Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

Capitolul 3 ARHITECTURA SISTEMULUI GSM 3.1. Prezentare de ansamblu O reea de telefonie mobil (Public Land Mobile Network PLMN) are n primul rnd rolul de permite comunicaiile ntre abonaii mobili i abonaii reelei telefonice publice comutate (Public Switched Telephony Network - PSTN). Ea se interfaeaz cu PSTN i conine comutatoare. Este caracterizat printr-un acces foarte specific: legtura radio. n sfrit, ca toate reelele, ea trebuie s ofere operatorului faciliti de exploatare i de mentenan. O reea de radiotelefonie poate fi decupat n trei subansamble: - subsistemul radio (BSS, Base Station Sub-System) care asigur transmisiile radioelectrice i administreaz resursa radio; - subsistemul de dirijare numit curent reea fix (NSS, Network Sub-System) care cuprinde ansamblul funciilor necesarela la stabilirea apelurilor i la mobilitate; (n faza a doua a specificaiilor GSM, termenul utilizat este SMSS pentru Switching and Management Sub-System; bineneles c acest termen a fost foarte apropiat de NSS care este utilizat n continuare fiind larg rspndit); - subsistemul de exploatare i mantenan (OSS, Operation Sub-System) care permite exploatatorului s-i administreze reeaua. Echipamentul terminal (MS) este n mod alternativ inclus sau exclus din subsistemul radio n funcie de context. Separarea funciilor ntre BSS i NSS necesit a face distincia ntre aspectul itineranei i cel al mobilitii radio. Itinerana este definit prin posibilitatea de a utiliza un terminal de telecomunicaii ntr-un punct oarecare. Este absolut posibil s considerm o reea acceptnd itinerana cu o interfa filar. Abonatul dispune, de exemplu, de o cartel echivalent cartelei SIM care introdus ntr-un telefon, bineneles cu un cod personal, i permite s se identifice pe orice banal telefon. El poate deci apela reeaua neavnd importan terminalul, facturndu-i-se din contul su personal i poate fi n aceeai msur apelat prin numrul su personal. O anumit reea trebuie deci s memoreze locaia abonatului i s fie capabil s dirijeze apelurile care i sunt destinate. Totui, n cursul unei comunicaii, nu este posibil debranarea telefonului i conectarea din nou fr pierderea corespondentului. Este deci necesar luarea n considerarea a itineranei, dar inutil considerarea transferului (handover). n acest sens NSS-ul administreaz itinerana. Mobilitatea radio ofer suplimentar posibilitatea de deplasare n cursul unei comunicaii i implic deci funcia de handover. BSS-ul, administreaz la nivelul su aspectul specific radio al reelei GSM. Are ca sarcin transmisia adaptat la canalul radio, alocarea canalelor radio i decide transferul.

1

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

3.2. Arhitectura canonic

BSS

NSS (SMSS)

BTS Abis A

HLR BTS BSC D C

BTS VLR A B Abis BTS D BSC MSC G BTS

E

VLR BTS Abis A B

BTS

BSC

MSC

Semnaliuare Circ. de cuvnt

Figura 3.1.

2

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

Figura 3.1 indic principalele elemente ale unei reele GSM fr subsistemul de exploatare i mentenan. BSS-ul conine : BTS-ul, (Base Transceivier Station), care sunt emitoare receptoare avnd un minim de inteligen, BSC-ul, (Base Station Controller) care controleaz un ansamblu de BTS-uri i permite o prim concentrare de circuite.

NSS-ul conine baze de date i comutatoare: MSC-ul, (Mobile-services Switching Center) sunt comutatoare mobile asociate n general bazelor de date ale VLR-urilor (Visitor Location Register), HLR-ul, (Home Location Register) este o baz de date de localizare i de caracterizare a abonailor.

