GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura...

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GSM GSM parte II parte II

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GSMGSMparte IIparte II

GSMGSMparte IIparte II

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Architettura del GSMArchitettura del GSM

Carla Chiasserini
BSS Base station subsystemAttenzione: la fig. è sbagliata.L'OSS non include AuC e EIR, che invece fanno parte dell'NSSControllare sull'Hein-Gunnar!!!!!
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Base Station (BS)

Base Tranceiver Station (BTS) Interfaccia fisica che si occupa della

rice-trasmissione

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Station Controller (BSC)Controllo delle risorse

sull’interfaccia radio

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Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Tranceiver StationBTS

Base Tranceiver StationBTS

Carla Chiasserini
BTS sopra un palazzo che serve 3 celle, con antenne poste ai 3 angoli di un triangolo
Carla Chiasserini
BTS: nel '91 era grossa come un armadio, oggi come una cassetta postale!
Casetti
Molte info tratte da www.gsmworld.it
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Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

È il punto di accesso alla rete di TLC, o se si

vuole, la “controparte” di MT

È il punto di accesso alla rete di TLC, o se si

vuole, la “controparte” di MT

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Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

È collocata in un punto opportuno della cella (es. al centro per

celle circolari, nel vertice delle celle settorizzate, ad un estremo delle celle oblunghe

per la copertura stradale...)

È collocata in un punto opportuno della cella (es. al centro per

celle circolari, nel vertice delle celle settorizzate, ad un estremo delle celle oblunghe

per la copertura stradale...)

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Carla Chiasserini
cella circolare: BTS come vista prima che raccoglie 3 antenne, situata al centro
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Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

Dalla potenza del BTS dipende la dimensione fisica della cella: grazie a questa caratteristicaè possibile “aggiustare” in modo dinamico le dimensioni delle celle

Raggio min: 300m max: 35km ca.

Dalla potenza del BTS dipende la dimensione fisica della cella: grazie a questa caratteristicaè possibile “aggiustare” in modo dinamico le dimensioni delle celle

Raggio min: 300m max: 35km ca.

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Carla Chiasserini
Raggio cella: da 300 m a 35 Km, dim. tipica=5Km
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Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

Ciascuna BTS può avere da 1 a 16 interfacce radio, corrispondenti a

canali diversi in FDM

Ciascuna BTS può avere da 1 a 16 interfacce radio, corrispondenti a

canali diversi in FDM

Ciascuna interfaccia radio corrisponde a 8 canali TDM Ciascuna interfaccia radio

corrisponde a 8 canali TDM

Carla Chiasserini
ogni coppia di portanti (DL e UL) richiede un'interfaccia radio
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Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

Effettua la codifica di canale (Channel Coding Unit –CCU) e la cifratura

Effettua la codifica di canale (Channel Coding Unit –CCU) e la cifratura

Modula / demodula i segnaliModula / demodula i segnali

Realizza il frequency hoppingRealizza il frequency hopping

Effettua l’interleavingEffettua l’interleaving

Carla Chiasserini
FH per combattere fading applicato saltando da una freq. all'altrasi cerca di minimizzare l'attenuazione selettiva del canale radio
Carla Chiasserini
tramite la CCU, che fa anche l'interleaving e le misure che servono poi per il calcolo del Timing Advance
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Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

Effettua misura di qualità dei canali uplink e riceve da MT le misure

relative al downlink, le invia al BSC che decide il controllo di potenza e

l’handover

Effettua misura di qualità dei canali uplink e riceve da MT le misure

relative al downlink, le invia al BSC che decide il controllo di potenza e

l’handover

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Carla Chiasserini
misure durante il collegamento con un MS
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Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

Implementa i protocolli di livello fisico sull’interfaccia radio (Um) per il corretto scambio di informazioni

tra MT e BTS

Implementa i protocolli di livello fisico sull’interfaccia radio (Um) per il corretto scambio di informazioni

tra MT e BTS

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

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Stazione Radio Base BTSStazione Radio Base BTS

Filtro output

Filtro input

diversity

Controllo + clock

TX HF (mod)

----------

RX HF (demod)

TRX

(digital proces.)

