Nagysebességű mobil távközlés — VITMM323 Simon Csaba Ziegler Gábor Éltető Tamás*
GSM (UMTS)— a mobil, áramkörkapcsolt ISDN
A GSM-ről (Global System for Mobile) bővebben fogunk beszélni a 2. előadáson, a mobil történelem során Alapvetően az ISDN áramkörkapcsolt szolgáltatásait bővítette mozgékonyság kezeléssel
2/24/2015
VITMM323
2
GSM (UMTS) Mozgékonyság — alapfogalmak GSM/UMTS mozgékonyság = az a képesség, hogy
helytől függetlenül mozgás közben lehet folyamatosan kommunikálni
Kérdések:
1. 2. 3.
2/24/2015
Miben különbözik ez a DECT-től? Miben különbözik ez a WLAN-tól? Miben különbözik a Mobile-IP-től?
VITMM323
3
GSM: MS referencia konfigurációk MS
Mobil adatberendezés MT0
Bázisállomás/MSC
Csak beszédképességű mobil állomás (MS)
Bázisállomás/MSC
ISDN telefon/adat végberendezés (TE1)
S
X vagy V adatvégISDN berendezés (DTE) R TA(TE2)
X.21 vagy V.11 adatvégberendezés (DTE) V.24 vagy PCMCIA 2.1 adatvégberendezés (DTE)
2/24/2015
S
MT1
Bázisállomás/MSC
MT1
Bázisállomás/MSC
MT2
Bázisállomás/MSC
MT2
Bázisállomás/MSC
S
S
VITMM323
Um GSM 04.02
4
GSM (UMTS) teleszolgálatok
2/24/2015
VITMM323
5
GSM teleszolgálatok – SMS #1
Szolgálat leírás:
2/24/2015
Nem áramkörkapcsolt (hívástól független) Max. 160 karakter hosszú szöveges üzenet Az üzenetet a címzett hívószámára kell címezni MO (mobil által küldött) és MT (mobil által vett) altípusok A két szolgálat (SMS-MO és SMS-MT) az MS és az SMS-SC között, pont-pont elrendezésben működik VITMM323
6
GSM teleszolgálatok – SMS #2
Leírás (folyt): nyugtázott küldés (mind az SMS-SC, mind MS nyugtát küld a hibátlan vételről) (opcionális) Az SC értesíti a küldőt az üzenet sikeres vagy sikertelen kézbesítéséről Üzenet érvényessége időtartamhoz kötött, alapértelmezés: 24 óra A küldő kérheti a még nem kézbesített üzenet törlését az SC-től. SC prioritást rendelhet az SMS-hez: ezek kézbesítését akkor is megkísérli, ha a címzett átmenetileg nem elérhető (opcionális) A címzett MS jelezheti az SC-nek, ha üzenetmemóriája megtelt; ekkor SC az üzeneteket várakoztatja és szabad memóriaterület- jelzés esetén továbbítja az MS-nek (opcionális) Különszolgáltatásként a küldő kérheti egy db válaszüzenet visszajuttatását (az ő költségén)
2/24/2015
VITMM323
7
GSM teleszolgálatok - CBS
Szolgálat leírás:
2/24/2015
Előfizetéshez nem kötött Nem áramkörkapcsolt (hívástól független) Max. 93 karakter hosszú szöveges üzenet Az üzenetet szórják (minden szinkronizált mobil veheti) A küldés folyamatos Nem nyugtázott küldés Minden üzenetet azonosítóval látnak el, így az MS egy üzenetet csak egyszer tárol el. Csak MT változata van (CBC->MS irány)
VITMM323
8
UMTS R99 hálózat architektúra AuC
UTRAN
HLR H
NodeB
RNC
MSC/VLR C
E
IuCS
MS
Gc Gr
Air NodeB
F
A
GGSN
Gs
BSC
Gf
IuPS BTS
BSS
EIR Gi
Gn
Gb
SGSN jelzésforgalom előfiz.forgalom
2/24/2015
Internet
Ib
PSTN/ISDN PDN
GMSC
C
VITMM323
Gp
GGSN 9
Kimenő (MO) CS hívás kezelése
Fizikailag lehet egy egység is!
