Hálózati architektúrák és rendszerek. Nyilvános kapcsolt mobil hálózatok (celluláris hálózatok) 2. rész

Hálózati architektúrák és rendszerek Nyilvános kapcsolt mobil hálózatok (celluláris hálózatok) 2. rész

1

A mobil rendszerek generációi †

2G „ Digitális beszédtovábbítás „ Jó minőség „ Új szolgáltatások és alkalmazások, amelyek nem voltak elérhetők az analóg rendszerekben: †

†

†

SMS, fax, adatátvitel

„ Roaming 2.5G „ Intelligens hálózati szolgáltatások „ Nagysebességű (a 2G-hez képest) adatátvitel 3G „ Egységes architektúra „ Adatátvitel-orientáltság „ Csomagkapcsolt, IP-alapú kommunikáció támogatása 2

3G rendszerek: az UMTS †

† †

Az ITU IMT2000 ajánlása: a 3G rendszerek alapkövetelményei „ „ „

144 kbit/s (utazáskor) 384 kbit/s (szabadtérben, séta közben) 2 Mbit/s (beltéri környezetben)

„

Frekvenciasávok: 1900-2200 MHz, ezen belül most 2x30, 2005-től 2x60+20+15 MHz, 2008-tól 300-500 MHz

Az európai 3G: UMTS Szabványosítás: „ „

„

Kb. 10 évvel ezelőtt: ETSI SMG (Special Mobile Group), alapelv: B-ISDN (ATM) alapú gerinc 90-es évek végén: megállapodás a világ fő szabványosítási szervezetei között az UMTS Terrestrial Radio Access Networkra (UTRAN) és a továbbfejlesztett GSM hálózati alrendszer alkalmazására vonatkozóan 1988. dec. óta a szabványosítás a 3GPP-ben folyik (+G Partnership Project). Most a 6. „release” 3

UMTS lefedési területek

4

UMTS cellastruktúra

5

UMTS átviteli sebességek Működési környezet

Maximális sávszélesség

Maximális hibaarány

Maximális késleltetés

Rurális

144 kbit/s

BER=10-3 BER=10-6 BER=10-7

D=30 ms D=100 ms D=300 ms

Városi kültéri

500 kbit/s

BER=10-3 BER=10-6 BER=10-7

D=30 ms D=100 ms D=300 ms

Beltéri

2 Mbit/s

BER=10-3 BER=10-6 BER=10-7

D=30 ms D=100 ms D=300 ms

6

UMTS rendszer-architektúra † Három fő rész: „ UMTS Terrestrial Radio Access Network – UTRAN † „terrestrial”: műholdas kommunikáció/alrendszer is szerves része az UMTS architektúrának

„ Core Network - maghálózat v. Gerinchálózat „ User Equipment – felhasználói végkészülékek 7

Ism.: A GSM rendszer architektúrája

8

Ism.: A GPRS-rendszertechnika

9

Ism.: routing a GPRS-ben

10

UMTS Release 1999 architektúra

11

UMTS architektúra

12

UMTS maghálózat † Áramkörkapcsolt rész és csomagkapcsolt rész † Áramkörkapcsolt rész: „ MSC „ VLR „ GMSC † Csomagkapcsolt rész „ SGSN „ GGSN † Közös részek „ EIR, AUC, HLR † ATM az UTRAN és a Core közötti interfészen „ AAL2 az áramkörkapcsolt átvitelre „ AAL5 a csomagkapcsolt átvitelre 13

UTRA - UTRAN † UTRA: „ CDMA a rádiócsatornán a BS és a MS között (FDD és TDD üzemmódok) „ Ez az Uu interfész

† UTRAN: „ „ „ „

ATM-alapú AAL2 az Iu-cs interfészen AAL5 az Iu-ps interfészen Az ATM nem megy ki a mobilra, csak a bázisállomásig 14

Multimédia szolgáltatások az UMTSben: az IMS † Az UMTS-ben (és már a GPRS-ben is): csomagkapcsolt, IP alapú képességek, de csak alap-IPkommunikáció † IP Multimedia Subsystem „ Multimédia szolgáltatások nyújtásának lehetővé tétele a 2.5-3G rendszerben, amely a GPRS csomagkapcsolt képességét használja transzportként 15

IMS – IP Multimedia Subsystem † Cél: lehetővé tenni multimédia szolgáltatások nyújtását az UMTS hálózaton belül, harmadik fél (tartalomszolgáltatók) számára is „ Szemben a GPRS-szel, ahol a cél az 2,5G hálózatból külső szolgáltatás, tipikusan Internet elérése volt † Ehhez két fő új képességre van szükség: „ Hívásvezérlésre, amely lehetővé teszi multimédia kapcsolatok létrehozását az előfizetők között (CSCF – Call State Control Function) „ OSA (open service access) middleware, amely lehetővé teszi a multimédia tartalomszolgáltatók számára, hogy a mobil hálózat képességeiról tudomást szerezzenek és azt felhasználhassák (pl. helyzetinformáció) 16

IP az IMS-ben † 3GPP eredetileg az IPv6-ot definiálta, mint kizárólagosan használandót! „ (ez lenne az első nagy kereskedelmi alkalmazása az IPv6-nak)

† Később a 3GPP2 megengedte az IPv4 használatát is „ (3GPP2: a 3GPP-vel párhuzamos aktivitás, szabványosítási szervezetek a tagjai)

17

Hálózati architektúra IMS-szel

18

Az IMS funkcionális egységei † † † † † † † †

Egy v. több CSCF MGCF-ek (Media Gateway Control Functions) Media gateway-k MRFC-k (Multimedia Resource Function Controllers) MRFP-k (Multimedia Resource Function Processors) Subscription locator functions BGCF – Breakout Gateway Control Functions Alkalmazás-szerverek

19

Az IMS hívásvezérlő protokollja: a SIP † SIP – Session Initiation Protocol – az IETFben szabványosított protokoll † Más hívásvezérlő protokollok: „ Az ISDN hívásvezérlő protokollja az UNI-n a Q.931. Telefon-orientált, nincs multimédia támogatás „ A H.323 szabványcsaládban a H.245-H.225 (H.323: multimédia kommunikáció LAN-okon, kapcsolattal más hálózatok felé (ISDN, ATM)

† SIP: állapotmentes, text-alapú protokoll 20

Regisztráció

a) alapelv, b) részletesebben

21

Hívásfelépítés két mobil előfizető között

22

Jelzésátvitel hívásfelépítéskor

23