Slow FH

Trans. system

Abis

Carla Chiasserini
TRX=tranceiverFH=freq. hopping entrambi fatti a bassa frequenza
Carla Chiasserini
Filtro IN: a larga banda che prende tutte le freq. a 900, 1800, 1900 MHz
Carla Chiasserini
Filtro OUT: filtro a banda stretta che seleziona un canale a 200 KHz
Carla Chiasserini
qui è rappresentato solo un TRX, in realtà in una BTS ci possono esere da 1 a 16 TRX, tipicamente però ci sono da 1 a 4 TRXUn tranceiver gestisce TX e RX (up e dl), che avviene su 2 portanti radio separate, quindi un tranceiver può gestire 2 portanti (segue che tipicamente si hanno 6-8 portanti radio per BTS)
Carla Chiasserini
BTS hanno un clock interno, di solito scarso e ricevono il sincronismo + preciso dalle BSC (tramite il canale PCM). Clock al rubidio possono essere usati per sincronizzare le BTS fra loro precisamente così da facilitare gli handover (HO sincronizzati).In un HO sincronizzato, le BTS sorg. e dest. hanno gli slot perfettamente allineati. In questo caso l'MT può calcolarsi il nuovo TA vesro la BTS dest. dalla diff. temporale con cui riceve l'inizio di uno slot, e la BTS dest. non deve rimandargli il TA durante l'handover->+ semplice! (vedi Heine nel glossario HO sync.)Entro una BTS, tutti i TRX devono essere in sync. con precisione.
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Base Tranceiver Station - BTSBase Tranceiver Station - BTS

È un apparato di livellofisico e non ha praticamente alcuna “intelligenza”: nel GSM anche la valutazione e la decisione

sugli handover da effettuare è demandata ad altre entità

(MT, BSC e MSC)

È un apparato di livellofisico e non ha praticamente alcuna “intelligenza”: nel GSM anche la valutazione e la decisione

sugli handover da effettuare è demandata ad altre entità

(MT, BSC e MSC)

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

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Stazione Radio Base: esempiStazione Radio Base: esempi

Casetti
BTS monocella della rete GSM austriaca A1. Installata su traliccio autoportante, dispone di due antenne omnidirezionali senza antenna diversity. E' il tipo più semplice e meno costoso, ma anche meno performante.
Casetti
BTS bisettoriale (bicella). Anch'essa installata su traliccio autoportante, dispone di 2 settori disposti back-to-back con antenne direzionali e antenna diversity (3 pannelli per settore). Alcune volte in questa tipologia di BTS le antenne trasmittenti sono poste su un piano rialzato rispetto alle riceventi per evitare interferenze dovute al sovrapporsi dei lobi di illuminazione in ricezione e in trasmissione (180°).
Casetti
BTS trisettoriale (clover) di tipo a basso impatto visivo ed ambientale, con dispositivi di duplice (configurazione molto utilizzata in Germania e Austria). Dispone di 3 settori, ognuno formato da 2 pannelli montati verticalmente. Utilizza un dispositivo di duplice abbinato a tecniche di diversità di polarizzazione che consente di realizzare i settori con due sole antenne pur continuando ad implementare l'antenna diversity. In questa tipologia un pannello a doppia polarizzazione è utilizzato sia in trasmissione che in ricezione (ad es. trasmette in polarizzazione verticale e riceve in polarizzazione orizzontale), l'altro invece è utilizzato solo in ricezione in polarizzazione opposta rispetto al primo.
Casetti
La TIM gestisce in Italia sia la rete GSM che la rete analogica E-TACS, la maggior parte dei siti installati risultano quindi condivisi fra i due sistemi. In particolare ogni settore dispone di antenne riceventi condivise e di un'antenna trasmittente dedicata per ciascun sistema. Ciò spiega perchè i settori TIM sono costituiti, nella maggior parte, da quattro e non tre antenne. Non tutti i siti TIM sono condivisi, ne esistono alcuni soltanto GSM o E-TACS. In questo caso i settori sono giustamente composti da 3 antenne.
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Stazione Radio Base: esempiStazione Radio Base: esempi

