SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN

Transcripción

1 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica Curso de Titulación

2 Objetivo Brindar al estudiante los conceptos fundamentales que les permita entender al detalle las principales características técnicas, arquitectura, funcionamiento, y aplicaciones de las diferentes redes y servicios de comunicaciones móviles de última generación que se vienen implementando en los principales mercados mundiales de telecomunicaciones.

3 Objetivos específicos Entender la arquitectura y funcionamiento de las redes de comunicaciones GSM, GPRS, UMTS y LTE Comprender la arquitectura y funcionamiento de los principales servicio de valor agregado en redes de comunicaciones móviles (SMS, MMS, WAP, PoC) Revisar los conceptos generales de las redes datos LAN, WLAN y redes de datos de Proveedores de Servicios

4 Objetivos específicos (Cont ) Identificar la integración de las distintas tecnologías de comunicaciones móviles, con los sistemas de servicios de valor agregado, y con las redes de datos de tipo LAN, WLAN y redes de SP Aplicar los conceptos impartidos en este curso en los distintos proyectos de ingeniería (trabajos de Tesis) que los alumnos deberán sustentar

5 Evaluación 01 examen parcial (PARCIAL) 01 examen final (FINAL) 01 TESINA PG=(PARCIAL + FINAL)/2 NOTA APROVATORIA 11 PARA SUSTENTAR TESINA SE DEBERÁ TENER 13 COMO PROMEDIO MÍNIMO DEL CURSO DE TITULACIÓN

6 Contenido del Curso Revisión de los conceptos de Telecomunicaciones GSM - Global System for Mobile Communications SMS - Short Message Service Revisión de los conceptos de Networking GPRS - General Packet Radio Resources WAP - Wireless Application Protocol MMS - Multimedia Message Service WLAN Wireless LAN PoC - Push to Talk Over Cellular UMTS - Universal Mobile Telecommunications System LTE Long Term Evolution

7 Revisión de los conceptos de Telecomunicaciones Red telefónica básica y su evolución (Telefonía Fija) Estructura general de la PSTN Sistemas de transmisión Señalización - definición, tipos, modos, SS7, modelo SS7 Evolución de Telefonía Fija a Móvil Espectro radioeléctrico Organismos Internacionales de Telecomunicaciones

8 GSM - Global System for Mobile Communications Tecnología de Comunicaciones Móviles de 2da Generación Llamadas de voz sin estar sujeto a una ubicación fija

9 SMS - Short Message Service Permite a usuarios móviles el envío de mensajes de texto Este servicio nace con el estándar de GSM

10 Revisión de los conceptos de Networking Protocolo IP Protocolos de transporte (TCP y UDP) Conceptos de equipos de networking (switches y routers) Internet ROUTER Enlace IP privado ISP ROUTER

11 GPRS - General Packet Radio Resources Permite a usuarios móviles transmisión de datos por paquetes Paso intermedio hacia la transmisión de datos de 3G EDGE, la evolución de GPRS

12 WAP - Wireless Application Protocol Permitir a los usuarios móviles acceder de manera segura e instantánea a información a través de terminales móviles Limitaciones por capacidades de los terminales WAP 1.X y WAP 2.0. Su futuro

13 MMS - Multimedia Message Service Evolución de los SMS Permite enviar texto y contenido multimedia Servicios de valor agregado usando MMS

14 WLAN Wireless LAN Tecnología LAN inalámbrica, alternativa a LANs cableadas Altas velocidades pero con movilidad limitada

15 PoC - Push to Talk Over Cellular Comunicación half-duplex - Presiona para hablar Utiliza redes de paquetes 2.5G y 3G de Operadores Móviles Network Management Provisioning Customer Care and Billing BT S BSC MSC PSTN HLR/AuC EIR BG GPRS backbone network SGSN SS7 CG GGS N Push to Talk Platform Inter- PLMN networ k LIG Internet PoC Site

16 UMTS - Universal Mobile Telecommunications System Sistema de comunicaciones móviles de 3G (W-CDMA) Altas velocidades de transmisión ~2Mbps

17 LTE Long Term Evolution Sistema de comunicaciones móviles de 4G (LTE/SAE) Altas velocidades de transmisión ~150Mbps

18 Revisión de Conceptos de Telecomunicaciones Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica Curso de Titulación

19 Red telefónica básica y su evolución Red telefónica básica o PSTN (Public Switched Telephone Network) Comunicación eléctrica incrementa velocidad Monocanal, aérea y conmutación manual Multiplexación, portadoras de gran capacidad (tx), conmutación automática Transmisión de datos usando CSPDN y PSPDN (Circuit y Packet Switched Public Data Network) Redes digitales integradas (voz+datos) ISDN (Integrated Service Digital Network) Redes Inteligentes, GSM, CDMA, W-CDMA

20 Estructura general de la PSTN Constituida por transmisión, conmutación y señalización Red Troncal Red de Acceso Red Local BA Bucle de abonado MT Medio de transmisión CC Centro de conmutación CD Circuito doméstico PTR Punto de terminación de Red CL Central local SIG Señalización PSTN Red Telefónica Pública Conmutada

21 Sistemas de transmisión En las redes de acceso y troncal existen sistemas de multiplexación medianos y de gran capacidad PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) 2Mbps = 32 x 64kbps 30 canales de voz y 02 señalización, sincronismo y control Bits de relleno para evitar problemas de temporización Velocidad de la jerarquía varían en Europa y América del Norte Desv. Extracción del PCM y Gestión

22 Sistemas de transmisión (Cont ) SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Velocidades SDH compatibles con PDH STM Synchronous Transmisión Module Se solucionan prob. de jerarquía PDH

