63265 (588922), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

NSS содержит еще два компонента – AuC (Authentication Center – центр авторизации) и EIR (Equipment Identity Register – реестр идентификации оборудования). Первый блок используется для процедур установления подлинности абонента, а второй, как следует из названия, отвечает за допуск к эксплуатации в сети только разрешенных сотовых телефонов.

Исполнительной частью сотовой сети, является BSS (Base Station Subsystem – подсистема базовых станций). BSS состоит из нескольких BSC (Base Station Controller – контроллер базовых станций), а также множества – BTS (Base Transceiver Station – базовая станция). Каждый BSC контролирует целую группу BTS и отвечает за управление и распределение каналов, уровень мощности базовых станций и тому подобное. BSC в сети не один, а целое множество (базовых станций же вообще сотни).

Управляется и координируется работа сети с помощью OSS (Operating and Support Subsystem – подсистема управления и поддержки). OSS состоит из всякого рода служб и систем, контролирующих работу и трафик – дабы не перегружать читателя информацией.

1.2 Регистрация в сети

При каждом включении телефона после выбора сети начинается процедура регистрации. Рассмотрим наиболее общий случай – регистрацию не в домашней, а в чужой, так называемой гостевой, сети (будем предполагать, что услуга роуминга абоненту разрешена).

Пусть сеть найдена. По запросу сети телефон передает IMSI абонента. IMSI начинается с кода страны "приписки" его владельца, далее следуют цифры, определяющие домашнюю сеть, а уже потом – уникальный номер конкретного подписчика. По номеру IMSI VLR гостевой сети определяет домашнюю сеть и связывается с ее HLR. Последний передает всю необходимую информацию об абоненте в VLR, который сделал запрос, а у себя размещает ссылку на этот VLR, чтобы в случае необходимости знать, "где искать" абонента.

При регистрации AuC домашней сети генерирует 128-битовое случайное число – RAND, пересылаемое телефону. Внутри SIM с помощью ключа Ki (ключ идентификации – так же как и IMSI, он содержится в SIM) и алгоритма идентификации А3 вычисляется 32-битовый ответ – SRES (Signed RESult) по формуле:

SRES = Ki × RAND (1.1)

Точно такие же вычисления проделываются одновременно и в AuC (по выбранному из HLR Ki пользователя). Если SRES, вычисленный в телефоне, совпадет со SRES, рассчитанным AuC, то процесс авторизации считается успешным и абоненту присваивается TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity-временный номер мобильного абонента). TMSI служит исключительно для повышения безопасности взаимодействия подписчика с сетью и может периодически меняться (в том числе при смене VLR).

Теоретически, при регистрации должен передаваться и номер IMEI. При получении IMEI сетью, он направляется в EIR, где сравнивается с так называемыми "списками" номеров. Белый список содержит номера санкционированных к использованию телефонов, черный список состоит из IMEI, украденных или по какой-либо иной причине не допущенных к эксплуатации телефонов, и, наконец, серый список – "трубки" с проблемами, работа которых разрешается системой, но за которыми ведется постоянное наблюдение.

После процедуры идентификации и взаимодействия гостевого VLR с домашним HLR запускается счетчик времени, задающий момент перерегистрации в случае отсутствия каких-либо сеансов связи. Обычно период обязательной регистрации составляет несколько часов. Перерегистрация необходима для того, чтобы сеть получила подтверждение, что телефон по-прежнему находится в зоне ее действия. Дело в том, что в режиме ожидания телефон только отслеживает сигналы, передаваемые сетью, но сам ничего не излучает – процесс передачи начинается только в случае установления соединения, а также при значительных перемещениях относительно сети. В таких случаях таймер, отсчитывающий время до следующей перерегистрации, запускается заново. Поэтому при "выпадении" телефона из сети (например, был отсоединен аккумулятор, или владелец аппарата зашел в метро, не выключив телефон) система об этом не узнает.

1.3 Территориальное деление сети и Handover

Как уже было сказано, сеть состоит из множества BTS – базовых станций (одна BTS – одна "сота", ячейка). Для упрощения функционирования системы и снижения служебного трафика, BTS объединяют в группы – домены, получившие название LA (Location Area – области расположения). Каждой LA соответствует свой код LAI (Location Area Identity). Один VLR может контролировать несколько LA. И именно LAI помещается в VLR для задания местоположения мобильного абонента. Именно в соответствующей LA, а не в отдельной соте, будет произведен поиск абонента. При перемещении абонента из одной соты в другую в пределах одной LA перерегистрация и изменение записей в VLR/HLR не производится, но стоит ему (абоненту) попасть на территорию другой LA, как начнется взаимодействие телефона с сетью.