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Stazione Radio Base: esempiStazione Radio Base: esempi

Casetti
GUbbio: pannelli nascosti nella torre campanaria
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Base Station (BS)

Base Tranceiver Station (BTS) Interfaccia fisica che si occupa della

rice-trasmissione

Stazione Radio BaseStazione Radio Base

Base Station Controller (BSC)Controllo delle risorse

sull’interfaccia radio

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Un BSC controlla un numeroelevato di BTS:

da alcune decinead alcune centinaia

Un BSC controlla un numeroelevato di BTS:

da alcune decinead alcune centinaia

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Carla Chiasserini
BSC: controlla di solito le BTS che si trovano su un'estensione di città di media grandezza
Casetti
Vodafone ha circa 430 BSC sul territorio, anche se molte sono "concentrate" nello stesso sito
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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Matrice di commutazione

Controllo + clock

DBTCE

TCE

TCE

TCE

TCE

TCE

AAbis

Carla Chiasserini
TCE=terminal control element
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BTS e BSC sono collegate da collegamenti a 2 Mb/s (32 canali PCM a 64 kb/s)

Un canale PCM del collegamento a 2 Mb/s viene usato per trasportare 4 canali di traffico GSM a 13 kb/s

Per ogni portante occorrono 3 canali PCM: 1 per segnalazione, 2 per trasportare 8 canali di traffico GSM

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Carla Chiasserini
32 canali PCM a 64 kp/s: 1-31 informazioni di utente, il 32esimo porta informazioni di controllo
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La transcodifica della voce GSM (13 kb/s) PCM (64 kb/s) e viceversa è fatta dalla BSC (Transcoder Rate Adaptation Unit - TRAU)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

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BTS BSC MSC

Canali di traffico GSM (13kb/s) PCM a 2Mb/s

Canali PCM standard 64 kb/s

31 0 1 31

0 1 32

Trama PCM a 2Mb/s(32 x 64 kb/s)

31 1 3 31

Trama PCM

0 2

0

0

Transcodifica

2

TM

Carla Chiasserini
2Mb/ è la velocità di trasmisione sulla linea.I bit negli slot sono trasmessi a 2Mps, solo che ogni slot porta ciascuno una quantità di dati corrispondente ad una velocità di tx media pari a 64 kps (media sullo slot). La velocità di picco però è 2 Mbps
Carla Chiasserini
notare che a seconda di dove viene fatta la transcodifica, l'info si espande in punti diversi e se è tra la BSC e la BTS, servono + cavi per portare l'info tra MSC e BSC. Se invece il TRAU si trova alla MSC insieme alla BSC, così non servono tanti cavi per portare l'info.
Carla Chiasserini
un canale PCM su 32 è usato per la segnalazione PCM
Casetti
13 Kb/s voce + 3 Kb/s codifica di linea = 16 kb/sIn un canale PCM a 64 kb/s sono trasportati 4 canali GSM
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Comunicazione tra BTS e BSC

La comunicazione tra BTS e BSC può avvenire: – via rete fissa telefonica, noleggiando le

linee da un gestore nel caso l'operatore GSM non ne disponga di proprie

– via radio La soluzione via radio é sicuramente più

economica, (no canone di noleggio delle linee, né costose infrastrutture)

E' così possibile installare le BTS nelle posizioni ideali, con l'unico obbligo di fornire una linea di alimentazione elettrica alla BTS.

