео, музыки, фильмов, ТВпрограмм
- видеоконференции
- оплата покупок с использованием MS
- телепрезентации
- групповые электронные игры
и др.
19. 1G – аналоговые системы мобильной связи
Структура аналоговой ССПОБазовая
приемопередающая
Мобильная
радиостанция
станция
Центр
коммутации
подвижной
связи
Телефонная сеть
общего
Цифровая сеть
пользования
интегрального
обслуживания
MTX
MS
PDN
BS
Аналоговый
радиоканал
Сеть
PSTN
передачи
данных
VLR
Гостевой
регистр
HLR
Домашний
регистр
ISDN
20. Недостатки 1G:
МТХ это цифровая АТСсо специальным ПО и изменённым составом оборудования абонентского доступа.
BS связана с МТХ проводными линиями по внутрисистемному интерфейсу.
21. 2G – цифровые системы мобильной связи
Выход на PSTN (ТФОП)осуществляется с учетом типа
встречного оборудования.
База данных (VLR, HLR)
является индивидуальной для
каждого МТХ.
22. 2G – цифровые системы мобильной связи
Недостатки аналоговой ССПО1. Наличие встроенного в МТХ
контроллера базовых станций,
выполняющего функции радиоинтерфейса, не свойственные
телефонным станциям.
2. Не поддерживает функции ОКС7.
23. 3G – универсальные системы мобильной связи
Недостатки аналоговой ССПО3. Стык с ТФОП должен учитывать
тип встречной станции с т.з.
сигнализации, что означает
наличие на МТХ разнотипного
сетевого оборудования.
4. База данных индивидуальна для
каждого МТХ. Если у оператора
сотовой связи имеется несколько
МТХ, то сильно усложняется
поиск абонентских данных.
24. 3G – универсальные системы мобильной связи
Структура цифровой ССПОБазовая
Центр коммутации
приемпередающая
подвижной связи
радиостанцияКонтроллер
базовых
станций
Транзитный
шлюз
PSTN
BSC
MS
MSC
GMSC
PDN
BTS
VLR
Цифровой
радиоканал
ISDN
Гостевой
регистр
HLR
Домашний
регистр
25. Иллюстрация плавного перехода к сетям 3G
Радиоканал на участке BS MSявляется цифровым.
26. Структура аналоговой ССПО
BS не связана непосредственно с МSC.Эта связь осуществляется через
контроллер базовых станций BSC,
выполняющий функции радиоинтерфейса
и содержащий транскодер ТС,
обеспечивающий согласование
физических, электрических и временных
параметров сигналов, поступающих с MSC
(64 Кбит/с) с такими же параметрами
сигналов в радиоинтерфейсе (13 Кбит/с).
27. МТХ это цифровая АТС со специальным ПО и изме-нённым составом оборудова-ния абонентского доступа. BS связана с МТХ провод-ными линиями по
BSC связан с MSC проводнымисредствами связи цифровыми
потоками различных форматов
(Е1, Е2, STM1 и др.) с
использованием системы
сигнализации №7.
28.
Выход на PSTN (ТФОП)осуществляется через транзитный шлюз
GMSC (CGW), предназначенный для
стыковки с оборудованием ТФОП
различных типов и различных
протоколов сигнализации.
29. Недостатки аналоговой ССПО
Наличие шлюза позволяет иметь наMSC сетевое оборудование одного
типа, не учитывающее тип встречного
оборудования. Тем самым сокращается
время установления соединения,
более эффективно используются
ресурсы УУ и тем же самым объёмом
оборудования можно обработать
бóльший трафик.
30. Недостатки аналоговой ССПО
База данных (VLR, HLR) нацифровой ССПО разделена:
- визитный регистр VLR организуется
для каждого МSC,
- домашний регистр HLR является
общим для всей сети одного
оператора сотовой связи и
организуется на GMSC.
31. Структура цифровой ССПО
Сравнительные характеристики некоторых стандартов ССПОАналоговый стандарт
Цифровой стандарт
Характеристики
AMPS
NMT-450
NMT-900
GSM
D-AMPS
CDMA
Метод
доступа
FDMA
FDMA
FDMA
FDMA/
TDMA
FDMA/
TDMA
CDMA
935 – 960
890 – 915
890 – 915
935 – 960
Частоты
MS – BS
BS – MS
N
каналов
BS
T п/кл, мс
Сигнал/
шум, дБ
825 – 845 453 – 457
870 – 890 463 – 467
824 – 840 824 – 840
869 – 894 869 – 894
96
30
1000
160
124
50
250
1250
270
-
-
-
10
15
15
9
13
11
32.