Разбиение сети на LA довольно непростая инженерная задача, решаемая при построении каждой сети индивидуально. Слишком мелкие LA приведут к частым перерегистрациям телефонов и, как следствие, к возрастанию трафика разного рода сервисных сигналов и более быстрой разрядке батарей мобильных телефонов. Если же сделать LA большими, то, в случае необходимости соединения с абонентом, сигнал вызова придется подавать всем сотам, входящим в LA, что также ведет к неоправданному росту передачи служебной информации и перегрузке внутренних каналов сети.

Рассмотрим очень красивый алгоритм так называемого handover`ра (такое название получила смена используемого канала в процессе соединения). Во время разговора по мобильному телефону вследствие ряда причин (удаление "трубки" от базовой станции, многолучевая интерференция, перемещение абонента в зону так называемой тени и т.п.) мощность (и качество) сигнала может ухудшиться. В этом случае произойдет переключение на канал (может быть, другой BTS) с лучшим качеством сигнала без прерывания текущего соединения. Handover`ра принято разделять на четыре типа:

- смена каналов в пределах одной базовой станции;

- смена канала одной базовой станции на канал другой станции, но находящейся под патронажем того же BSC;

- переключение каналов между базовыми станциями, контролируемыми разными BSC, но одним MSC;

- переключение каналов между базовыми станциями, за которые отвечают не только разные BSC, но и MSC.

В общем случае, проведение handover`а – задача MSC. Но в двух первых случаях, называемых внутренними handover`ами, чтобы снизить нагрузку на коммутатор и служебные линии связи, процесс смены каналов управляется BSC, а MSC лишь информируется о происшедшем.

1.4 Маршрутизация вызовов

Каким образом происходит маршрутизация входящих вызовов мобильного телефона? Рассмотрим наиболее общий случай, когда абонент находится в зоне действия гостевой сети, регистрация прошла успешно, а телефон находится в режиме ожидания.

При поступлении запроса, в соответствии с рисунком 1.3, на соединение от проводной телефонной (или другой сотовой) системы на MSC домашней сети (вызов "находит" нужный коммутатор по набранному номеру мобильного абонента MSISDN, который содержит код страны и сети).

Рисунок 1.3 – Маршрутизация вызовов

MSC пересылает в HLR номер (MSISDN) абонента. HLR, в свою очередь, обращается с запросом к VLR гостевой сети, в которой находится абонент. VLR выделяет один из имеющихся в ее распоряжении MSRN (Mobile Station Roaming Number – номер "блуждающей" мобильной станции). Идеология назначения MSRN очень напоминает динамическое присвоение адресов IP при коммутируемом доступе в Интернет через модем. HLR домашней сети получает от VLR присвоенный абоненту MSRN и, сопроводив его IMSI пользователя, передает коммутатору домашней сети. Заключительной стадией установления соединения является направление вызова, сопровождаемого IMSI и MSRN, коммутатору гостевой сети, который формирует специальный сигнал, передаваемый по PAGCH (PAGer CHannel – канал вызова) по всей LA, где находится абонент.

2. Состав оборудования GSM сети

Основной поставщик оборудования сотовой связи GSM900 для ТОО "GSM Казахстан" является шведская компания "Ericsson".

В состав оборудования, на основе которого построена сеть сотовой связи, входят:

- коммутационная система AXE 10;

- сеть передачи данных Mini-Link;

- базовые станции RBS 2206.

2.1 Цифровая коммутационная система AXE-10

АТС AXE-10 представляет собой современную высокопроизводительную цифровую телефонную коммутационную систему, созданную фирмой "Ericsson".

Цифровая коммутационная система АХЕ является самой популярной коммутационной системой из всех когда-либо создававшихся. Начиная с 1994 года, эта система была успешно смонтирована в более чем 110 странах. Число установленных и заказанных линий превышает 94 миллиона.