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Comunicazione tra BTS e BSCPonte Radio a Microonde

I canali PCM possono essere trasferiti al BSC con ponte radio a microonde (freq. da 13 a 58 GHz)

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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

Transcodifica della voceGSM PCM

Transcodifica della voceGSM PCM

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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio

Decisione se è il caso di fare handover

Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio

Decisione se è il caso di fare handover

Carla Chiasserini
BSC aggiorna ogni 480ms (per ogni meas. rep.) il TA,inoltre se ci sono celle ad ombrello è lei che decide se usare la macro o la micro cella
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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio

Gestione dell’handover tra BTS controllate dallo stesso BSC o richiesta di gestione all’MSC

Analisi delle misure di qualità del segnale sulla tratta radio

Gestione dell’handover tra BTS controllate dallo stesso BSC o richiesta di gestione all’MSC

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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

Controllo delle risorse radio: gestione delle frequenze,

che possono essere assegnate in modo

dinamico alle varie BTS

Controllo delle risorse radio: gestione delle frequenze,

che possono essere assegnate in modo

dinamico alle varie BTS

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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

Gestione del pagingGestione del paging

Manutenzione del BSSManutenzione del BSS

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Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)I compiti principali del BSC sono:I compiti principali del BSC sono:

La concentrazione del traffico verso un MSC e

lo smistamento del traffico verso le BTS

La concentrazione del traffico verso un MSC e

lo smistamento del traffico verso le BTS

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I BSC possono essere colocati nel sito di un MSC o essere

autonomi,o ancora essere posizionati vicino

(o insieme) ad alcune BTS.Normalmente vengono colocati

con MSC per questioni di controlloe manutenzione

I BSC possono essere colocati nel sito di un MSC o essere

autonomi,o ancora essere posizionati vicino

(o insieme) ad alcune BTS.Normalmente vengono colocati

con MSC per questioni di controlloe manutenzione

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

Controllore della Stazione Radio Base (Base Station Controller-BSC)

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Architettura del GSMArchitettura del GSM

Carla Chiasserini
BSS Base station subsystem
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Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

Noto anche come Switching and Management Sub-system (SMSS), svolge funzioni fondamentali

→ Gestione della mobilità

→ Controllo delle chiamate

→ Supporto ai servizi forniti

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Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

HLR VLR

EIR

AuC

NSS

BSS

A

Um

TM

(G)MSC

Carla Chiasserini
qui ci sono riportati anche EIR e AuC che nella figura globale fanno invece parte del OSS
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Mobile Switching Center (MSC): è la centrale di commutazione che gestisce i servizi mobili

Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

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Home Location Register (HLR): è il data base con

– I dati permanenti degli utenti

– I dati dinamici per gestire la mobilità (es. identificativo del VLR)

Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

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Visitor Location Register (VLR): è il data base con

– Le informazioni relative ai MT attualmente presso l’area di competenza del MSC

Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

Carla Chiasserini
maniene alcune info che sono nell'HLR e alcune nuove (es. TIMSI, MSRN, IMSI detach, LAI, HO number), ma comunque solo per quegli utenti che sono al momento sotto il suo controllo, dopodichè cancella tutto
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Equipment Identity Register (EIR): è il data base degli apparati rubati o difettosi

Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

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Authentication Center (AuC): genera chiavi di cifratura

Network and Switching Sub-system (NSS)Network and Switching Sub-system (NSS)

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E’ un “normale” commutatore PCM (commutatore a circuito) cui sono state aggiunte funzionalità di segnalazione per la gestione della mobilità

E’ un “normale” commutatore PCM (commutatore a circuito) cui sono state aggiunte funzionalità di segnalazione per la gestione della mobilità

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

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Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Funzioni fondamentali:

Gestione della mobilità (location update, paging ecc.)

Controllo delle chiamate (con autenticazione)

Supporto ai servizi

Funzioni fondamentali:

Gestione della mobilità (location update, paging ecc.)

