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

Átírás

1 Hálózati architektúrák és rendszerek Nyilvános kapcsolt mobil hálózatok (celluláris hálózatok) 2. rész 1

2 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

3 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) Az európai 3G: UMTS Frekvenciasávok: MHz, ezen belül most 2x30, 2005-től 2x MHz, 2008-tól MHz 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 dec. óta a szabványosítás a 3GPP-ben folyik (+G Partnership Project). Most a 6. release 3

4 UMTS lefedési területek 4

5 UMTS cellastruktúra 5

6 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

7 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

8 Ism.: A GSM rendszer architektúrája 8

9 Ism.: A GPRS-rendszertechnika 9

10 Ism.: routing a GPRS-ben 10

11 UMTS Release 1999 architektúra 11

12 UMTS architektúra 12

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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

18 Hálózati architektúra IMS-szel 18

19 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

20 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

21 Regisztráció a) alapelv, b) részletesebben 21

22 Hívásfelépítés két mobil előfizető között 22

23 Jelzésátvitel hívásfelépítéskor 23