AXE-10 – цифровая коммутационная система с программным управлением. Система АХЕ-10 характеризуется модульностью построения аппаратных и программных средств. Программные модули полностью независимы друг от друга и взаимодействуют между собой с помощью стандартизованных сигналов. Модульность аппаратных средств обеспечивает простое проектирование, производство, монтаж и техобслуживание.

АТС Ericsson AXE-10 предназначена для широкого спектра применений на телефонной сети и может функционировать как:

- местная "городская" телефонная станция;

- транзитная телефонная станция;

- станция сотовой и подвижной связи;

- узлы интеллектуальной и деловой сети.

Характеристика системы:

- емкость коммутационной системы до 40000 абонентских и до 60000 соединительных линий;

- емкость выносных концентраторов до 2048 абонентских и до 480 соединительных линий;

- пропускная способность 20000 Эрл в ЧНН;

- производительность управляющего устройства до 900 тысяч вызовов

в час;

- напряжение питания от 47В до 51В;

- потребляемая мощность до 2 Вт на абонентскую линию;

- станция обеспечивает возможность подключения абонентов ISDN;

- габаритные размеры стативов 2250 × 900 × 600 мм;

- условия эксплуатации: температура от 4 до 35 градусов, относительная влажность воздуха от 20 до 80 процентов.

Гибкость построения сети позволяет использовать АТС Ericsson AXE-10 в различных конфигурациях и с различными емкостями от небольших выносов на несколько сотен абонентов до глобальных телефонных систем крупных мегаполисов.

АТС Ericsson AXE-10 не имеет никаких ограничений для собственного развития благодаря уникальной гибкой системной архитектуре, называемой "функциональная модульность".

Новая версия оборудования АТС Ericsson AXE-10, с обозначением AXE 810, является новейшей разработкой в технологии коммутации. Оборудование АТС Ericsson AXE 810 состоит из магазинов GEM (Generic Ericsson Magazine), коммутационного поля GS 890, терминалов STM1

ET155-1, эхо-компенсаторов ECP 5, нового поколения транскодеров TRA R6.

Магазин GEM предоставляет возможность комбинировать коммутационное оборудование с устройствами обслуживания трафика в едином магазине. Групповой коммутатор GS890 является принципиально новым, неблокируемым распределенным коммутатором, включающим в себя также блоки синхронизации.

Плата ET 155-1, размещаемая в GEM магазине является терминалом STM-1. Плата поддерживает стандарты ITU-T и ANSI. Плата ECP5 – является новым поколением эхо-компенсатора, работающего в группе. Новое поколение плат транскодеров предназначено для применения в сетях 3G, GSM, TDMA, CDMA.

Основные характеристики АТС Ericsson AXE-10:

- единый коммутационный магазин GEM, в котором размещены почти все устройства обслуживания трафика;

- магазины GDM, используемые в настоящее время, возможно подключить к новому оборудованию AXE10;

- магазины GDM и GEM выполнены в конструктиве BYB 501;

- технология Plug&Play обеспечивает простую установку оборудования;

- на платах установлены новые управляющие процессоры RPI (Regional processor Integrated);

- обеспечена полная совместимость с оборудованием BYB 501;

- существующие узлы AXE10 на базе оборудования BYB 501 могут быть расширены с использованием нового оборудования AXE 810.

Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ SS N 7 (CCITT SS.N7).

Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная станция. MSC аналогичен ISDN коммутационной станции и представляет собой интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) и сетью подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Кроме выполнения функций обычной ISDN коммутационной станции, на MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся "эстафетная передача", в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностях.

Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в пределах определенной географической зоны. MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной сети общего пользования (PSTN) MSC обеспечивает функции сигнализации по протоколу SS N 7, передачи вызова или другие виды интерфейсов в соответствии с требованиями конкретного проекта.

BSS – оборудование базовой станции, состоит из контроллера базовой станции (BSC) и приемо-передающих базовых станций (BTS). Контроллер базовой станции может управлять несколькими приемо-передающими блоками. BSS управляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулирует их очередность, обеспечивает режим работы с прыгающей частотой, модуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи для речи, данных и вызова, определяет очередность передачи сообщений персонального вызова.

В цифровых сотовых систем подвижной связи стандарта GSM рассматриваются интерфейсы трех видов: для соединения с внешними сетями; между различным оборудованием сетей GSM; между сетью GSM и внешним оборудованием.

Характеристики

Список файлов ВКР