Controllo delle chiamate (con autenticazione)

Supporto ai servizi

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Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Funzioni fondamentali:

Alloca risorse e crea connessioni con i TM sulla rete fissa (Connection Management - CM)

Consente l’instradamento delle chiamate da un TM ad un altro

Funzioni fondamentali:

Alloca risorse e crea connessioni con i TM sulla rete fissa (Connection Management - CM)

Consente l’instradamento delle chiamate da un TM ad un altro

Page 43: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

Un caso particolare di MSC è il GMSC (Gateway-MSC), che è l’interfaccia tra la rete GSM e le reti fisse (PSTN) e/o altre reti GSM (PLMN)

Un caso particolare di MSC è il GMSC (Gateway-MSC), che è l’interfaccia tra la rete GSM e le reti fisse (PSTN) e/o altre reti GSM (PLMN)

Claudio Casetti
PLMN = Public Land Mobile Network
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Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

Funzioni fondamentali:

Interworking con altre reti

Funzioni di gateway

Funzioni fondamentali:

Interworking con altre reti

Funzioni di gateway

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Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Gateway Mobile Switching Center-GMSC)

GMSC è anche il “punto di partenza” per la ricerca dei TM nella rete cellulare per chiamate provenienti da altre reti (fisse o mobili)

GMSC è anche il “punto di partenza” per la ricerca dei TM nella rete cellulare per chiamate provenienti da altre reti (fisse o mobili)

Consente l’instradamento delle chiamate da un TM verso telefoni fissi e mobili in altre reti

Consente l’instradamento delle chiamate da un TM verso telefoni fissi e mobili in altre reti

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A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùGMSC

A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùGMSC

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

Centro di Commutazionedei Servizi Mobili (Mobile Switching Center-MSC)

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Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register) È una base dati permanente associata in modo univoco ad una PLMN

È una base dati permanente associata in modo univoco ad una PLMN

A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùHLR a cui sono associati in modo fisso i TM. Spesso è colocato con un GMSC

A seconda delle dimensioni dellarete e del numero di utenti un operatore può avere uno o piùHLR a cui sono associati in modo fisso i TM. Spesso è colocato con un GMSC

Page 48: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Memorizza le informazioni (profilo di utente) relative a tutti i TM la cui localizzazione di default è presso l’HLR considerato

Memorizza le informazioni (profilo di utente) relative a tutti i TM la cui localizzazione di default è presso l’HLR considerato

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Carla Chiasserini
Può essere implementato integrato con un GMSC
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HLR memorizza informazioni permanenti come l’IMSI (International Mobile Subscriber Identity), il numero di telefono della SIM associata (che NON sono la stessa cosa), i servizi supplementari a cui l’utenteè abilitato

HLR memorizza informazioni permanenti come l’IMSI (International Mobile Subscriber Identity), il numero di telefono della SIM associata (che NON sono la stessa cosa), i servizi supplementari a cui l’utenteè abilitato

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Carla Chiasserini
IMSI=identificatore del terminale mobile. è quello fondamentale in GSM, è il numero che identifica la SIMè memorizzato tutto il profilo di utente
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HLR memorizza anche informazioni volatili:

HLR memorizza anche informazioni volatili: L’indirizzo del VLR presso

cui può essere reperito l’utente

L’indirizzo del VLR presso cui può essere reperito l’utente

Parametri temporanei per identificazione e crittografia

Parametri temporanei per identificazione e crittografia

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

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Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

Registro di Localizzazione Principale (Home Location Register)

HLR memorizza anche informazioni volatili:

HLR memorizza anche informazioni volatili: Eventuale numero di telefono

per l’inoltro delle chiamate Eventuale numero di telefono

per l’inoltro delle chiamate

... ...