23 Señalización Información de control y servicio que se debe intercambiar entre los terminales de los usuarios y las centrales de conmutación a las que están conectados y entre estas y la jerarquía superior La señalización Permite Informar al llamante que ya puede marca, del progreso de la llamada y la condición del receptor Informa al receptor que tiene una llamada entrante Mantiene la comunicación establecida hasta que los usuarios lo deseen Finaliza la llamada y libera los equios que hayan intervenido Registra la llamada realizada para posterior facturación Servicios suplementarios Se solucionan prob. de jerarquía PDH

24 Señalización (Continuación) Tipos de señalización De abonado Tramo abonado Central local Interna Dentro de las centrales de conmutación De red Entre centrales de conmutación Detalles de la señalización de Red Entre centrales de conmutación Establecimiento, supervisión y liberación de las comunicaciones telefónicas Soportan servicios suplementarios Se realiza mediante enlaces de señalización, SL Signalling Links entre puntos de señalización, SP Signalling Points. Existen también los STP Signalling Transfer Point que es un nodo intermedio de señalización

25 Señalización (Continuación) Modos de funcionamiento de señalización Asociado Enlace de señalización que sigue el mismo camino que los circuitos de voz y termina en las mismas centrales No asociado La señalización se transmite a través de dos o más enlaces de señalización en tándem. Existen variedades de este modo: disociado y cuasiasociado Modo Asociado Modo No Asociado

26 Señalización (Continuación) Métodos básicos de conmutación De circuitos conexión física entre origen y destino para la transmisión de datos De paquetes Los datos se distribuyen en una serie de paquetes con información necesaria para ser procesados y encaminados. Incluyen detección de errores Señalización usando intervalo N 16 de la trama PCM Señalización por canal asociado Se realiza por bits Señalización por canal común CCS Common Channel Signalling. Se realiza por mensajes. Es compartido por varios canales de voz. Es más eficiente ya que se usa la capacidad cuando se necesita. Capacdidad de 64 Kbps

27 Señalización (Continuación) Sistema de Señalización N 7 Utilizado por PSTN, ISDN, GSM, etc. Desarrollado y normalizado por CCITT Comité Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico, ahora sector de normalización de la UIT-T Conjunto de protocolos que rigen la transferencia de información de control por una red de conmutación de paquetes Norma abierta que permite la interoperabilidad Las características básicas son: Modalidad canal común Señalización entre centrales tramo a tramo Velocidad normalizada de 64 Kbps Modo no asociado con conmutación por paquetes

28 Señalización (Continuación) Modelo OSI APLICACIÓN BSSAP Modelo SS7 MAP TCAP PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE TUP ISUP RED ENLACE FÍSICA SCCP MTP3 MTP2 MTP1 MTP Parte de transferencia de mensaje SCCP Parte control conexión de señalización ISUP Parte usuario ISDN TUP Parte usuario de telefonía MAP Parte aplicación móvil BSSAP Parte aplicación BSS

29 Evolución de Telefonía Fija a Móvil

30 Espectro radioeléctrico Voz Baja Media Alta Muy Alta Ultra Alta Super Alta Extra Alta Luz Música Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Frecuencia Rayos X Rayos cósmicos LF MF HF VHF UHF SHF EHF 3kHz 100km 30kHz 10km 300kHz 1km 3MHz 100m 30MHz 10m 300MHz 1m 3GHz 10cm Banda de frecuencias Equipos y servicios 0-30 KHz Pantallas TV/PC, líneas eléctricas KHz Radiodifusión en onda larga KHz Radiodifusión en onda media 3-30 MHz Radiodifusión en onda corta MHz Radio FM, Televisión VHF MHz Televisión UHF, Telefonía Móvil 3-30 GHz Horno microondas, satélite, microondas, radar 30GHz 1cm 300GHz 1mm

31 Organismos Internacionales de Telecomunicaciones UIT ITU / International Telecommunication Union ETSI European Telecommunication Standards Institute ANSI American National Standards Institute OMA Open Mobile Alliance 3GPP 3rd Generation Partnership Project IEEE Institute of Electrical and Electronical Engineers WLANA Wireless LAN Association

32 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN GSM Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

33 INTRODUCCIÓN A GSM Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

34 GSM - Global System for Mobile Communications 1980 Muchos sistemas de telefonía móvil diferentes e incompatibles CEPT Grupo para especificar un sistema de telefonía móvil para Europa del Oeste GSM en la actualidad se ha esparcido por todo el mundo

35 Requerimientos del nuevo sistema celular Requerimientos Principales Debe haber varios Operadores en cada País Competencia en tarifas y servicios Sistema abierto con interfases bien definidas Varios fabricantes No debe impactar la PSTN (Public Switched Telephone Network) exitente Other requirements Pan European Buena calidad de conversación Uso eficiente de del espectro radioeléctrico Alta capacidad Compatible con la ISDN Compatible con otras especificaciones de sistemas de datos Seguridad para la información del subscriptor

36 Ventajas del GSM GSM usa las frecuencias de radio eficientemente y el sistema tolera disturbios entre celdas La calidad de voz es superior a los sistemas análogos Transmisión de datos es soportado por el sistema La conversación es encriptada y la seguridad de la información del subscriptor se garantiza Por la compatibilidad con la ISDN nuevos servicios respecto a sistemas analógicos son brindados El servicios de Roaming internacional esta disponible Al ser un mercado grande le permite obtener precios bajos

37 Evolución 1982 CEPT inicia nuevo sistema, GSM 1985 CEPT define el cronograma y plan 1986 CEPT prueba 8 sistemas experimentales en París 1987 Memorandum of Understanding (MoU), frecuencias de radio Mhz uplink (del móvil a estación base) Mhz downlink (de estación base al móvil) 1988 The European Telecommunications Standard Institute (ETSI) fue creada, conformada por la industria y grupos de usuarios 1989 Recomendaciones finales y especificaciones ra llamada oficial GSM en el mundo 1992 Operadores de Australia fueron los primeros no Europeos en aceptar el MoU del GSM 1992 Nueva asignación de frecuencias: GSM uplink downlink