Соотношение сигнал/шум влияет накачество передаваемой информации:
Для передачи данных достоверность;
Для речевого канала громкость,
разборчивость, естественность речи,
отсутствие помех.
33.
ОСОБЕННОСТИ ССПО handoverHANDOVER (эстафетная передача обслуживания,
переключение) – процедура, обеспечивающая
переключение вызова на более качественный
радиоканал.
Базовая станция, находящаяся примерно в
центре соты, обслуживает всех подвижных
абонентов в пределах своей соты.
34.
ОСОБЕННОСТИ ССПО handoverВо время движения абонента может быть:
а) нарушено качество обслуживания вызовов
из–за понижения уровня пользовательского
сигнала (как внутри соты, так и за её
пределами)
б) нарушен баланс нагрузки в MSC из–за
чрезмерного скопления абонентов в одном
месте.
35.
ОСОБЕННОСТИ ССПО handoverОбязательным условием передачи
обслуживания из одной соты в другую
является более высокое качество канала
связи во второй соте по сравнению с
первой.
Качество канала связи постоянно измеряется
подвижной станцией. Результаты измерений
по каналам управления передаются через
базовую станцию в BSC и далее в MSC,
где принимается решение о запуске
процедуры HANDOVER.
36.
ОСОБЕННОСТИ ССПО roamingRoaming − это процедура предоставления
услуг сотовой связи абоненту одного
оператора сотовой связи в системе
другого оператора. Иначе говоря, это
предоставление абонентам сотовой сети
возможности пользования связью за
пределами зоны действия собственного
MSC.
Roaming это административная функция.
Если операторы договариваются о
разделении доходов, то Roaming абонентам предоставляется автоматически.
37.
GSMGlobal System for Mobile Communication
ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОБИЛЬНЫХ
СТАНЦИЙ
GSM – пример коммерческого успеха
38.
Общие характеристики стандартаGSM:
• использование интеллектуальных
SIM-карт для обеспечения доступа
к радиоканалу и услугам связи;
• шифрование передаваемых
сообщений;
• закрытый от прослушивания
радиоинтерфейс;
39.
Общие характеристики стандартаGSM:
• Аутентификация абонента и
идентификация абонентского
оборудования по криптографическим алгоритмам;
• Использование служб коротких
сообщений, передаваемых по
каналам сигнализации;
40. Сравнительные характеристики некоторых стандартов ССПО
Общие характеристики стандартаGSM:
• Автоматический роуминг абонентов
различных сетей GSM в
национальном и международном
масштабах.
• Система сигнализации №7 для
связи в направлениях ТФОП и
BSC
41.
В стандарте GSM в радиоинтерфейсеинформация представлена в цифровой
форме и передаётся с суммарной
скоростью 13 Кбит/с.
Сообщения и данные группируются
и объединяются в логические каналы
двух типов:
42. ОСОБЕННОСТИ ССПО handover
Каналы трафика предназначеныдля передачи кодированной речи
или данных. Скорость передачи
информации составляет 9,6 Кбит/с.
Каналы управления предназначены
для передачи сигналов управления
и синхронизации (по ним также
могут передаваться короткие
сообщения). Скорость передачи
информации составляет 3,4 Кбит/с.
43. ОСОБЕННОСТИ ССПО handover
Особенности MSC по сравнению состационарными ЦСК
Оборудование абонентского доступа представляет собой систему базовых станций BSS.
В состав BSS входят контроллер базовых
станций BSC и базовые приёмопередающие
радиостанции BS (BTS).
Система BSS подключается к ЦКП MSC через
сетевые модули или комплекты.
Пользовательские каналы на участке BSS MSC
организуются только в потоках Е1 или
кратных им (Е2, STM1).
44. ОСОБЕННОСТИ ССПО handover
Особенности MSC по сравнению состационарными ЦСК
Сигнализация на участке BSC – MSC
– только ОКС7.
Один BSC обслуживает до нескольких
десятков базовых приемопередающих
радиостанций. Это зависит от
мощности (производительности)
контроллера BSC.
45. 4 варианта handover
Особенности MSC по сравнению состационарными ЦСК
Одна BTS может максимум обслуживать
до 20 частотных радиоканалов. Это
соответствует 160 пользовательским
радиоканалам, т.к. в одном частотном
радиоканале организуется 8 time-slot
для пользователей.
