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UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA CARRERA DE INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES
COMUNICACIONES MOVILES TEL 320 TELEFONÍA MÓVIL INTRODUCCIÓN Docente: Ing. José Campero
INTRODUCCIÓN Según la UIT, se habla de comunicaciones móviles cuando existe al menos un terminal cuya ubicación se desplaza, requiriéndose servicio de comunicación telefónica durante ese desplazamiento.
La telefonía celular es un caso especial de las comunicaciones móviles. Ha experimentado un crecimiento notable en poco tiempo. Su grado de penetración en el mercado ha superado a cualquier producto hasta ahora conocido. La principal causa de su éxito radica en la necesidad creciente de movilidad y comunicación simultánea La rebaja de precios del servicio en comparación con la telefonía convencional fija
TELEFONÍA CELULAR FACTORES QUE HAN CONTRIBUIDO AL DESARROLLO DE LA TELEFONÍA MÓVIL: AUMENTO DE LA CAPACIDAD DE CANALES
REUSO DE FRECUENCIAS
COBERTURA CON POTENCIA REDUCIDA
PENETRACION DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN MÓVIL No. de Usuarios
Móviles
1
TV Color
PC
10 Años después introducción en el mercado
TV Blanco y negro
20 Años
EVOLUCIÓN
EVOLUCIÓN
1G: Red celular analógica – Conmutación de circuitos 2G: Red celular digital (GSM) – Conmutación de circuitos 2,5 G: Red celular digital (GPRS) – Conmutación de paquetes 3G: Red celular digital UMTS – Conmutación de paquetes 4G: Red celular digital multimedia: – Todo IP (VoIP)
MIGRACIÓN DE LOS SISTEMAS DIGITALES CELULARES Circuit-Switched
Circuit-Switched Voice Packet-Switched Data
Packet-Switched
GSM Circuit-Switched Voice Packet Data
GPRS EDGE
IS-136 Circuit-Switched Voice
Packet Voice & Data over EDGE
IS-136+ EDGE GPRS: General Packet Radio Service (17.6 kbps x 8) EDGE: Enhanced Data for GSM Evolution (59.2 kbps x 8) UMTS: Universal Mobile Telecomm Systems
UMTS CDMA2000
Packet Voice & Data over UMTS (WCDMA)
ARQUITECTURA DE UNA RED DE TELEFONÍA MOVIL
ARQUITECTURA DE UNA RED MOVIL AUC
EIC
SERVIDORES DE APLICACIÓN
MSC
HLR VLR EIR BSC
BSC
Controlador de radio base
BSC
Radio base
Radio Base Radio Base
Interfaz de radio Unidad Mòvil
Comutador MSC
ARQUITECTURA – CONMUTADOR MSC: Main Switching Center AUC
EIC
SERVIDORES DE APLICACIÓN
MSC
HLR VLR EIR BSC
BSC
Cobtrolador de rdio base
BSC
Radio base
Radio Base Radio Base
Interfaz de radio Unidad Mòvil
MSC - Conmutación UTILIZA: MSC Conmutación espacial Conmutación temporal Conmutación combinada TST, STS Sistemas de cruce de conexiones Es un conmutador RDSI, que puede proporcionar servicios de valor agregado. Asociado al conmutador están las bases de datos HLR y VLR que permiten identificar a los usuarios de Roaming.
AUC
EIC
ARQUITECTURA BASES DE DATOS
HLR VLR EIR
MSC
Bases de Datos
Las bases de datos son parte fundamental en un sistema de comunicación móvil ya que proporcionan la información necesaria para explotación del servicio.
En las bases de datos se inscriben los datos asociados a los atributos de usuario, procedimientos, equipamiento, configuración, etc.
Bases de Datos
VLR: Visitor Locator Register (Base de datos de abonados en Roaming)
HLR:Home Location Register. EIR: Equipment Identification Register (Módulo de identificación de equipos) – Proporciona un sistema de identificación para los equipos de la Red, de esta forma se le proporciona seguridad adicional a la red. – Es una base de datos con capacidad de gestión sobre los elementos de Red.