38 Evolución (Continuación) 1993 Acuerdos de roaming entre varios Operadores. En Diciembre fueron 32 redes GSM en18 áreas ra red GSM en África lanzada en Sudáfrica. Servicios de data/fax lanzados en GSM Phase 2. Para Diciembre de 1994 ya habían 69 redes GSM en operación redes GSM en operación alrededor del mundo. GSM phase 2 estándar fue completado, incluyendo GSM 1900 (PCS 1900) redes GSM para Diciembre. SIM de 8K fue lanzada y servicio Prepago GSM también 1998 Más de 2 millones de usuarios GSM 1900 en USA y en total 120 millones de GSM 900/1800/1900 en todo el mundo. Primer trial de High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) en Singapore 1999 Primera llamada GPRS en una red en producción. Más de 200 millones de subscriptores y 344 redes en 127 países 2001 Más de medio billón de celulares GSM en 171 países 2002 GSM 800 está disponible. Primer red con servicio de mensajes multimedia. 95% de países del mundo cuentan con GSM

39 Evolución (Continuación) 2003 Primera red EDGE en producción. Medio billón de celulares por año son producidos 2004 Más de UN billón de usuarios GSM en el mundo 2005 Más de 1.5 billones de usuarios GSM. Más de 1 trillón de SMS por año 2006 Más de 2 billones de usuarios GSM 2008 Más de 3.25 billones de usuarios GSM 2011 Los usuarios de GSM son el 90% de los usuarios de telefonía móvil del mundo

40 Definiciones Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

41 Arquitectura GSM A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

42 SIM card y equipo móvil MS = SIM + MT SIM Subscriber identity Module ME Mobile Equipment or Terminal Equipment

43 Subscriber Identity Module (SIM) Información en la SIM card: Gestión segura de la información Identidad del usuario Información temporal de red Privilegios de uso Redes preferidas Redes prohibidas

44 Network Switching Subsystem Elementos: MSC, VLR, HLR, AuC, EIR Funciones Call control Ubicar al usuario para una llamada del tipo MT (mobile terminated) Señalización (hacia BSS, otras redes, otros NE del NSS) Gestión de la información (perfil) del usuario Verificación (chequeo) de IMEI A ir A Gestión de la movilidad MSC AuC Autenticación V L R MSC V L R HLR EIR O & M

45 Mobile Switching Center Conmutador - Son normalmente evoluciones de los switches RDSI, consideran las eventualidades de las redes móviles (movilidad, transferencia intercelular y gestión de abonados) Participa en los teleservicios (vocales, suplementarios y mensajería) Comunica la red móvil con la red fija Participa en la gestión de la movilidad Realiza el enrutamiento de las llamadas A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

46 Visitor Location Register El registro de localización de visitantes en una base de datos asociada a un MSC Almacena información dinámica del abonado Almacena la celda donde está el abonado La información es conservada por el VLR mientras el abonado permanece en el área de cobertura del MSC asociado A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

47 Home Location Register El Registro de Abonados Locales es una base de datos Puede haber mas de un HLR por red Almacena información relativa por abonado de la red, opciones contratadas y suplementarias (información estática) Almacena localización del abonado y estado del terminal (información dinámica) A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

48 Authentication Centre El Centro de Autenticación es una base de datos que almacena información confidencial Información codificada Controla derechos de uso de los abonados para cualquier solicitud de servicio Utiliza algoritmo para realizar la autenticación y que también se encuentra en la SIM A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

49 Equipment Identity Register El Registro de Identificación de Equipo controla el acceso a la red Verifica la identificación del equipo Evita el uso de equipo móviles no autorizados A ir A MSC V L R AuC EIR MSC V L R HLR O & M

50 Base Station Subsystem Elementos: Base Station Controller (BSC), Base Transceiver Station (BTS), Transcoder (TC) Funciones: Control del Radio path, BTS y TC, sincronización con el MSC Señalización con interfases Aire (Um), Abis y A, establecimiento de conexión MS-NSS Gestión de movilidad, conversión de voz Generación de información para estadísticas BSC TC BTS BSC BTS TC BTS

51 Base Transceiver Station La estación base es la unidad básica para la cobertura por radio de un territorio Punto de entrada a la red Varía su cobertura dependiendo si está en una zona urbana o no Conjunto de emisores/receptores BSC TC BTS BSC BTS TC BTS

52 Base Station Controller El Controlador de estaciones base gestiona varias estaciones base (recursos radio de la red en su área) Concentrador para tráfico desde el abonado y enrutador para tráfico desde el MSC Controla el cambio del abonado de una celda a otra (handover), pasa información al HLR Alarmas y estadísticas BSC TC BTS BSC BTS TC BTS

53 Transcoder El TC (transcodifcador) es el responsable de la conversión de la voz Adapta la velocidad de la voz de 16 kbps a 64 kbps Normalmente está cerca al MSC 120 canales de tráfico por cada 2Mbps BSC TC BTS BSC BTS TC BTS

54 Network Management Subsystem Unix Workstations MSC/VLR HLR/AC/EIR Database and Communications Servers NMS/2000 Router BSC TCSM GSM Network Data Communications Network (DCN)

55 Interfaces Interfase Um 13kbps Interfase Abis 16kbps Interfase A 64kbps BTS BSC MS Interfases A NE BSC-MSC BTS BSC MSC B C MSC-VLR MSC-HLR D VLR-HLR MS BTS BSC E F G MSC-MSC MSC-EIR VLR-VLR MS Abis BSC Interfase 16kbps TC A

56 MSISDN Mobile Station ISDN Number Número marcado por el abonado Existen formatos (nacional, internacional, local) Usado para interrogar al HLR MSISDN = CC + NDC +SN CC Country Code NDC National Destination Code SN Subscriber Number

57 IMSI International Mobile Subscriber Identity Identifica al abonado en la red móvil Formado por 15 dígitos El HLR asocia el MSISDN con el IMSI IMSI = MCC + MNC + MSIN MCC Mobile Country Code (3 dígitos) MNC Mobile Network Code (2 dígitos) MSIN Mobile Subscriber Identification Number (10 dígitos)