46. 4 варианта handover
Особенности MSC по сравнению состационарными ЦСК
База данных для мобильной сети
выделена в отдельное оборудование –
HLR, VLR, AUC, EIR.
Обязательное оборудование:
– центр технической эксплуатации ОМС,
- расчетно–сервисный центр Billing Center,
- Manager.
47. 4 варианта handover
Общая структура MSCБазовая
Мобильная
MS
приемопередающая
станция
радиостанция
Транзитный
Система базовых
узел (шлюз) станций
MSC
ISDN
PDN
MS
BTS
BTS
BSC
PSTN
BSS
GMSC
ОП
СЛ
Центр
технической
поддержки
УВВ
ЦКП
УС
MSC
ОП
СЛ
ОП
СЛ
ОСИ
Домашний
регистр
УВВ
ЦКП
Billing
Centre
MANAGER
EIR
ОП
СЛ
Центр
коммутации
подвижной
Цифровое
связи
коммутационное
поле
ОСИ
Гостевой
регистр
База абонентских
УС
данных
Центр
Расчетно− Менеджер
Регистр
сервисныйаутентификации
(тарифный
OMC
HLR
идентификации
центр
модуль)
AUC
Контроллер
базовых
станций
VLR
DB
48. 4 варианта handover
Назначение оборудования MSCУправляющая система
УС осуществляет все функции по
обслуживанию вызовов и ТО и ТЭ
станции.
УС обеспечивает взаимодействие с DB,
Billing-Center и BSS.
49. ОСОБЕННОСТИ ССПО roaming
Назначение оборудования MSCУстройства ввода-вывода
УВВ – это видеотерминалы и принтеры
для выполнения всех операций по
технической эксплуатации.
50.
Назначение оборудования MSCЦентр коммутации подвижной связи MSC
Функции MSC:
все виды коммутации,
маршрутизация вызовов
управление процессами обслуживания
вызовов
периодическая модификация данных о
местонахождении MS
переключение вызова на более
качественный канал (handover)
51. Общие характеристики стандарта GSM:
Назначение оборудования MSCGMSC – транзитный узел подвижной связи.
Обеспечивает связь между локальными
сетями подвижной связи своего региона и
стационарными сетями (местными,
междугородной и международной).
Шлюз GMSC – это оборудование,
поддерживающее разнородные протоколы.
GMSC не является обязательной
принадлежностью MSC.
52. Общие характеристики стандарта GSM:
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
Оборудование системы BSS состоит
из двух типов функциональных блоков:
• Контроллер базовых станций BSC
• Базовые приемопередающие радиостанции BTS
53. Общие характеристики стандарта GSM:
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
BTS обеспечивает радиообмен
между базовой и мобильной станциями.
54.
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
Функции контроллера BSC:
1) управляет распределением
радиоканалов между MS
2) контролирует соединения и регулирует
их очередность
55.
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
3) обеспечивает режим работы со скачком
частоты.
Скачок частоты – это изменение
радионесущей в каждом соседнем цикле с
сохранением того же ВИ. Скачкообразная
перестройка частоты осуществляется для того,
чтобы свести к минимуму нежелательные
физические эффекты в радиоканале
(интерференция радиоволн, замирания и др.),
связанные с топографией местности
(строения, неровная поверхность и др.)
56. Особенности MSC по сравнению со стационарными ЦСК
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
4) обеспечивает модуляцию и
демодуляцию сигналов
5) обеспечивает кодирование и
декодирование сообщений и речи
6) обеспечивает адаптацию скорости
передачи речи и данных в радио- и
телефонном канале
7) Определяет очередность сообщений
персонального вызова
57. Особенности MSC по сравнению со стационарными ЦСК
Назначение оборудования MSCBSS – система базовых станций.
8) обеспечивает контроль работоспособности всех узлов и блоков,
входящих в систему базовых станций
58. Особенности MSC по сравнению со стационарными ЦСК
Назначение оборудования MSCОМС – центр управления и обслуживания.
O&M – Operation & Maintain ( ТЭ и ТО).
ОМС позволяет вести централизованное ТЭ и ТО из единого эксплуатационно–
технического центра и обеспечивает
контроль качества работы ССПО.
ОМС обеспечивает дистанционный
доступ к различным элементам сети.
Операторы центрального пульта контролируют работу всего оборудования в своей
сети.