AUC
EIC
ARQUITECTURA: AUTENTICACIÓN HLR VLR EIR
MSC
Autenticación
La autenticación consiste en una serie de mecanismos de seguridad que permiten identificación plena del abonado y sus atributos e identificación plena de equipamiento y sus funcionalidades. La autenticación está presente en mayor o menor grado dependiendo de las tecnologías.
Autenticación
AUC: Autentication Center (Módulo de autentificación). – Funcionalidad que permite identificar de una manera única y segura al usuario. – Para eso se utiliza una base de datos donde esté almacenado el PIC (Password Identification Code). – El PIC es único en el mundo para cada usuario y es asignado por un organismo regulador en coordinación con los proveedores y operadores. – Genera otro código dinámico en base a un algoritmo que hasta la fecha proporciona una comunicación segura (libre de clonaciones).
EIC: Equipment Identification Center (Módulo de autenticaciòn de equipos)
ARQUITECTURA RADIOABASES
RADIOABASES
MSC
BSC BSC
Radio base
Radio Base Radio Base
Radiobases Subsistema de radio base (BSS):
Es la entidad responsable del establecimiento de las comunicaciones con las estaciones móviles que se encuentran dentro de su área de influencia.
Esta área de influencia puede ser constituida por una o más células cada una de ellas con una estación base.
Hay ocho clases de estaciones base en función de la potencia que van desde los 320 W a 2.5 w.
Radiobases El sistema de radiobases es fundamental y determina la cobertura de la red móvil. Está compuesta por controladores de radiobase y radiobases o “Transceptores” propiamento dichos.
BSC: Base Station Controller (Controlador de Radio Base)
BTS: Base Tranceivers Station (Radio Base)
Base Station Contoller Las funciones del BSC:
Sirve como nodo de trànsito entre la radiobase y el MSC.
Controla y adminstra las acciones y funcionalidades de las radiobases bajo su dependencia.
Asigna y administra el recurso de las frecuiencias disponibles.
Toma parte en los procesos de “Hand off” o cambio de celda por movilidad.
Puede controlar y administrar la potencia de radiación de las celdas bajo su dependencia.
Toma parte en los procesos de configuración o reconfiguración de la red celular
Base Transceiver Station Las funciones del BTS:
Administra la interfaz de acceso móvil.
Asigna canales a los usuarios de su entorno.
Mantiene una comunicación constante de sincronismo con los móviles del entorno aún sin conversación.
Es responsable por la cobertura según la potencia de irradiación y la orientación de las antenas.
ARQUITECTURA UNIDAD MÓVIL
UNIDAD MÓVIL
MSC
BSC
Cobtrolador de rdio base
Radio Base
Interfaz de radio Unidad Mòvil
UNIDAD MÓVIL
MS: Mobile Station (Estación móvil)
Estación móvil. Se distinguen tres tipos de estaciones móviles: 1.
Estación móvil fija Orientada a brindar servicios de telefonía robusta y tiene una potencia típica de 20 (watts).
2.
fija.
Es
Estación móvil acondicionada a movilidad Típicamente con potencias de 8 (watts).
3.
Unidad móvil portable Tienen potencias entre 2 y 0.8 (watts).
UNIDAD MÓVIL
Asociado a cada unidad móvil está el SIM (Subscriber Identity Module). Es único en el mundo y permite funciones de encriptación / identificación junto con el AUC que garantizan la seguridad (SIM = chip).
El SIM utiliza dos tipos de códigos PIN: Número de identificación personal, que el sistema pide al usuario cada vez que se enciende la unidad. PUK: Número de identificación de segunda alternativa en caso de superar el número intentos permitidos con el PIN. Solo prevee una oprtunidad.
SUBSISTEMA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
SUBSISTEMA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
OSS
Es un software de gestión que integra: NSS con otros NSS (Por ejemplo para interconexión). NSS con BSS (Para gestión y control interno).