58 MSRN Mobile Station Roaming Number Generado por el MSC/VLR Temporal y asociado con el IMSI Usado para enrutar la llamada a su MSC/VLR asociado MSRN = CC + NDC +SN CC Country Code NDC National Destination Code SN Subscriber Number

59 CGI Cell Global Identity Identifica la celda en la red móvil CGI = MCC + MNC + LAC + CI MCC Mobile Country Code (3 dígitos) MNC Mobile Network Code (2 dígitos) LAC Location Area Code CI Cell Identity

60 HON Handover Number Generado por el MSC/VLR visitado Temporal durante el handover Usado para enrutar la llamada a su MSC/VLR asociado HON = CC + NDC +SN CC Country Code NDC National Destination Code SN Subscriber Number

61 Tipos de Handovers Debido a razones de trafico Cuando una celda esta cerca a su máxima capacidad se hace el HO a una celda con adyacente con menor tráfico El MSC inicia el procedimiento Debido a calidad de señal Durante una llamada el abonado se puede desplazar de una celda a otra Frecuencias de celda previa no pueden volver ha ser utilizados La MS pasa a la nueva celda (HO) El BSC del la BTS actual toma la decisión del HO Existen 04 HOs de este tipo

62 Intra Cell - Intra BSC handover Air A BTS BSC TC Old Channel New Channel

63 Inter Cell - Intra BSC handover Air A BTS BSC TC BTS Old Cell / BTS New Cell / BTS

64 Inter Cell - Inter BSC handover Air New Cell / BTS A BTS BSC TC MSC VLR BTS BSC TC Old Cell / BTS

65 Inter MSC handover Air New Cell / BTS A BTS BSC TC MSC VLR BTS BSC TC MSC VLR Old Cell / BTS Se necesita un HO number MSC actual solicita HO number a MSC destino

66 LA & LAI LOCATION AREA MSC/VLR es dividido en áreas pequeñas Son gestionadas por el MSC/VLR Área donde buscar al abonado para terminar una llamada - paging LA 4 LA 5 MSC VLR LA 1 LOCATION AREA IDENTITY LA 3 LA 2 LAI = MCC + MNC + LAC MCC Mobile Country Code MNC Mobile Network Code LAC Location Area Code

67 Tipos de location updates Power On También llamado IMSI Attach y Location Registration Se da cada que el MS es encendido LA 1 M SC V L R LA 2 Genérico Se da cada que el MS cambia de LA Periódico Se da después de vencido un timer que se activa en la última interacción con la red Timer es definifo por el Operador La Mobile Station inicia el procedimiento

68 Proceso de Paging (perifoneo) Location Area Paging Paging BTS BTS Mobile responds to paging Paging BTS

69 Algoritmos de seguridad A ir A AC A3 A8 B T S B S C T C MSC V L R M E + S IM A5 A5 A3 A8

70 Señalización Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

71 Pilas de Protocolos BSSAP Base Station Subsystem Application Part - Responsable de comunicación de mensajes GSM entre el MSC y el BSC, y entre el MSC y el MS MAP Mobile Application Part - Protocolo GSM usado para aplicaciones no relacionadas a llamadas, se usa entre los NE del NSS TCAP Transaction Capabilities and Application Part - Provee servicio a MAP administrando los mensajes de transacciones MAP entre varios elementos MSC BSSAP SCCP MAP TCAP TUP NUP ISUP SCCP PSTN exchange TUP NUP ISUP MTP MTP BSSAP BSC MAP TCAP HLR SCCP SCCP MTP MTP

72 Canales de Control LOGICAL CHANNELS COMMON CHANNELS DEDICATED CHANNELS BROADCAST CHANNELS COMMON CONTROL CHANNELS DEDICATED CONTROL CHANNELS TRAFFIC CHANNELS FCCH SCH BCCH SDCCH SACCH FACCH PCH RACH AGCH TCH/F TCH/H TCH/EFR Frequency Correction Channel (FCCH) Synchronisation Channel (SCH) Broadcast Control Channel (BCCH) Paging Channel (PCH) Random Access Channel (RACH) Access Grant Channel (AGCH) Stand Alone Dedicated Control Channel (SDCCH) Slow Associated Control Channel (SACCH) Fast Associated Control Channel (FACCH) Traffic Channel Full Rate (TCH/F) Traffic Channel Half Rate (TCH/H) Traffic Channel Enhanced Full Rate (TCH/EFR)

73 Establecimiento de Llamadas Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

74 Usuario móvil Donde está el usuario? Quien es el usuario? Qué quiere el usuario? Información acerca de usuario

75 Registro de un usuario

76 Actualizando la data del usuario Embajada

77 Suministro de servicios

78 Call setup - PSTN a GSM El número marcado es el MSISDN MSISDN = CC + NDC + SN = 51 + (NA) MSISDNold = CC + NDC + SN = 51 + (1) MSISDN PLMN

79 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) PSTN GMSC MSISDN GSM Network HLR VLR La PSTN enruta la llamada hacia la red GSM El MSC que se conecta con la PSTN es llamado Gateway MSC (GMSC) El GMSC analiza el MSISDN recibido La única DB que conoce donde el abonado GSM está es el HLR El GMSC solicita al HLR el routing information para saber hacia donde enrutar Este proceso es conocido como HLR Enquiry

80 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) El número marcado es el MSISDN IMSI = MCC + MNC + MSIN = El HLR revisa su DB para ver el profile del abonado: MSISDN: IMSI: VLR address: xyz Subscriber data: Servicios...