3.3. Arhitectura material a subsistemului radio 3.3.1. Funciile BTS BTS-ul este un ansamblu de emiatoare receptoare numite TRX. Ea are rolul transmisiei radio: modulare, demodulare, egalizare, codere corectoare de erori. Ea administreaz n general tot nivelul fizic: multiplexarea TDMA, saltul lent de frecven, cifrarea. Realizeaz de asemeni ansamblul msurtorilor radio necesare pentru verificarea c o comunicaie n curs, se deruleaz corect. Aceste msurtori nu sunt interpretate prin BTS, ci sunt transmise direct BSC.ului. BTS-ul administreaz nivelul legturii de date pentru schimbarea semnalizrii ntre mobile i infrastructur (LAP Dm). n sfrit, ea administreaz legtura de date cu BSC-ul pentru ca s asgure fiabilitatea dialogului (LAP D). Capacitatea maxim a unui BTS este n mod tipic de 16 pori, ceea ce nseamn c poate suporta mai mult de 100 de comunicaii simultane.n zona rural, BTS-ul poate fi restrns la gestiunea unei singure pori suportnd pn la 7 comunicaii simultane. n zona urban, BTS comport n general 2 pn la 4 TRX putnd suporta circa 14 pn la 28 de comunicaii simultane. Pentru a da un ordin de mrime, la sfritul lui 94, Parisul intravilan era acoperit de puin mai mult de 100 de BTS-uri. Fiecare BTS deservete o suprafa de circa 1km2. Norma deosebete BTS-urile zise normale de micro-BTS. Primele corespund staiilor de baz clasice sistemelor celulare cu echipamente instalate n locaiile tehnice i antene pe acoperiuri conectate prin cabluri. Dispozitivele de cuplaj permit a avea o singur anten pentru mai multe TRX-uri dar pot reduce considerabil puterea disponibil la intrarea antenei.

3

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

Norma specific sensibilitatea i puterile maximale ale TRX-urilor, fr a pune n calcul aceste dispozitive de cuplaj (cf. fig. 3.2 i 3.4). valorile indicate sunt deci foarte superioare celor date n figura 3.9 pentru mobile. O mic toleran este acceptat pentru puterea maxim efectiv. GSM 900 Puterea maxima Limita puterii (W) maxime (W) 320 640 160 320 80 160 40 80 20 40 10 20 5 10 2,5 5 DCS1800 Puterea maxima Limita puterii (W) maxime (W) 20 40 10 20 5 10 2,5 5

Numarul clasei

2 3 4 5 6 7 8

Fig 3.2. Clasele de puteri ale BTS normale nainte de cuplare Micro BTS-urile sunt prevzute pentru a asigura acoperirea zonelor urbane dense cu ajutorul microcelulelor. Acestea sunt echipamente de talie redus, integrnd dispozitivele de cuplaj i un cost foarte redus fa de BTS-urile normale, ele fiind n numr mult mai mare i putnd fi montate n exterior, norma propune puteri mici pentru a avea porturi limitate i impune restricii severe pentru a permite funcionarea a dou BTS-uri apropiate [GSM 05.05 /3]. Diferitele clase de putere i de sensibilitate sunt date n tabelele din figurile 3.3 i 3.4. Cnd un mobil se afl aproape de o BTS, recomandrile prevd c el poate reduce puterea efectiv de emisie ctre mobilul su. Clasele de puteri definesc deci bine, valorile maximale de putere. GSM 900 Puterea maxima Limita puterii (W) maxime (W) 0,08 0,25 0,03 0,08 0,01 0,03 DCS 1800 Puterea maxima Limita puterii (W) maxime (W) 0,5 1,6 0,16 0,5 0,05 0,16