59. Особенности MSC по сравнению со стационарными ЦСК
Назначение оборудования MSCТарифный модуль и центр тарификации
MANAGER – тарифный модуль.
BLLNG – Billing Center центр тарификации.
Эти устройства обеспечивают:
сбор и обработку данных от тарифных
счетчиков
выработку и посылку абонентам счетов
на оплату услуг сотовой связи
контроль прохождения счетов
60. Общая структура MSC
Назначение оборудования MSCDB – Data Base база абонентских данных ССПО
В составе DB применяется оборудование следующих типов:
HLR, VLR, AUC, EIR
61. Назначение оборудования MSC Цифровое коммутационное поле
Назначение оборудования MSCHLR
HLR – домашний (опорный) регистр
местоположения. Он является банком
абонентских данных для одной или
нескольких сотовых систем.
62. Назначение оборудования MSC Оборудование подключения соединительных линий
Назначение оборудования MSCHLR
HLR содержит сведения обо всех
абонентах, зарегистрированных в системе
и о видах услуг, на которые абонентами
заключены договоры.
Здесь же фиксируется местоположение
абонента для организации его вызова и
регистрируются фактически оказанные
услуги.
63. Назначение оборудования MSC Оборудование сигнализации
Назначение оборудования MSCHLR
Данные HLR делятся на долговременные и
временные.
Состав долговременных данных (пример):
• IMSI – международный идентификационный
номер подвижного абонента (для
организации международного роуминга)
• Номер подвижной станции
• Категория подвижной станции
64. Назначение оборудования MSC Оборудование сигнализации
Назначение оборудования MSCHLR
• График работы подвижной станции
• Оповещение вызываемого абонента
• Контроль сигнализации при соединении
абонентов
• Максимальное количество абонентов в
группе
• Используемые пароли
• Классы приоритетного доступа
65. Назначение оборудования MSC Оборудование сигнализации
Назначение оборудования MSCHLR
Пример временных данных,
хранящихся в HLR:
• Параметры аутентификации и шифрования
• Временный номер MS, который
назначается на время сеанса связи
• Адреса регистров перемещения VLR
• Зоны перемещения MS
• Номер соты при handover
• Активность связи
66. Назначение оборудования MSC Управляющая система
Назначение оборудования MSCVLR
VLR – гостевой (визитный) регистр
(регистр перемещения) содержит сведения
об активных абонентах своей сети, а также
об абонентах, зарегистрированных в другой
системе, но пользующихся в текущем
времени услугами сотовой сети в данной
системе.
67. Назначение оборудования MSC Управляющая система
Назначение оборудования MSCVLR
Регистр перемещения обеспечивает
контроль за перемещением абонента из
соты в соту.
VLR постоянно обменивается
сигнальной информацией с HLR, в котором
зарегистрирован абонент.
Состав долговременных данных в
VLR идентичен их составу в HLR.
68. Назначение оборудования MSC Устройства ввода-вывода
Назначение оборудования MSCVLR
Состав временных данных в VLR (пример):
• TMSI – временный международный
идентификационный номер пользователя
• Идентификаторы зоны расположения
• Указания по использованию основных
служб
• Номер соты при handover
• Параметры аутентификации и шифрования
69. Назначение оборудования MSC Центр коммутации подвижной связи MSC
Назначение оборудования MSCVLR
Если абонент активен, то его данные
содержатся и в HLR, и в VLR.
Если абонент не пользуется связью,
например, 2 дня, то в VLR он отмечается
как "возможно выключенный".
Если абонент не пользуется связью
неделю, то его данные стираются из VLR
и остаются только в HLR.
Если абонент не пользуется связью
полгода, то информация о нём полностью
стирается из HLR.
70. Назначение оборудования MSC Центр коммутации подвижной связи MSC
Назначение оборудования MSCEIR
EIR – регистр идентификации
оборудования обеспечивает проверку
полномочий абонента и осуществляет его
доступ к сети связи.
Идентификация – процедура
отождествления подвижной станции по
принадлежности к одной из групп,
обладающих определенными свойствами
(признаками).
71. Назначение оборудования MSC Центр коммутации подвижной связи MSC
Назначение оборудования MSCEIR
Процедура идентификации используется для выявления утерянных,
украденных или неисправных MS.
Регистр EIR содержит сведения
белого, серого и черного списков.
72. Назначение оборудования MSC Центр коммутации подвижной связи MSC
Назначение оборудования MSCAUC
AUC – центр аутентификации
удостоверяет подлинность абонента
(законность, действительность, наличие
прав на пользование услугами сотовой
связи) и обеспечивает шифровку
сообщений.