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È una base dati temporaneaassociata a tutti gli MSC, anche ai GMSC (spesso MSC e VLR sono integrati)

È una base dati temporaneaassociata a tutti gli MSC, anche ai GMSC (spesso MSC e VLR sono integrati)

Contiene i dati essenziali per il servizio dei TM attualmente sotto la giurisdizione del (G)MSC a cui VLR è associato

Contiene i dati essenziali per il servizio dei TM attualmente sotto la giurisdizione del (G)MSC a cui VLR è associato

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Page 53: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Si noti che per questione di uniformità viene usato il VLR anche per i terminali mobili che si trovano

presso il proprio MSC: l’informazione memorizzata nell’HLR viene

“duplicata localmente”

Si noti che per questione di uniformità viene usato il VLR anche per i terminali mobili che si trovano

presso il proprio MSC: l’informazione memorizzata nell’HLR viene

“duplicata localmente”

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Carla Chiasserini
x semplificare le procedure, i miei dati sono memorizzati 2 volte nel HLR e VLR a RM (se sono di RM)Se vado a MI, le info sono spostate nel VLR di MI da quello di RM, e poi chiaramente restano nel HLR
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Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Anche i dati usati usati per identificare e autenticare l’utente

Anche i dati usati usati per identificare e autenticare l’utente

Nel VLR vengono duplicati molti dei dati di un utente già presenti nell’HLR

Nel VLR vengono duplicati molti dei dati di un utente già presenti nell’HLR

Carla Chiasserini
mettere dentro una tabellina che dice quali parametri ha l'HLR e il VLR (vedi Hein)
Page 55: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Il VLR crea il TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) che è usato invece dell’IMSI per non trasmettere regolarmente l’IMSI via radio (protezione da intrusioni) e lo memorizza

Il VLR invia il TMSI in modo cifrato al TM che lo memorizza nella SIM

Il VLR crea il TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) che è usato invece dell’IMSI per non trasmettere regolarmente l’IMSI via radio (protezione da intrusioni) e lo memorizza

Il VLR invia il TMSI in modo cifrato al TM che lo memorizza nella SIM

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Page 56: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Il TMSI viene modificato frequentemente ed è legatoanche alla posizione del mobile (LAI)

Il TMSI viene modificato frequentemente ed è legatoanche alla posizione del mobile (LAI)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Il VLR memorizza anche il LAI e informazioni che servono per l’instradamento delle chiamate verso il TM (MSRN)

Il VLR memorizza anche il LAI e informazioni che servono per l’instradamento delle chiamate verso il TM (MSRN)

Page 57: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Registro di Localizzazione dei Visitatori (Visitor Location Register-VLR)

Nel VLR viene mantenuto lo stato del TM: acceso (attached) o spento (detached)

Nel VLR viene mantenuto lo stato del TM: acceso (attached) o spento (detached)

Page 58: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Numero di identificazione di uso interno alla rete

Numero di identificazione di uso interno alla rete

Composto da 3 campi Composto da 3 campi

IMSIIMSI

Page 59: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Composto da 3 campi:Composto da 3 campi:

MCC: Mobile Country Code (3 cifre) MCC: Mobile Country Code (3 cifre) MNC: Mobile Network Code,

che identifica l’operatore che fornisce il servizio (2 cifre)

MNC: Mobile Network Code, che identifica l’operatore che fornisce il servizio (2 cifre) MSIN: Mobile Subscriber Identification Number, che identifica la SIM (fino a 10 cifre)

MSIN: Mobile Subscriber Identification Number, che identifica la SIM (fino a 10 cifre)

IMSIIMSI

Page 60: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

IMSIIMSI

Es: 222 01 4572228769, identifica una SIM italiana (222) del gestore TIM (01)

Es: 222 01 4572228769, identifica una SIM italiana (222) del gestore TIM (01)

Il numero di telefono dell’apparatoin questione è completamente scorrelato dall’IMSI

Il numero di telefono dell’apparatoin questione è completamente scorrelato dall’IMSI