Numarul clasei M1 M2 M3

Fig. 3.3. Clasele de puteri ale micro-BTS dup eventuala cuplare

4

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

Tip de BTS Micro BTS M1 Micro BTS M2 Micro BTS M3 BTS normale

GSM 900 -97 dBm -92 dBm -87 dBm -104dBm Fig. 3.4. Sensibilitatea BTS

DCS 1800 -102 dBm -97 dBm -92 dBm -104dBm

Exist diferite configuraii BTS BSC. BTS-urile sunt n general legate la BSC n configuraie configuraie reea (multi-drop) sau n stea (star). BSC-ul poate fi plasat n acelai loc cu un BTS. n funcie de mediu, o locaie comport o singur BTS (configuraie omnidirecional frecvent n zona rural) sau mai multe (configuraie sectorizat n zona urban i pe autostrzi). Cteva configuraii BTS BSC sunt reprezentate n figura 3.5. 3.3.2. Funciile BSC-ului Controlerul staiei de baz BSC este organul < inteligent > al BSS. El are funcia principal de a administra resursa radio. El comand alocarea canalelor, utilizeaz msurtorile fcute de BTS pentru a controla puterea de emisie a mobilului i / sau a BTS, ia decizia executrii transferului. Mai mult, este un comutator care realizeaz o concentrare de circuite spre MSC. BSC-ul este legat prin una sau mai multe legtutri MIC cu BTS i MSC i administreaz deci o legtur de date cu acestea. Legtura BTS-BSC este n parte similar cu un acces RNIS i face apel la LAPD. Legtura BSC-MSC utilizeaz CCITT nr.7 i diferitele sale niveluri. Iniial, diferii constructori de infrastructur nu au avut toi aceeai filozofie privind BSC. Unii au construit BSC-uri de mic capacitate prefernd s multiplice numrul lor pentru a minimiza distanele BTS-BSC i a reduce costurile exploatrii de ctre operatori. Alii au preferat s construiasc BSC-uri de capacitate forte. Primele sunt adaptate mai mult zonelor rurale slab populate. Ultimele convin n zonele urbane care datorit densitii mari pe unitatea de suprafa necesit BSC-uri capabile s preia un trafic important. Capacitile BSCurilor sunt cuprinse ntre 100 i 900 Erlang. Pentru Paris intra-muros cteva zeci de BSC-uri sunt necesare.

5

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

BTS

Abis A Configuraie n stea

BSC BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

Configuraie reea

Abis

BSC

BTS

BTS

BTS

BTS Abis

BTS

BTS A

BSC Configuraie reea de sectorizare

Fig. 3.5. Diferitele configuratii de BTS-BSC

6

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

3.4. Arhitectura material a subsistemului fix 3.4.1. Funciile HLR-ului HLR-ul sau nregistratorul de locaie nominal este baza de date care administreaz abonaii unui PLMN dat. El memoreaz o parte a caracteristicilor fiecrui abonat: - identitatea internaional a abonatului utilizat n reea (IMSI), - numrul de carte de telefon (MSISDN), - profilul abonamentului (serviciile suplimentare autorizate, autorizarea de apeluri internaionale,). Aceste date sunt redate operatorului la plecarea din sistemul su de administrare. Ele variaz puin n timp. Pe de alt parte, HLR este o baz de date de localizare. El memoreaz pentru fiecare abonat numrul VLR-ului la care este nregistrat, acelai n cazul n care abonatul se conecteaz pe un PLMN strin. Aceast localizare este efectuat la pornirea informaiilor emise prin terminal la traversarea reelei. Implementarea HLR poate fi centralizat sau descentralizat. n primul caz, HLR poate administra mai multe sute de mii da abonai i constituie o main specific. n al doilea caz, el poate fi integrat n MSC-uri i datele unui abonat sunt deci fizic stocate pe MSC-ul cu care comunic preferenial. Schimburile de semnalizri sunt deci minimizate. n toate cazurile de implementare, fiecare abonat este asociat unui HLR unic, n mod independent de localizarea momentan a acestui abonat. 3.4.2. Funciile MSC i VLR MSC-ul, Mobile-services Switching Centre, este uneori numit centru de comutaei a mobilelor sau comutator de servicii mobile. El administreaz stabilirea de comunicaii ntre un mobil i un alt MSC, transmisia de mesaje scurte i execuia transferului atunci cnd este implicat. Dialogheaz cu VLR pentru administrarea mobilitii utilizatorilor: verific caracteristicile abonailor ce le viziteaz cnd un apel ncepe, transfer informaiile de localizare, El poate poseda o funcie poart, GMSC (Gateway MSC), care este activat la dbutul fiecrui apel de la un abonat fix ctre un abonat mobil. Aceast funcie este diferit de funcia MSC pur, ea putnd fi implantat n comutatoarele PSTN-ului. n realitate, ea este realizat pe MSC pentru a se minimiza impactul asupra PSTN. MSC posed n aceeai msur o funcie poart pentru mesajele scurte. VLR-ul (Visitor Location Register), este de asemenea numit < nregistrator de locaii de primire > (sau nc de < vizitatori >). Este o baz de date care memoreaz datele abonamentului abonailor prezeni ntr-o zon geografic. Mai multe MSC-uri pot fi racordate la acelai VLR, dar n general, este unul singur pe VLR. Datele memorate prin VLR sunt similare cu datele din HLR, dar conin numai abonaii mobili prezeni n zona considerat. Vine s o ajute identitatea temporar TMSI. VLR-ul