Entre el NSS y el BSS es necesario un mecanismo de transporte, depende del tamaño y topología de la red. Puede ser estrella, anillo o árbol.
ARQUITECTURA DE INTERCONEXIÓN
RED DE INTERCONEXIÓN
NSS MSC
La red de interconexión tiene su nodo central en la cabecera NSS (Network Switching Subsystem) Cumple funciones de conmutación y adicionalmente las funciones de interconexión.
RED DE INTERCONEXIÓN
La interconexión involucra a todos lo operadores con los cuales hay algún tipo de intercambio de servicios o tráfico.
La red mas importante en la interconexión es la Red Telefónica Pública Conmutada PSTN (Public Switching Telephone Network).
La interconexión normalmente se da en múltiplos de E1 en función del tráfico (2 Mbps).
Adicionalmente
se necesitan interconexiones con la red de Internet y otras redes de datos y servicios
RED DE INTERCONEXIÓN
Se necesita interconexión entre el sistema móvil y: Red telefónica pública conmutada fija Red pública de datos Otras redes móviles Internamente el MSC de móvil necesita interconexión con: Controladores Radiobases La capacidad de interconexión normalmente está en términos de E1
SEÑALIZACIÓN PARA MÓVIL TCAP
TCAP.
TCAP: Transaction Capabilities Application Part. Parte de Control de Transacciones. OMAP Aplicación
MAP
INAP
TCAP
Presentación
ISUP
Sesión
TUP
DUP
Transporte SCCP Red
MTP 3
Enlace
MTP 2
Físico
MTP 1
NSP MTP
TCAP es un subnivel de la capa 7 de OSI. Equivale al ROSE (Remote Operations Service Element) de OSI. Está definido en las normas Q.771 a Q.775
TCAP • Habilita el despliegue de los servicios avanzados de la red inteligente, • Relaciona el intercambio de información entre SPs (signalling points) que usan el SCCP como servicio de conexión.
MAP ( Mobile Application Part )
MAP ( Mobile Application Part )
MAP envía mensajes entre conmutadores móviles y la base de datos, esta soporta autentificación de usuarios, identificación de equipos y roaming. Estos son llevados por el TCAP en redes móviles (IS-41 y GSM). Cuando un subscriptor móvil esta dentro de una nueva área de MSC (mobile switching center – Centro de conmutación móvil), el VLR(visitor location register) solicita el servicio dé información del perfil del usuario desde el HLR (home location register), usando el MAP la información es llevada dentro de mensajes TCAP.
MAP ( Mobile Application Part )
Los paquetes consisten de una cabecera seguida por 4 elementos de información, el formato general de la cabecera:
Length Longitud del paquete. MAP parameters Varios parámetros que dependen de la operación
Proporciona: – Mecanismo par Gateway-MSC (GMSC) para obtener un número de asignación para una llamada entrante. – Mecanismo para un MSC vía el “Visitor Location Register” (VLR) para poner al día estado del suscriptor y número de asignación. – Proporciona al subscriptor el perfil de servicio suplementario y los datos de los elementos de conmutación vía el VLR
MAP
MAP tiene la capacidad de habilitar componentes de SignalWare, Las funciones de estos componentes son: Home Location Registers (HLRs) Visitor Location Registers (VLRs) Mobile Switching Centers (MSCs), Gateway GPRS Support Nodes (GGSNs) Serving GPRS Support Nodes (SGSNs) Mobile Location Centers (MLCs)
TECNOLOGÍAS DE ACCESO
Método de Acceso Uno de los puntos más importantes en un sistema móvil, como la telefonía celular, es la forma de acceso al medio de comunicación. MSC
BSC
Radio Base
Interfaz de radio Unidad Mòvil
Tipos de Acceso Múltiple
FDMA Acceso múltiple por división de frecuencia. TDMA Acceso múltiple por división de tiempo. CDMA Acceso múltiple por división de código.