Carla Chiasserini
no. di telefono completamente diverso, infatti del tipo 349...etc.
Page 61: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Strutturalmente uguale a IMSI Strutturalmente uguale a IMSI

È legato al LAI e identifica univocamente un utente in una Location Area

È legato al LAI e identifica univocamente un utente in una Location Area

TMSITMSI

Numero assegnato temporaneamente dalla rete (VLR) a MT per questionidi privacy e protezione

Numero assegnato temporaneamente dalla rete (VLR) a MT per questionidi privacy e protezione

Page 62: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Cambiato ad ogni uso, e ad ogni location update

Cambiato ad ogni uso, e ad ogni location update

Trasmesso in chiaro dal MT per autenticarsi, viene ri-assegnatodalla rete dopo aver instaurato un canale sicuro (crittografato) una eventuale intercettazione è inutile

Trasmesso in chiaro dal MT per autenticarsi, viene ri-assegnatodalla rete dopo aver instaurato un canale sicuro (crittografato) una eventuale intercettazione è inutile

TMSITMSI

Page 63: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

IMSI inviato solo se necessario, MS cerca prima di inviare TMSI

IMSI inviato solo se necessario, MS cerca prima di inviare TMSI

Ad esempio:MS non ha un TMSI in memoriaTMSI non è più valido

Ad esempio:MS non ha un TMSI in memoriaTMSI non è più valido

TMSI & IMSITMSI & IMSI

Page 64: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

MSISDN: Mobile Station International ISDN Number... il numero di telefono

MSISDN: Mobile Station International ISDN Number... il numero di telefono

MSRN: Mobile Station Roaming Number

MSRN: Mobile Station Roaming Number

MSISDN & MSRNMSISDN & MSRN

Page 65: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

MSRN:Mobile Station Roaming Number

MSRN:Mobile Station Roaming Number

Numero usato dalla rete per l’instradamento delle chiamate

Numero usato dalla rete per l’instradamento delle chiamate

Memorizzato presso VLR, identifical’MSC dove si trova il mobile, quindi anche l’eventuale operatore di roaming

Memorizzato presso VLR, identifical’MSC dove si trova il mobile, quindi anche l’eventuale operatore di roaming

MSISDN & MSRNMSISDN & MSRN

Page 66: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

International Mobile Equipment Identity

International Mobile Equipment Identity

Numeri di identificazione dell’apparato

Numeri di identificazione dell’apparato

IMEI (60 bit) identifica l’hardware IMEI (60 bit) identifica l’hardware

IMEI e IMEISVIMEI e IMEISV

Carla Chiasserini
se si cambia SIM e si usa lo stesso telefonino, l'IMSI cambia, l'IMEI non cambia
Page 67: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

IMEISV (64 bit) identifica anche eventuali diverse versioni

di software/firmware

IMEISV (64 bit) identifica anche eventuali diverse versioni

di software/firmware

24 bit: TAC (Type Approval Code) 24 bit: TAC (Type Approval Code)

8 bit: FAC (Final Assembly Code) - il produttore

8 bit: FAC (Final Assembly Code) - il produttore

IMEI e IMEISVIMEI e IMEISV

Page 68: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

IMEISV (64 bit) identifica anche eventuali diverse versioni

di software/firmware

IMEISV (64 bit) identifica anche eventuali diverse versioni

di software/firmware

24 bit: SN (Serial Number) 24 bit: SN (Serial Number)

8 bit: SVN (Software Version Number) in IMEISV

8 bit: SVN (Software Version Number) in IMEISV

IMEI e IMEISVIMEI e IMEISV

(4 bit non usati in IMEI) (4 bit non usati in IMEI)

Page 69: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Data in the HLR and the VLRData in the HLR and the VLR

Subscriber specific

Parameter HLR/AuC VLR

IMSI Y Y

Ki Y N

TMSI N Y

Service restrictions Y N

Supplementary servicesY Y

MSISDN Y Y

Page 70: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Data in the HLR and the VLRData in the HLR and the VLR