7

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

poate avea o informaie de localizare mult mai precis dect HLR (zona de localizare descris n cap.5). Separarea material ntre VLR i MSC propus prin norm este rareori nerespectat. Civa constructori integreaz VLR n MSC. Dialogurile necesare pentru stabilirea apelului sunt astfel simplificate. Alii stabilesc un decupaj diferit ntre MSC i VLR utiliznd aproximaia < reea inteligent >.MSC este astfel un comutator pur fr funcia de tratare a apelului. Un echipament, RCP (Radio Control Point), asigur funcia de comand a MSC i a VLR fr a poseda funcia de comutaie. Un ansamblu MSC / VLR poate administra de ordinul a o sut de mii de abonai pentru un trafic mediu pe abonat de 0,025 Erlang. MSC-urile sunt n general comutatoare de tranzit ale reelei telefonice pe care sunt implantate funcii specifice reelei GSM.

3.5. Subsistemul de exploatare i mentenan 3.5.1. Administrarea reelei Administrarea reelei (Network Management) cuprinde toate activitile care permit memorarea i controlul performanelor i utilizrii resurselor n msur s ofere un anumit nivel de calitate utilizatorilor. Diferitele funcii de administrare cuprind: - administrarea comercial (declararea abonailor, a terminalelor, facturri, statistici); - gestiunea securitii (detecia intruilor, nivelul de abilitare); - exploatarea i gestiunea performanelor (observaii de trafic i de calitate, schimbarea configuraiei pentru a se adapta la schimbrile reelei, supravegherea mobilelor) [GSM 12.07]; - controlul configuraiei sistemului (punerea nivelului de logistic, introducerea de noi echipamente i de noi funcionaliti) [GSM 12.06]; - mentenana (detectarea defectelor, testarea echipamentelor). Sistemul de administrare al reelei GSM este apropiat de conceptul TMN (Telecommunications Management Network) care are ca obiect raionalizarea organizarea operaiilor de exploatare i de mentenan i definirea condiiilor tehnice ale unei supervizri eficace i economice a calitii serviciului. Conceptul TMN este normalizat prin UIT n recomandarea M.30.

3.5.2. Arhitectura TMN-ului Administrarea primelor reele de telecomunicaii se fcea individual pentru fiecare echipament ncepnd de la un terminal simplu conectat direct. Funciile disponibile sunt ndeaproape legate la structura material a echipamentului. Acest nivel de administrare este

8

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

ntotdeauna posibil n GSM. Totui terminalele nu sunt doar locale, dar sunt de asemenea deportate i legate le echipamente prin intermediul unei reele de date (de exemplu o reea X.25 ca Transpac). Complexitatea unei reele actuale necesit utilizarea administrrii care reprezint starea i configuraia sa sub forme care coexist: reprezentarea grafic a echipamentelor, histograme de ncrcare, etc. Ansamblul funciilor necesare reprezint sistemul de exploatare curent (Operation System). Acest nivel de administrare global trebuie s fie independent de echipamente. Este deci necesar integrarea echipamentelor de mediere ntre echipamentele reelei (BTS, BSC, MSC,.) i sistemul de exploatare. Aceasta are ca obiectiv prezentarea sub forme standardizate a diferitelor elemente ale reelei i dialogarea cu sistemul de exploatare printr-un protocol standard. Ansamblul format din echipamentele de mediere, sistemul de exploatare i reelele de transport utilizate formeaz reeaua de exploatare de telecomunicaii, TMN, reprezentat n fig. 3.6.