HLR/AuC UTRAN C
NodeB
Air
Iu
2
E
RNC NodeB
MS
A
F
BSC
3
3
PSTN/ISDN PDN
1
GMSC
MSC/VLR
Ib
MS
C
EIR BTS
2/24/2015
BSS
MSC/VLR
VITMM323
jelzésforgalom előfiz.forgalom
10
Bejövő (MT) CS hívás kezelése HLR/AuC UTRAN
NodeB
MS
Air
3
RNC NodeB
MS BTS
2/24/2015
1
Iu
4
C
E
EIR
A
F
GMSC PSTN/ISDN PDN
MSC/VLR2
Ib
C
BSC
BSS
MSC/VLR
VITMM323
jelzésforgalom előfiz.forgalom
11
GSM adatátvitel - lehetőségek MS
GSM hálózat
Modem
PSTN hálózat Modem
Terminál szerver a GSM szolgáltatónál (nem szabv. GSM)
Útirányító
2/24/2015
ISDN hálózat
Adat hálózat (Internet) VITMM323
Terminál szerver az ISP-nél Web Útirányító szerver
Útirányító
LAN 12
GSM adatátvitel - lehetőségek
ÁRAMKÖRKAPCSOLT MŰKÖDÉS
MINDKÉT IRÁNYÚ csatorna (up- és downlink) az összeköttetés TELJES IDEJÉRE FOGLALT A használók az összeköttetés IDEJE szerint fizetnek
KAPCSOLÓDÁS ADATHÁLÓZATOKHOZ általában:
Összeköttetés felépülési idő : 20…25 s Átviteli sebesség: 9,6 kb/s 1,2 kB/s, ha nem trükközünk! Szabványos PSTN modemekhez tud kapcsolódni (a fenti sebességgel!)
KAPCSOLÓDÁS INTERNETHEZ
ISP szolgáltató kell:
2/24/2015
Tehát a ROSSZ ÖSSZEKÖTTETÉS TÖBB BEVÉTELT csinál a szolgáltatónak!!!!
Külön előfizetés, külön számlázás, külön authentikáció, PPP/SLIP overhead a fenti sebességű vonalon
Teljesítmény: 1,2kB/s átvitel, 400..500ms körkésleltetési idő a routerig
VITMM323
13
GSM modemes adatátvitel gyengéi
Erőforrások rossz kihasználása
Kis sebesség: 9,6 kbps, 1,2 kBps Fix rádiós kódolási alg.:
Félduplex adásmód:
Akkor is fizetek, ha nem viszek át adatot
A rendszer használói kapacitása kicsi
2/24/2015
50% kihasználtság max.
Nagy költség a felhasználó felé
Alacsony hatékonyságú, mert a legrosszabb esetre van tervezve
Bármikor csak maximum 8 használó lehet vivőnként
VITMM323
14
•GSM modemes adatátvitel gyengéi (2)
Egy adatkapcsolat-viszony (session) kiépülése nagyon lassú GSM hívás felépítés + modem-handshake + ISP bejelentkezés A felhasználói programok állandó újraindítási kényszere Általában minden adatkapcsolat-viszony után újra kell indítani az interaktív alkalmazásokat Bonyolult Internet elérés, nincs barangolási funkció Külön ISP, külön azonosító, külön authentikáció Ha nincs ISP, akkor terminál szerver kell a csomagkapcsolt hálózatra áttéréshez
2/24/2015
Nem szabványos megoldás, a GSM szabványokban nincs benne
VITMM323
15
GSM digitális adatátvitel (UDI) lehetőségei
2/24/2015
A GSM UDI kapcsolódni tud ISDN hálózathoz Rövidebb hívás felépítés: kb. 5mp ISP authentikáció direkt támogatása lehetséges („A” subscriber identity) GSM gyártók által támogatott Adattömörítés Adattömörítési lehetőség az MS és a hálózat (MSC) között a rádiós interfészen Szabványos, egyes adatkártyák és a hálózat (MSC) támogatják: V.42bis TXT adatok esetén 4:1 tömörítés, ez nem igaz tömörített, titkosított, vagy bináris adatra Processzor intenzív(!)
VITMM323
16
GSM UDI továbbfejlesztési lehetőségei: HSCSD
HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)
Egyidőben több időrést használ Átlátszó adatátvitelnél:
Nem-átlátszó átvitelnél:
2/24/2015
1…max.4 időrés mobil állomásonként max. 38,4 kbps átvitel, A csatornaszám dinamikusan változhat 1…8 időrés mobil állomásonként, max. 64 kbps átvitel, statikus csatorna kiosztás
GSM szabvány tartalmazza
VITMM323
17
GSM UDI: 14,4 kbps csatorna kódolás
Jobb csatorna kódolás, mint a hagyományos GSM Lényege: kisebb hibavédelem, több használói adat, ha jók a rádiós körülmények
(kb. 90…95%-a a cella területnek)
Kombinálni lehet HSCSD-vel és/vagy V.42 bis-el Két 14,4 kbps időréssel már V34 modem (28.8 kbps) csatlakozás lehetséges A két időrés használata még nem túl nehéz követelmény a mobilra nézve Szabványos
2/24/2015
VITMM323
18
EDGE — Enhanched Data Rate for GSM evolution
EDGE: Tovább fejlesztett modulációs techn.
Átviteli szakaszhoz alkalmazkodó kódolás
28,8 kbps áramkörkapcsolt adatátvitel esetén 11,2…69,2 kbps csatornánként csomagkapcsolt GPRS üzemmódban
Minden hordozószolgálat esetén lehetséges többszörös időrést használni
2/24/2015
3-szor akkora bitsebesség Kis sebességű mozgékonyságot feltételez
max. 554 kbps átviteli sebesség a rádiós interfészen, csomagkapcsolt adat esetén
VITMM323
19