Authentication and ciphering

Parameter HLR/AuC VLR

A3 Y N

A5 (in BSS) N N

A8 Y N

RAND Y Y

SRES Y Y

Kc Y Y

Page 71: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Data in the HLR and the VLRData in the HLR and the VLR

Subscriber location / Call Forwarding

Parameter HLR/AuC VLR

HLR number N Y

VLR number Y N

MSC number Y Y

LAI N Y

MSRNN Y

Handover number N Y

Page 72: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

È una base dati il cui uso èa discrezione dell’operatore

È una base dati il cui uso èa discrezione dell’operatore

Contiene l’identificativo e le caratteristiche di tutti gli apparati GSM (MT - l’hardware!!!) prodotti, insieme al produttore, al paesedi fabbricazione, etc.

Contiene l’identificativo e le caratteristiche di tutti gli apparati GSM (MT - l’hardware!!!) prodotti, insieme al produttore, al paesedi fabbricazione, etc.

Registro di Identificazione degli apparati (Equipment Identity Register)

Registro di Identificazione degli apparati (Equipment Identity Register)

Page 73: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Può essere usato per proteggerela rete dall’uso di apparecchiature non a norma, rubate, esportate illegalmente...

Può essere usato per proteggerela rete dall’uso di apparecchiature non a norma, rubate, esportate illegalmente...

Registro di Identificazione degli apparati (Equipment Identity Register)

Registro di Identificazione degli apparati (Equipment Identity Register)

Page 74: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

È associato a ciascun HLR È associato a ciascun HLR

È in grado di effettuare correttamente le stesse operazioni di codifica che sono associate a ciascuna SIM

È in grado di effettuare correttamente le stesse operazioni di codifica che sono associate a ciascuna SIM

È il “motore” per l’autenticazione delle SIM

È il “motore” per l’autenticazione delle SIM

Centro di Autenticazione(Authentication Center–AuC)Centro di Autenticazione(Authentication Center–AuC)

Page 75: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Gestisce alcune importantioperazioni per abilitare

la cifratura della trasmissione sull’interfaccia radio

Gestisce alcune importantioperazioni per abilitare

la cifratura della trasmissione sull’interfaccia radio

Centro di Autenticazione(Authentication Center–AuC)Centro di Autenticazione(Authentication Center–AuC)

Page 76: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

È la sede di tutte le operazionidi gestione (tecnica e non)

della rete

È la sede di tutte le operazionidi gestione (tecnica e non)

della rete

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Page 77: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Effettua la tariffazione, controlla il traffico in rete, gestisce i

messaggi di errore provenienti dalla rete,

controlla e memorizza il carico delle singole BTS e

BSC per operazioni di pianificazione (eventualmente dinamica)

Effettua la tariffazione, controlla il traffico in rete, gestisce i

messaggi di errore provenienti dalla rete,

controlla e memorizza il carico delle singole BTS e

BSC per operazioni di pianificazione (eventualmente dinamica)

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Page 78: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Centro Gestione e Controllo (Operation and Maintenance Center)

Consente di configurare le singole BTS tramite

le BSC e di controllare

il funzionamento (corretto o meno)di tutte le apparecchiature

periferiche della rete (cioè in pratica di tutti gli elementi

descritti fino ad ora)

Consente di configurare le singole BTS tramite

le BSC e di controllare

il funzionamento (corretto o meno)di tutte le apparecchiature

periferiche della rete (cioè in pratica di tutti gli elementi

descritti fino ad ora)

Carla Chiasserini
aggiungere pila iso/osi GSM!!!!!!!
Page 79: GSM parte II GSM. Argomenti della lezione Breve storia Elementi e componenti Architettura Interfacce.

GSMGSMparte IIparte II

GSMGSMparte IIparte II