3.5.3. Funciile EIR-ului EIR-ul, Equioment Identity Register, este o baz de date anex care conine identitile terminalelor (IMEI). Ea poate fi consultat atunci cnd se cer servicii de abonat pentru a se verifica dac terminalul utilizat este autorizat s funcioneze n reea. Identitatea unui terminal conine un numr de omologare comun tuturor terminalelor cu aceeai serie, un numr ce identific fabrica de asamblare i un numr specific terminalului. Accesul le reea poate fi refuzat pentru c terminalul nu este omologat, pentru c perturb reeaua sau pentru c face obiectul unui furt. EIR-ul poate conine o list alb a ansamblului de numere omologate, o list neagr de echipamente furate cu accesurile interzise i o list gri de terminale prezentnd disfuncionaliti insuficiente pentru a se justifica o interdicie total. Reeaua poate memora o identitate IMSI a unui abonat utiliznd un terminal nscris n lista neagr sau gri i o poate transfera n sistemul de administrare pentru a permite identificarea accesului fraudulos. Este posibil utilizarea fiecrui terminal terminal omologat pe toat reeaua GSM n Europa. Omologarea stabilit printr-un organism semnatar al MoU este valid pe ansamblul MoU. Este deci necesar punerea la punct a legturilor ntre EIR-urile diferitelor PLMN-uri. Astzi, fr acorduri ntre operatori, EIR-urile nu sunt des utilizate.

3.5.4. Funciile AUC-ului Centrul de autentificare AUC, Authentication Centre, memoreaz pentru fiecare abonat o cheie secret utilizat pentru autentificarea cererii de servicii i pentru cifrarea comunicaiilor. Un AUC este n general asociat la fiecare HLR. Ansamblul poate fi integrat n acelai echipament. Totui din punct de vedere funcional, nu fac parte din acelai subsistem.

9

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

Sistem de exploatare

Reea de date

Echipament de mediere

Reea de date

BSC BSC BSC

MSC MSC MSC HLR

BTS Fig. 3.6. Arhitectura TMN

3.5.5. Prezentarea OMC-ului i a NMC-ului Diversitatea echipamentelor prezente n reeaua GSM att pe planul tipurilor (emitoare receptoare, comutatoare, baze de date), ct i a mulimii furnizorilor duce la o adoptare aproximativ structurat i ierarhic. Norma [GSM 12.00] prezint dou niveluri:10

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

-

OMC-ul, Operation and Maintenance Centre, NMC-ul, Network Management Centre. NMC-ul permite administrarea general a ansamblului reelei printr-un control centralizat, atunci cnd OMC-ul permite o supervizare local a echipamentelor. Multe OMCuri vor superviza, de exemplu, ansamblul BSC i BTS pe diferite zone. Alte OMC-uri vor superviza MSC i VLR. Incidentele minore sunt transmise OMC-urilor care le filtreaz. Incidentele majore sunt remontate pn la NMC. Decupajul ntre OMC i NMC nu este definit n norm pentru ansamblul funciilor de administrare. NMC-ul corespunde n general sistemului de exploatare a TMN-ului. diferitele OMC-uri asigur funcii de mediere.

3.6. Prezentarea interfeelor Fiecare interfa, definit printr-o liter este n totalitate specificat prin norm (cf. Figurii 3.7). Dup cum s-a precizat mai sus, decupajul ntre VLR i MSC efectuat de constructori nu este n general conform normei; interfaa B este deci puin respectat. Interfaa a crui model este interfaa Dcare permite unui MSC/VLR s dialogheze cu HLR-urile altei reele. Conformitatea sa cu norma permite deci itinerarul internaional. Interfaa A separ NSS-ul de BSS. Conformarea BSC i MSC cu recomandrile permite tuturor operatorilor s aib diferii furnizori pentru NSS i BSS. Nume Um Abis A C Localizare MS-BTS BTS-BSC BSC-MSC GMSC-HLR SM-GMSC HLR D VLR-HLR VLR-HLR MSC SM-GMSC MSC-MSC VLR-VLR MSC-EIR MSC-VLR HLR-AUC Utilizare Interfata radio Divers Divers Interogare HLR pt. apel de intrare Interogare HLR pentru mesaj scurt de intrare Gestiunea informaiilor de abonai si de localizare Servicii suplimentare Transport de mesaje scurte Execuie handover Gestiunea informaiilor de abonat Verificarea identitii terminalului Divers Schimb de informaii de autentificare