73. Назначение оборудования MSC Центр коммутации подвижной связи MSC
Основные понятия и определениязоны обслуживания сотовой сети
1) Сота – зона обслуживания одной BS.
2) Зона местонахождения (поиска) –
несколько сот, контролируемых одним
BSC. В пределах зоны поиска абонент
передвигается без обновления данных
в регистре VLR. Передача адреса для
поиска конкретной MS осуществляется
широковещательным способом в
пределах зоны поиска.
74. Назначение оборудования MSC GMSC – транзитный узел подвижной связи.
Основные понятия и определениязоны обслуживания сотовой сети
3) Зона обслуживания MSC часть
ССПО, покрываемая одним MSC.
4) Зона обслуживания ССПО
несколько MSC, составляющих
единую сеть одного оператора
сотовой связи.
5) Зона обслуживания глобальной
сотовой сети GSM все сети GSM
в общепланетном масштабе.
75. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
Варианты организации соединительныхтрактов для абонентов ССПО
А
ОТС
(РАТС)
АМТС
MSC
Б
B
S
C
BTS
Структура соединительного тракта при связи абонента ТФОП
с абонентом ССПО (по федеральному номеру)
76. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
Варианты организации соединительныхтрактов для абонентов ССПО
ТУ
А
ОТС
(РАТС)
Б
MSC
B
S
C
BTS
Структура соединительного тракта при связи абонента ТФОП
с абонентом ССПО (по местному номеру)
77. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
Варианты организации соединительныхтрактов для абонентов ССПО
А
MSC
B
S
C
BTS
Б
B
S
C
BTS
Структура соединительного тракта при связи абонентов ССПО
78. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
Варианты организации соединительныхтрактов для абонентов ССПО
А
MSC
ОТС
(РАТС)
Б
B
S
C
BTS
Структура соединительного тракта при связи абонента ССПО
с абонентом ТФОП
79. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
UMTSUniversal Mobile
Telecommunications System
Универсальная система
мобильной связи
80. Назначение оборудования MSC BSS – система базовых станций.
Требования к системе 3G• Все технические характеристики
должны быть точно определены, а
основные интерфейсы должны быть
стандартизованными и открытыми
• UMTS должна быть совместимой
с GSM и ISDN
• 3G должна поддерживать
мультимедийную среду со всеми её
компонентами
81. Назначение оборудования MSC ОМС – центр управления и обслуживания.
Требования к системе 3G• Система 3G должна обеспечивать
широкополосный радиодоступ
• Пользовательские услуги не должны
зависеть от особенностей
радиодоступа, а сетевая
инфраструктура не должна
ограничивать появление новых услуг
82. Назначение оборудования MSC Тарифный модуль и центр тарификации
Широкополосный радиодоступв стандарте UMTS основан
на технологии
WCDMA
Wideband Code Multiple Access
Широкополосный
многостанционный доступ
с кодовым разделением каналов
83. Назначение оборудования MSC DB – Data Base база абонентских данных ССПО
Сетевая структура UMTSIu
Uu
БАЗОВАЯ СЕТЬ
UTRAN, nRNS
Область КК
RNC
UE
3G MSC/
VLR
3G
GMSC
ССОП
BS
Регистры
Iur-g
HLR / AUC / EIR
Um
Область КП
UE
BSC
MS
BTS
GERAN, nBSS
SGSN
GGSN
IP-сеть
84. Назначение оборудования MSC HLR
UTRAN – сеть радиодоступа с технологией WCDMAGERAN – сеть радиодоступа с технологией GSM
BS – базовая станция
RNC – контроллер радиосети
RNS – подсистема радиосети
UE – оборудование пользователя
BTS – базовая приёмопередающая радиостанция
BSC – контроллер базовых радиостанций
BSS – система базовых радиостанций
MS – мобильная станция
3G MSC/VLR – центр коммутации подвижной связи
поколения 3G
3G GMSC – транзитный шлюз поколения 3G
SGSN – узел поддержки GPRS
GGSN – медиашлюз
Iu – интерфейс, связывающий системы UTRAN/GERAN с
базовой сетью
Uu – интерфейс между оборудованием пользователя и
системой UTRAN
Um – интерфейс между оборудованием пользователя и
системой GERAN
Iur-g – внутренний интерфейс сети радиодоступа
КК (CS) – коммутация каналов (Circuit Switched)
КП (PS) – коммутация пакетов (Packet Switched)
85. Назначение оборудования MSC HLR
Сетевая архитектура UMTSпредусматривает 2 типа сетей доступа:
1 – UTRAN с технологией WCDMA. В
состав этой сети входят подсистемы
радиосети RNS. Каждая RNS состоит
из одного контроллера радиосети RNC
и нескольких десятков базовых
радиостанций BS.