81 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) HLR PSTN Gateway MSC VLR Target MSC VLR NE de la red GSM involucrados en un call setup

82 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) HLR Gateway MSC VLR Target MSC Routing information request message VLR El HLR obtiene la dirección del VLR desde su DB El HLR envía una solicitud de información de enrutamiento hacia el MSC/VLR destino El MSC/VLR destino asigna un MSRN a la llamada El MSRN esta asociado a la DB del MSC/VLR El MSRN también brinda la información suficiente para que el GMSC enrute la llamada a su MSC/VLR asociado

83 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) Gateway MSC VLR HLR MSRN hacia HLR VLR El MSC destino envía el MSRN al HLR El HLR envía esto al GMSC. El GMSC analiza el MSRN y en base a este enrruta la llamada Target MSC

84 Call setup - PSTN a GSM (Continuación) A-Subscriber PSTN GMSC HLR MSC/VLR CALL SETUP (MSISDN) ANALYSE NUMBER CALL SETUP (MSISDN) MSISDN IMSI MSRN MSRN CALL SETUP (MSRN) PAGING

85 Llamada originada desde un móvil El abonado GSM marca un número. El MSC analiza la información del abonado llamante. Dependiendo de la información el MSC podría hacer: Autorizar o denegar el uso dela red Activar el servicio solicitado Enrutar la llamada Si el MSISDN pertenece a otro abonado de la misma red, un HLR enquiry es relaizado para obtener el MSRN (igual que un call setup PSTN GSM) Si el número marcado no pertenece a la red GSM, la llamada es enrutada hacia la PSTN usando el GMSC.

86 Llamada originada desde un móvil EXC GMSC HLR MSC VLR BSS MS 2. security procedures 1. channel assignment 3. call setup 4. check services etc. 5. all ok 6. call is proceeding 8. set up the call 7. traffic channel allocated 9. call set up complete 11. B answers 10. alert

87 Servicios y Tarifas Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad Ingeniería Electrónica

88 Servicios Básicos Qué es un servicio? La acción de un abonado que usa una facilidad de la red GSM Clasificación de los servicios 1. Teleservicios Proveen capacidad de comunicación usando las funcionalidades de los terminales y de la red GSM. Capas OSI 1 a 7 2. Servicios portadores Proveen la capacidad de transmitir señales entre el punto de acceso de la red GSM y un punto de acceso apropiado de la red terminación. Capas OSI 1 a 3 Teleservices Basic services Services Bearer services Supplementary services

89 Teleservicios Service Description GSM Characteristics Specification Code Speech (Telephony) T11 The most important service for mobile systems, normal speech service, including emergency calls. Speech (Emergency Calls) T12 Emergency calls are possible automatically. Short Message Service (Mobile terminated) Short Message Service (Mobile originated) Short Message Service (cell broadcast) Group 3 Facsimile transmission (with alternate speech) Automatic Group 3 Facsimile transmission T21 T22 T23 T61 T62 For the reception of Short messages. For sending a short message to another GSM subscriber. For sending short messages to more than one receiver simultaneously within a given cell. Presently not supported by NOKIA. For sending and receiving facsimile messages.

90 Servicios Suplementarios Desvío de llamada (forwarding) ocupado, incondicional, no responde, no alcanzable Bloqueo de llamadas salientes Bloqueo de llamadas internacionales salientes Bloqueo de todas las llamadas entrantes Bloqueo de todas las llamadas entrantes cuando está fuera de la HPLMN Bloqueo de llamadas internacionales salientes excepto aquellas dirigidas a la HPLMN

91 Servicios Suplementarios Call Waiting Call Hold Servicio multillamada Transferencia de llamada Presentación de identificación del número llamante Restricción de identificación del número llamante Centrex Service Bloqueo determinado por el Operador Servicio de línea alternativa (privada y negocios)

92 Factores que afectan el precio Tipo de servicios básicos Duración de la llamada Hora de la llamada Destino de la llamada Origen de la llamada Use de las redes Tipo de servicio suplementario Uso de recursos radio Roaming

93 A quien cargar la llamada? Donde está el llamado? Bill to subscriber BSC MSC PLMN 2 HLR MSC Charging Billing BC Transfer of Charging data BC PSTN Path of the call PLMN 1 Calling Party

94 Recolección de información de charging Charging depende de muchos factores El MSC que gestiona la llamada recolecta toda la información que será usada para el charging Esta información es almacenada en CDR - Charging Data Records o también llamados Toll Tickets. PSTN GMSC BSC BTS HLR Charging Data Record

95 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN SMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

96 DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

97 Alfaskopm346 Alfaskopm346 Alfaskopm346 Mensajes corto Mensaje de texto que aparece en la pantalla del móvil como un texto escrito. GSM distingue básicamente dos tipos de servicios: MO SMS (Mobile Originating) MT SMS (Mobile Terminating) Air A MSC VLR Tecnología Almacenar & Enviar Short Message Service, Mobile Originated Short Message Service, Mobile Terminated SMS

98 Mensajes corto (Continuación) Se usa señalización SS7 140 bytes de data (160 caractéres de 7 bits) Caracteres alfanuméricos Se usa con otros servicios de valor agregados Más de 550 billones de SMS por mes a nivel mundial Especificación en

99 Nodos funcionales El mensaje pasa por los siguientes nodos funcionales: MSC Mobile Switching Center SMS-GMSC Gateway Mobile Switching Center SMS-IWMSC Interworking Mobile Switching Center SMSC Short Message Service Center SME Short Message Entity MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

100 Nodos funcionales (Continuación) Mobile Switching Center Conmutador de la red GSM Recibe el SMS enviado por el MS, hace análisis sin almacenarlo Recibe el SMS desde el SMSC, hace análisis antes de enviarlo al MS Se conecta usando señalizadores SS7 Conversa con el HLR usando MAP MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

101 Nodos funcionales (Continuación) InterWorking Mobile Switching Center Funcionalmente independiente del MSC En la práctica parte del MSC Utilizado para los mensaje MO (originado por el Abonado) Definido en especificación de GSM MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