E G F B H

Figura 3.7. Lista interfeelor n sistemul GSM11

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

3.7. Arhitectura pe niveluri a subsistemului radio Recomandrile GSM stabilesc un decupaj al funciilor i o repartiie a acestora pe diverse echipamente. Structurarea pe nivele reia acest decupaj respectnd filozofia general a nivelelor OSI, aceeai astfel nct specificaia unui sistem radiomobil conduce la deprtarea de structura clasic pe 7 niveluri. n BSS, se regsesc n principal trei nivele bazate pe OSI: nivelul fizic, nivelul legturilor de date i nivelul reea, acesta fiind el nsui decupat n mai multe subniveluri care conin mai multe interfee. Nivelul 1 sau nivelul fizic definete ansamblul mijloacelor de transmisie i de recepie fizic a informaiei. Pe interfaa Abis, transmisia este numeric, foarte adesea pe cile de 64 kbit/s (una sau mai multe linii MIC la 30 ci) i reia recomandrile G.703, G.705 i G.732 a UIT. Pe interfaa radio acest nivel este foarte complicat trebuind fcute numeroase operaii complicate: codarea corectoare de erori, multiplexarea canalelor logice, efectuarea msurtorilor radio. Nivelul 2 sau legtura de date are ca obiect fiabilizarea transmisiei ntre dou echipamente printr-un protocol. Protocoalele adoptate comport un mecanism de plat i de retransmisie (ARQ, Automatic Repeat reQuest), i sunt destul de similare protocolului HDLC. Legtura ntre BTS i BSC este administrat prin LAPD-ul utilizat n RNIS. ntre MS i BTS, specificarea nivelului fizic cere un protocol adaptat protocolului LAPD, LAPDm (m pentru mobil). Nivelul 3, reea, are ca obiect stabilirea, meninerea i eliberarea circuitelor comutate (de cuvnt sau de date) cu un abonat al reelei fixe. Acest nivel este divizat n trei subniveluri. Ansamblul aspectelor pur radio este integrat n subnivelul Radio Resource (RR). Celelalte aspecte sunt repartizate ntre subnivelurile MM i CM prezentate mai departe. Subnivelul RR administreaz instituirea, mentenana i eliberarea diferitelor canale logice. n interiorul MS, ea are rolul de a selecta celulele i de a supraveghea calea balizat la terminarea msurilor efectuate prin nivelul fizic. Entitatea RR este, n principal, prezent n MS i BSC. Cea mai mare parte a mesajelor care se raporteaz se transmit prin BTS fr interpretare. Totui, cteva mesaje, ca de exemplu ordinea de activare a unui emitor, se refer direct la BTS i sunt schimbate ntre MS i BTS sau la fel de bine ntre BTS i BSC. BTS comport o prim entitate numit RR pentru dialogul cu MS i o a doua entitate pentru tratarea comenzilor venind de la BSC. Aceasta din urm este numit BTS Management (n abreviere BTSM) i omologarea sa se regsete n BSC. Itinerariul este administrat prin subnivelul MM, Mobility Management. El ia deci ncrcarea localizrii, autentificarea i alocarea TMSI-ului. n sfrit, subnivelul CM, Conection Management, este desprit n trei pri: entitatea CC, Call Control, trateaz gestiunea conectrilor de circuite cu destinatarul final. Entitatea SMS, Short Message Service, asigur transmisia i recepia de mesaje scurte. Entitatea SS, Supplimentary Services, administreaz serviciile suplimentare. n faza 2+, noile entiti sunt

12

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

definite n interiorul CM: entitatea pentru controlul apelurilor de grup, Group Call Control i apelurile difuzate, Broadcast Call Control, deci ca o entitate de gestiune a datelor prin pachete pe canalele de semnalizare. Subnivelurile CM i MM nu sunt administrate n interiorul BSS. Ansamblul mesajelor CM i MM sunt tranzitate prin BSS fr a fi analizate nici de BSS nici de BSC.CM MM RR SSCP RR RR LAPDm Ph. Layer LAPDm Ph. LayerBTSM

CM BSSAP MM BSSAP SCCP MTP3 MTP2 MTP1

BTSM LAPDPh.Layer

MTP3

LAPD Ph.Layer

MTP2 MTP1

MS

Radio

BTS

Abis

BSC

A

MSC

Fig. 3.8.