UE - User Equipment – оборудование
пользователя
86. Назначение оборудования MSC HLR
Особенности UTRANРазмер соты 3G не определяется
стандартом и меняется в зависимости
от пользовательской нагрузки. Чем
больше нагрузка, тем больше
требуемая мощность RNS, тем меньше
радиус соты.
Для выравнивания нагрузки и
увеличения зоны радиопокрытия
управляющие устройства RNC и SGSN
перенаправляют речевую абонентскую
нагрузку на MSC-3G.
87. Назначение оборудования MSC HLR
Сетевая архитектура UMTSпредусматривает 2 типа сетей доступа:
2 – GERAN, состоящая из систем
базовых станций BSS. Каждая BSS
включает в себя один BSC и
несколько десятков BTS.
ПО BSC дополнено программными
модулями 3G.
К BTS могут подключаться как
MS, так и UE.
88. Назначение оборудования MSC HLR
Базовая сеть состоит из двухдоменов:
- домен коммутации каналов (на
схеме обозначен как область
коммутации каналов КК)
- домен коммутации пакетов (на
схеме обозначен как область
коммутации пакетов КП)
89. Назначение оборудования MSC VLR
Область КК включает в себяоборудование GSM – MSC и
GMSC, в которых ПО
дополнено программными
пакетами 3G
90. Назначение оборудования MSC VLR
Область КП включает всебя:
SGSN – Service GPRS
Support Node – управляющий
узел и коммутатор пакетов
GPRS
GGSN – Gateway GPRS
Support Node – шлюз сети
GPRS
91. Назначение оборудования MSC VLR
SGSNSGSN обеспечивает управление
пакетной сетью GPRS.
GPRS – General Packet Radio
Service – многофункциональная
пакетная радиосеть.
92. Назначение оборудования MSC VLR
Функции SGSN- Регистрация местоположения UE
- Хранение абонентских файлов 3G
- Временные данные о начале и
окончании сеанса передачи
пакетной информации
- IP-адреса UE
- Требования к качеству обслуживания QoS
93. Назначение оборудования MSC VLR
Функции SGSN- Хранение адресов шлюзов GGSN
- Сервер доменных имён, переводящий имена компьютеров в
адреса IP
- Поддержка роуминга, обеспечивающего взаимодействие с
доменами КК и КП других
операторов UMTS
94. Назначение оборудования MSC EIR
Функции SGSN- Интерфейс с сетями доступа
UTRAN
- Возможность соединения с
системой GERAN через интерфейс на основе технологии
Frame Relay
- Интерфейс с подсистемой IP-IMS
для усовершенствованных
мультимедийных услуг
95. Назначение оборудования MSC EIR
GGSNВ шлюзах GGSN хранится
информация:
- IP-адреса абонентов
- Местоположение абонентов
- Номер узла SGSN, в котором
зарегистрирован абонент
96. Назначение оборудования MSC AUC
Функции GGSN- Обеспечение доступа абонента к
требуемым услугам
- Взаимодействие с контроллером
сессий сети IP-IMS
- Обеспечение конфиденциальности
связи с гарантией защиты
пользовательского трафика
97. Назначение оборудования MSC AUC
РегистрыРегистры соответствуют подобной
структуре в технологии GSM.
Для технологии КП это
оборудование обеспечивает
статистический учёт и безопасность
информации.
В UMTS область регистров
постепенно заменяется на
оборудование IMS.
98. Назначение оборудования MSC AUC
Трафик в UMTS1 класс трафика
Речевой трафик характеризуется
низкой допустимой задержкой и низким
джиттером. Скорости передачи в обоих
направлениях должны быть одинаковы.
99. ПРИМЕР ОРГАНИЗАЦИИ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ
Трафик в UMTS2 класс трафика
Трафик интерактивных услуг
составляют транзакции типа «вопрос –
ответ». Характеризуется высокими
требованиями к вероятности ошибок.
По сравнению с речевым
трафиком менее чувствителен к
задержкам и джиттеру.