102 Nodos funcionales (Continuación) Gateway Mobile Switching Center Funcionalmente independiente del MSC En la práctica parte del MSC Utilizado para los mensaje MT (enviado al Abonado) Definido en especificación de GSM MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

103 Nodos funcionales (Continuación) Short Message Service Center Lógica y físicamente independiente del MSC Recibe todos los SMS MO Almacena todos los SM temporalmente Envía los SMS almacenados previamente No es parte de la especificación de GSM MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

104 Nodos funcionales (Continuación) Short Message Entity Software desarrollado para servicios envío y recepción de SMS Dependiendo de la finalidad para la que haya sido desarrollada originará y/o recibirá los SMS El MS también se considera un SME MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME Dentro de las especificaciones GSM

105 Arquitectura, Funcionamiento y Operación Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

106 Flujo SMS MO (MS SMSC) 1 8 VLR 2 3 MSC 4 7 IW-MSC G-MSC 5 6 SMSC HLR PLMN

107 Flujo SMS MO (MS SMSC) (Continuación)

108 Flujo SMS MT (SMSC MS) IW-MSC VLR SMSC 1 10 G-MSC MSC 9 8 HLR PLMN

109 Flujo SMS MT (SMSC MS) (Continuación)

110 Funcionalidades Básicas del SMSC Tráfico Persona a Persona Tráfico Aplicación a Persona Mensaje de notificación (VM, MMS) Scan Tags Acceso a correo electrónico Interfaces estándar (UCP / SMPP) Funcionalidades de Large Account Concatenación de SMS Programación y retransmisiones periódicas de de Mensajes Entrega prioritaria Postergación de entrega Periodo de validez Alertar SMSC Data binaria/transparente (e.g. Picture messages y ringtones) Producción de registros para cargos (CDR)

111 Postergación de entrega Deferred delivery El primer intento de entrega es el definido por el usuario El limite máximo es el definido por el sistema en el SMSC.

112 Large Accounts Large Account UCP, SMPP, OIS over SMSC ISDN Short Message X.25 TCP/IP ^ v c alpha 1 2 abc 4 ghi 5 jkl 7 prs 8 tuv * 0 oqz Capacidad garantizada y controlada (throughput regulation) Números cortos (short numbers) Enrutamiento en base a rangos en destino Esquemas flexibles de entrega Acceso restringido a grupos (listas negras y blancas) Diferentes protocolos

113 Esquema de reintentos Retry scheme Configurable Depende de la solución Retry scheme time time Fleet Management Large Account 1 SMSC Cinema News Large Account 2

114 Ejemplo de Soluciones con SMS Large account 1 Large account 2 Large account N Short number=1000 Deportes Clima Salud Short number=2000 UCP o SMPP Short number=3000 TCP/IP; X.25 or PSTNa SMSC Tabla de direcciones Large accounts Inicio Fin número corto large account Mobile network (PLMN)

115 Interoperabilidad de SMS GSM Network TDMA Network ICM GW CDMA Network

116 Arquitectura de las distintas soluciones Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

117 Arquitectura de distintas soluciones Mensajes de Texto (SMS) Mensajes de Texto Internacional Mensajes de Texto entre otros operadores SIM toolkit y SIM Browsing Manténgase informado (PUSH) - titulares, etc. Notificaciones (VM, MMS, etc) AVL (Localización de flotas) Súper Mensajes SMS MAIL GSM Network Intranet m-commerce Provider Portal MSC SMS-GMSC SMS-IWMSC SMSC SME

118 SIM Toolkit Se aprovecha la SIM ya que es una tarjeta con inteligencia que permanece en el celular Se usa un API para la comunicación entre el celular y la SIM Es una API para la gestión remota de la SIM a través mensajes de texto (SMS)

119 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN REVISIÓN CONCEPTOS NETWORKING Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

120 Tipos básicos de redes Connection-Oriented : Conexión dedicada entre 2 puntos. Ej. Sistema de Telefonía. Ventaja : Garantía de capacidad Desventaja : Costo Connectionless : Los datos son transferidos en pequeños paquetes que son enviados a través de la red uno a la vez Ventaja : Multiplicidad de conexiones. Costo Desventaja : Medio compartido

121 LAN - Local Area Networks (Continución) 10/100 Ethernet Velocidad de 10/100 Mbps (soporta ambos) Resultó muy útil en la transición, un poco más cara Gigabit Ethernet Velocidad de 1000 Mbps Susceptible a interferencias UTP categoría 6

122 WAN - Wide Area Network Redes de comunicación para largas distancias Operan a menor velocidad que las LAN, de 1.5 a 155 Mbps Junta oficinas remotas Se usa puertos WAN de los routers

123 Modelo de TCP/IP Capa de aplicación (HTTP, SMTP, FTP, TELNET...) Capa de transporte (UDP, TCP) Capa de red (IP) Capa de Enlace (Ethernet, Token Ring...) Capa física (cable coaxial, par trenzado...)

124 NIVELES DE DIRECCIONAMIENTO

125 DIRECCIONES IP

126 DIRECCIONES IP (Continuación) Ejemplo:

127 DIRECCIONES IP (Continuación)

128 Tipos de direcciones IP IP Pública Brinda al host acceso IP fuera de la red de la Empresa (Internet) Son globales y únicas en el mundo Cada asignación y colocación de direcciones IP públicas debe garantizar que las siguientes condiciones se cumplan: Exclusividad Conservación Ruteabilidad Registro IP Privada Usada en redes privadas no conectadas a Internet directamente No son encaminadas por routers de Internet Son únicas en la red privada Toman los siguientes valores Clase Rangos IPs privadas A B C

129 SUBNETTING

130 SUBNETTING (Continuación)

131 IP Fija Una dirección IP fija es una IP la cual es asignada por el usuario, o bien dada por el proveedor ISP en la primera conexión. Esto permite al usuario montar servidores web, correo, FTP, etc. y dirigir un nombre de dominio a esta IP sin tener que mantener actualizado el servidor DNS cada vez que cambie la IP como ocurre con las IPs dinámicas.