3.8. Arhitectura pe niveluri a subsistemului fix nelegerea arhitecturii subsistemului fix necesit achiziia de cunotine de baz asupra semnalizrii semafor nr.7 (cf. Capitol 3.10). Diferitele nivele ale NSS sunt prezentate mai jos pentru cititorul deja familiarizat cu principalele concepte ale reelelor fixe (cf. Figurii 3.10). Schimbarea semnalizrii n interiorul NSS se face utiliznd SS7. MTP-ul este deci implantat n MSC, VLR i HLR. Gestiunea itineranei necesit dezvoltarea protocolului utilizator MAP (Mobile Application Part), particular GSM-ului. Pentru a oferi itinerana internaional i a reda evoluiile formatelor de mesaje,protocoalele SCCP i TCAP sunt utilizate n dialogurile MSC/VLR HLR i MSC/VLR MSC/VLR. Ele se pleseaz n structura pe nivele ntre MAP i MTP. Pentru stabilirea apelurilor, mesajele telefonice clasice sunt schimbate o singur dat ntre diferitele MSC/VLR i ntre MSC/VLR i CAA (centralele PSTN-ului). Protocolul de gestiune a apelului SSUTR2 (sau la fel de bine ISUP n alte ri dect Frana) este deci integrat n MSC/VLR. Interfaa A ntre NSS i BSS, bazat pe SS7, include MTP i SCCP, utilizat n mod conectat. Deasupra SCCP-ului, BSSAP-ul (BSS Application part) permite administrarea itineranei i conexiunilor ntre MS i MSC.

13

Comunicaii Mobile Digitale Arhitectura Sistemului GSM

Conf. Dr. Ing. Octavian Fratu

3.9. Staia mobil Termenul de staie mobil, desemneaz un echipament terminal echipat cu o cartel SIM care permite accesul la serviciile de telecomunicaii ale unui PLMN GSM. n cazul n care este cerut un serviciu de transmisie de date terminalul nseamn n aceeai msur i terminalul de date i eventualele dispozitive de adaptive. Mjoritatea terminalelor sunt astzi cu un volum cuprins ntre 150 i 450 cm3, o greutate de 150 i 350 grame i dimensiuni mergnd de la 130 la 200mm lungime, de la 30 la 65 mm lime i de la 20 la 50mm grosime. Autonomia lor este de la 9 la 70 de ore n stand by i de 4 ore n comunicaie. Afiajul cuprinde de la 2 la 5 linii cu 8 pn la 16 caractere. Majoritatea posturilor portabile i portative accept cartele SIM de format cartel (SIM FullSize), anumite portative nu accept dect micro-SIM (SIM Plug-In). Pentru detectarea treminalelor neagreate sau furate, fiecare terminal este echipat cu o identitate particular IMEI. Aceast identitate permite determinarea constructoruluin echipamentului. Printre principalii constructori se pot meniona AEG, Alcatel, Ericsson, Motorola, Nokia, Orbitel, Panasonic i Siemens. Pentru cele mai multe clase de terminale norma este definit folosind puterea maxim de emisie. Pentru GSM 900 majoritatea terminalelor vndute sunt portabile n clasa a patra de putere de 2W. Posturile montate la bordul vehiculelor sunt de clasa 2, avnd o putere de 8W. Pentru DCS1800, terminalele sunt n general portante cu o putere de 1W (clasa 1). Terminalele reduc puterea de emisie dup cerinele reelei: nivelul minim de 3mW (5dBm) n GSM 900 i de 1mW (0 dBm) n dcs 1800. Valoarea pasului de cretere este de 2dB cu o toleran putnd ajunge pn la 5dB. Puterea terminalelor condiioneaz bineneles raza lor : n 900 MHz, o putere de 8W permite o raz de mai multe zeci de kilometri, o putere de 2W o limiteaz la civa kilometri. Aceste cifre dau ordinele de mrime pentru c raza efectiv depinde foarte mult de mediul i ingineria reelei. Sensibilitatea minim a terminalelor este de 100 dBm pentru echipamentele DCS 1800, -102dBm pentru portabilele GSM 900 i de 104 dBm pentru portabilele i posturile montate n vehicule.

14