100. Комментарии к рисунку:
Трафик в UMTS3 класс трафика
Потоковый трафик (потоковое
видео и аудио) относится к однонаправленным услугам.
Используются разные скорости в
направлениях передачи и приёма.
Чувствителен к ошибкам.
Менее чувствителен к задержкам и
джиттеру, т.к. потоковые данные
записываются в буфер, а затем
воспроизводятся пользователю.
101. Комментарии к рисунку:
Трафик в UMTS4 класс трафика
Фоновый трафик характеризуется невысокими требованиями к
задержке и джиттеру.
Пример – трафик электронной
почты или SMS.
102. Комментарии к рисунку:
LTELong Term Evolution
(долговременное развитие,
или «долгосрочная эволюция»)
Беспроводный широкополосный
доступ (БШПД)
103. Комментарии к рисунку:
Сотовые сети стандарта GSM посвоей структуре изначально не были
предназначены для мобильного ШПД.
В наши дни операторы сотовой
связи вынуждены с целью удовлетворения потребностей пользователей
вкладывать огромные средства в
модернизацию своих сетей до стандартов
3G (UMTS) и 4G (LTE).
104. Комментарии к рисунку:
Как сотовая телефония позволилабыть на связи всегда и везде, так и
системы 4G должны обеспечить всех и
каждого надежным высокоскоростным
доступом к различным сетям передачи
данных.
4G предназначены для создания
универсальных мобильных мультимедийных сетей передачи информации.
105. Комментарии к рисунку:
В России первая сеть LTEзарегистрирована 15.01.12г.
в Новосибирске (Мегафон).
На начало 2013г. мировой рынок
ШПД оценивается в 1,8 миллиарда
абонентов.
106. Основные понятия и определения зоны обслуживания сотовой сети
Системы связи 4G основаны напакетных протоколах передачи данных
со скоростями более 10 Мбит/с.
Для пересылки данных
используются протоколы IPv4 и IPv6.
107. Основные понятия и определения зоны обслуживания сотовой сети
Сети LTE возможно строить в двухдиапазонах:
• LTE-800. Максимальные скорости в
секторе 37,5 Мбит/с. Подключение
транспорта – до 63 Мбит/с.
• LTE-2600. Максимальные скорости в
секторе 75 Мбит/с. Подключение
транспорта – до 250 Мбит/с.
108. Основные понятия и определения зоны обслуживания сотовой сети
Достоинства LTE:Гибкость архитектуры, т.е.
возможности динамического изменения
топологии сети при подключении,
передвижении и отключении мобильных
пользователей без значительных потерь
времени;
Высокая скорость передачи
информации;
Быстрота проектирования и
развертывания сети;
109. Варианты организации соединительных трактов для абонентов ССПО
Достоинства LTE:Высокая степень защиты от
несанкционированного доступа;
Отказ от дорогостоящей и не всегда
возможной прокладки или аренды
оптоволоконного или медного кабеля;
Базовые сети LTE используют только
протоколы IP (с переходом от IPv4 к
IPv6).
110. Варианты организации соединительных трактов для абонентов ССПО
Сравнительная структура сетей3G и 4G
111. Варианты организации соединительных трактов для абонентов ССПО
Условные обозначения:RNC – контроллер радиосети
SGSN – узел поддержки GPRS
GGSN – медиашлюз
CN – Core Network – ядро сети подвижной
связи стандарта LTE
P/S-GW – packet/serving gateway (шлюзы
пакетной передачи и услуг)
еNodeB – базовые станции LTE
AGW - Access Gateway (шлюзы доступа)
SAE – System Architecture Evolution
(архитектура эволюционной системы)
112. Варианты организации соединительных трактов для абонентов ССПО
Особенности LTE1. P/S-GW служит общей опорной
точкой для всех технологий доступа.
Тем самым при разных технологиях
доступа обеспечивается стабильная
точка присутствия для всех
пользователей на основе IP.
2. Управление радиочастотным ресурсом
передано базовым станциям. Новый
тип базовых станций получил название
eNodeB (eNB).
113. UMTS
Особенности LTE3. Важная особенность SAE:
пользовательские данные могут
пересылаться между БС (базовыми
станциями) непосредственно, причем
как с помощью проводной, так и
беспроводной связи (интерфейс Х2).
Это особенно важно при Handover
для быстрого бесшовного переключения пользователя между БС.
114. Требования к системе 3G
Общаяструктура
сети LTE
115. Требования к системе 3G
Комментарии к рисунку:1
SAE System Architecture Evolution
Это архитектура ядра сети,
разработанная консорциумом 3GPP
для стандарта LTE.