132 IP Dinámica Una dirección IP dinámica es una IP la cual es asignada mediante un servidor DHCP al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada Las IPs dinámicas son las que actualmente ofrecen la mayoría de operadores. Estas suelen cambiar cada vez que el usuario reconecta por cualquier causa.

133 NAT

134 UDP User Datagram Protocol Protocolo del nivel de transporte Se basa en intercambio de datagramas No se estable previamente una conexión Datagrama tiene suficiente info de direccionamiento en su cabecera No tiene confirmación de entrega o de recepción, ni control de flujo Puerto UDP de origen Longitud del mensaje UDP Puerto UDP de destino Suma de verificación UDP Datos

135 TCP Transmission Control Protocol Cabecera Puerto fuente HLEN Reservado Code Bits Suma de verificación Número de secuencia Número de acuse de recibo Opciones (si existen) Datos Puerto destino Ventana Puntero de urgencia Relleno Protocolos fundamentales en Internet Usado por PCs para crear conexiones entre ellos a través de las cuales se enviará la data Garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron Proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina (puerto) TCP soporta muchas de las aplicaciones más populares de Internet, incluidas HTTP, SMTP y SSH.

136 DNS - Domain Name System Base de datos distribuida y jerárquica Almacena información asociada a nombres de dominio en redes como Internet Almacena asignaciones de nombres de dominio a direcciones IP Localiza los servidores de correo electrónico de cada dominio Permite que el hombre recuerde nombres en lugar de IPs Evita problemas por cambios de direcciones IP

137 HUB - CONCENTRADOR Todos los dispositivos conectados comparten el mismo ancho de banda Todo lo que se transmite llega a todos los elementos conectados al HUB Todos los dispositivos conectados comparten el mismo dominio de colisión. Permite su ampliación en cascada Introduce lentitud en las redes Datos Datos Datos

138 SWITCH Dispositivo de interconexión de redes que opera en la capa 2 del OSI Los switches toman decisiones basándose en las direcciones MAC, los HUBs no Como los switches toman decisiones, hacen que la LAN sea mucho más eficientes Conmutan datos sólo hacía el puerto al que está conectado el Host destino, los HUBs no Conmutan en hardware, técnica más eficiente Datos los switches toman decisiones basándose en las direcciones MAC Datos SWITCH

139 ROUTER Regeneran señales, concentran múltiples conexiones, convierten formatos de TX de datos, y manejan transferencias de datos Conectan redes WAN, que permite conectar LAN que se encuentran separadas por grandes distancias Son la columna vertebral de las grandes redes internas y de Internet Trabajan en la capa 3 de OSI

140 REVISIÓN CONCEPTOS NETWORKING NGN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

141 Qué es NGN? NGN New Generation Network Red de conmutación de paquetes escalable y estándar Brinda transporte y comunicación a alta velocidad Es agnóstica a los servicios fijos móviles y nuevos servicios - Multiservicio Soporta servicios de voz QoS Utiliza: MPLS, VPN, TE, IPv4/IPv6

142 Modelo de Provisión de Servicios

143 Evolución a All IP

144 Comparación de Redes

145 Escenarios de Evolución

146 Escenarios de Evolución

147 Modelo Conceptual

148 Disponibilidad de la NGN

149 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN GPRS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

150 Introducción al GPRS Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

151 Qué es GSM? Global System for Mobile communications European standard (CEPT/ETSI) Primero y más exitoso sistema celular digital Se encuentra presente en todo el Mundo Servicios: Voz, data sobre circuito conmutado y SMS

152 Componentes de una Red GSM Network Switching Subsystem (NSS) Mobile Switching Centre (MSC) Bases de datos de la red Air A MSC VLR Base Station Subsystem (BSS) MSC VLR HLR Base Transceiver Station (BTS) O&M Base Station Controller (BSC) Transcoder (TC) Network Management Subsystem (NMS) Operations and Maintenance Centre (OMC) Mobile Station (MS) Mobile Equipment (ME) Subscriber Identity Module (SIM)

153 Arquitectura GSM Mobile Stations Base Station Subsystem Network Management System Base Transceiver Stations Base Station Controller Database Server Data Communication Network Communications Server Workstations Network Planning System Network Measurement System Network Subsystem Home Location Register/ Authentication Centre/ Equipment Identity Register TCP/IP Digital Cross Connect Data Communications Server Transcoder Submultiplexer Voice mail Mobile Switching Centre/ Visitor Location Register PSTN/ISDN Short Message Service Centre A-Interface Air Interface X.25 Interface Abis Interface IN Service Control Point

154 Qué es GPRS? Tecnología que permite conexiones de datos usando la técnica de conmutación por paquetes GSM permite transferencia usando conmutación por circuitos Transferencia en canal dedicado (connection oriented) Establecimiento de conexión necesita un modem Se cobra por tiempo de conexión TS es ocupado durante toda la conexión - recursos GPRS fue diseñado como una extensión de las redes celulares digitales Servicio de conmutación de paquetes (connectionless) Estandarizado por la ETSI Los recursos radio son compartidos por GSM y GPRS Se necesita nuevos terminales

155 Conmutación de circuitos vs. paquetes Circuit switched Packet switched

156 Conmutación de circuitos vs. Paquetes (Cont ) Conmutación de circuitos Conexiones End-to-end (llamadas) se necesita establecimiento Recursos dedicados (ej. PCM-TSL) son reservados para el usuario Sólo 30-40% de recursos efectivamente usados para la transmisión de voz La voz es transmitida en tiempo real La voz no acepta delays Errores en transmisión no son tan críticos para la voz Charging se basa usualmente en tiempo Conmutación de paquetes No se necesita conexión Recursos compartidos entre diferentes sesiones de usuarios, no son dedicados Recursos son solicitados bajo demanda, uso más eficiente Paquetes no son enviados en tiempo real buffers y delay Corrección de error y posible detección Charging se basa en volumen numero de paquetes