116. Требования к системе 3G
Комментарии к рисунку:Цель и сущность концепции SAE –
эффективная поддержка широкого
коммерческого использования любых
услуг на базе IP и обеспечение
непрерывного обслуживания абонента
при его перемещении между сетями
беспроводного доступа, которые не
обязательно соответствуют стандартам
3GPP (GSM, UMTS, W-CDMA и т.д.)
117. Широкополосный радиодоступ в стандарте UMTS основан на технологии
Отличия SAE от GPRS1. Упрощенная архитектура SAE,
снижающая эксплуатационные и
капитальные расходы.
2. SAE целиком построена на IP.
3. SAE обеспечивает большую пропускную
способность сети радиодоступа (radio
access network — RAN). Нисходящий
канал (Down Link) будет работать со
скоростью свыше 100 Мбит/с и основное
внимание системы будет сосредоточено
на мобильности полосы пропускания.
118.
Отличия SAE от GPRS4. SAE обеспечивает меньшую задержку
RAN — уровень задержки в районе 10 мс.
5. SAE поддерживает мобильность между
несколькими гетерогенными RAN,
включающим поддержку как систем
типа GPRS, так и не-3GPP систем
(например WiMAX).
Справка: 5G – гетерогенные сети
(разнородные по существу или
происхождению)
119.
Комментарии к рисунку:2
EPC - Evolved Packet Core
Ядро пакетной сети
EPC является основным компонентом архитектуры SAE.
В состав ЕРС входят IASA, ММЕ,
UPE, SGW, PGW, PCRF.
120. Сетевая архитектура UMTS предусматривает 2 типа сетей доступа: 1 – UTRAN с технологией WCDMA. В состав этой сети входят подсистемы радиосети RNS. Каж
Понятие AnchorСвойство Anchor (точка привязки “якорь”) используется для определения
способа автоматического изменения
параметров элемента управления при
изменении параметров базового элемента
управления.
121. Особенности UTRAN
Управление сетевыми ресурсамиосуществляет оборудование IASA ( Inter
Access System Anchor).
В состав IASA входит оборудование
с функцией якоря (Anchor).
Оборудование SAE-якорь используется
для поддержки непрерывности обслуживания при перемещении абонента между
сетями, как соответствующим спецификациям 3GPP, так и не соответствующим
(WLAN и т.п.).
122. Сетевая архитектура UMTS предусматривает 2 типа сетей доступа: 2 – GERAN, состоящая из систем базовых станций BSS. Каждая BSS включает в себя один BSC
ЗGРР-якорь выполняет функциишлюза между сетями 2G/3G и LTE.
Модуль управления абонентом (User
Plane Entity, UPE) отвечает за
установление нисходящего соединения,
шифрование данных, маршрутизацию и
пересылку пакетов.
123. Базовая сеть состоит из двух доменов: - домен коммутации каналов (на схеме обозначен как область коммутации каналов КК) - домен коммутации п
Модуль управления мобильностью(Mobility Management Entity, MME)
обеспечивает хранение служебной
информации об абоненте и управление ею,
авторизацию терминальных устройств в
наземных сетях мобильной связи и общее
управление мобильностью.
124. Область КК включает в себя оборудование GSM – MSC и GMSC, в которых ПО дополнено программными пакетами 3G
3Serving Gateway (SGW) —
обслуживающий шлюз сети LTE.
Входит в состав IASA. Предназначен
для обработки и маршрутизации пакетных
данных, поступающих из/в подсистему
базовых станций.
Выполняет функции MSC, MGW и
SGSN сети UMTS.
125. Область КП включает в себя: SGSN – Service GPRS Support Node – управляющий узел и коммутатор пакетов GPRS GGSN – Gateway GPRS Support Node – шлюз сети GPRS
4Public Data Network (PDN) SAE
Gateway, или PDN Gateway (PGW) —
шлюз к/от сетей других операторов.
Если информация (голос, данные)
передаются из/в сети других операторов,
то они маршрутизируются именно через
PGW.
SGW и PGW могут объединяться: P/S-GW
126. SGSN
Home Subscriber Server (HSS) —сервер абонентских данных.
HSS представляет собой объединение
VLR, HLR, AUC, выполненных в одном
устройстве.
Pjlicy and Charging Rules Function
(PCRF) — узел выставления счетов
абонентам за оказанные услуги связи.