157 GPRS Servicio PS MSC PSTN BTS BSC GPRS Core GPRS SGSN Backbone GGSN Internet IP Network

158 Visión conceptual de GPRS GSM Voice Access Point BTS BSC Core GPRS Internet Intranets Corporativas Infraestructura compartida por GSM y GPRS Infraestructura GPRS Mundo IP

159 Visión del usuario de GPRS Yo Yo sólo quiero usar el servicio. Yo no estoy interesado en otros detalles." RED Servicio

160 Vista del Ingeniero de GPRS Usuario Red radio Voz BSC MSC/VLR HLR CG CCB Infraestructura tradicional de un Operador GSM SGSN NMS Billing System Roaming GPRS GPRS Inter-Operadores Backbone de red Border Gateway DNS interno LIG Acceso IP Routers Firewalls Direccionamiento Autenticación Seguridad GGSN ISP Services Billing DNS Acceso Internet Acceso Corporativo Infraestructura IT Help Desk NMS Servicios externos, WAP y otros

161 Qué brinda GPRS a los Operadores? Más ganancias Enorme mercado potencial para servicios de datos Tráfico de datos está creciendo más rápidamente que la voz Continuos crecimientos en las redes Operadores pueden iniciar el servicio de GPRS con una capacidad mínima e ir creciendo a medida que el tráfico y las ganancias se incrementan GPRS usa capacidad ociosa instalada para voz Parte del proceso de evolución a servicios de 3G

162 GPRS usa capacidad GSM libre Paquetes GPRS pueden ser transmitidos usando capacidad GSM libre Tráfico de voz (CS) tiene prioridad! TCH 8 TCH :00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00: :00 PM 01:15 PM 01:30 PM 01:45 PM

163 Tipos de usuarios GPRS Usuarios particulares Demanda por servicios de Valor Agregado Mensajería Internet Otros Aplicaciones Industriales Telemetría AVL Usuarios Corporativos Acceso corporativo a Intranet WAP

164 Usuarios Particulares Mobile WAP WEB Correo electrónico MMS LBS Etc. Laptop Funcionarios o ejecutivos que utilizan laptops y suelen viajar Pueden tener acceso a aplicaciones como si estuvieran usando su ISP mail, web, chat

165 Usuarios Corporativos Redes corporativas usan IP Usuarios corporativos usualmente tiene laptop Acceso a aplicaciones IP existentes en la Internet de la Empresa: mail, Intranet y navegación Internet, etc. La oficina remota se convierte en una realidad, permanece conectado en cualquier lugar donde estés

166 Clases de Mobile Stations Clases de Terminales Clase A Clase B Clase C Voz y Datos en forma simultánea Voz y Datos en forma no simultánea Voz o Datos Clase Numérica Clase Canales de Bajada Canales de Subida Canales activos

167 Arquitectura del GPRS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

168 Qué brinda GPRS a los Operadores? Más ganancias Enorme mercado potencial para servicios de datos Tráfico de datos está creciendo más rápidamente que la voz Continuos crecimientos en las redes Operadores pueden iniciar el servicio de GPRS con una capacidad mínima e ir creciendo a medida que el tráfico y las ganancias se incrementan GPRS usa capacidad ociosa instalada para voz Parte del proceso de evolución a servicios de 3G

169 La Red GPRS GPRS brinda a los usuarios móviles acceso global a: Servicios de Valor Agregado y Diferentes redes de paquetes externas (ej. Internet o Intranets) GSM-BSS brinda la interfaz radio BSS GPRS Core Network External Packet Networks Value-Added Services (WAP)

170 Requerimientos de la red GPRS Usa infraestructura GSM existente con algunos cambios mínimos GPRS debe soportar una o más conexiones conmutadas por paquetes conexiones conocidas como PDP context Soporta diferentes subscripciones de QoS por usuario Compatible con los sistemas de 3G y 4G Soporta conexiones punto a punto y punto a multipunto Debe brindar acceso seguro a redes externas

171 GPRS Elementos de Red BTS BSC SGSN NMS Billing Centre CG SGSN GGSN NMS BG CG FW LIG = Serving GPRS Support Node = Gateway GPRS Support Node = Network Management System = Border Gateway = Charging Gateway = Firewall = Lawful Interception Gateway BG Inter-PLMN Network GPRS Backbone LIG DNS FW GGSN GGSN FW GGSN Internet Intranet Operator Services LAN Corporate Router Server LAN

172 Funciones del SGSN El SGSN es el MSC de la red GPRS Por lo menos un SGSN por red GPRS SGSN tiene las siguientes funciones: Convierte protocolos entre backbone IP y protocolos del BSS Autenticación de los usuarios GPRS Gestión de movilidad de los MS GPRS Enrutamiento de la data relevante al GGSN Interacción con el NSS (MSC/VLR, HLR, EIR) vía la red SS7 Recolección de data de charging correspondiente a las sesiones GPRS Recolección de estadísticas de tráfico

173 Funciones del GGSN GGSN actúa como un router para las redes externas GGSN tiene las siguientes funciones: Encamina paquetes provenientes de las redes externas y con destino a los MS a través del SGSN adecuado Encamina paquetes originados por los MS y con destino a las redes externas Interfaz con las redes IP externas Recolecta información de charging y estadísticas de tráfico Asigna de manera dinámica o estática las direcciones IP a los MS, para esto puede trabajar el GGSN como DHCP o como cliente RADIUS

174 La red GPRS y las redes externas Punto de vista red Externa, GGSN es un router hacía una red IP Cuando el GGSN recibe data con destino a un usuario de su red móvil, el primero revisa si la IP está activa Si la IP está activa, el GGSN envía la data hacía el SGSN que está brindando servicio al MS Si la IP no está activa, la data es descartada Host Subred GPRS xxx Router Internet Subred Corporativa xxx Router LAN Host

175 DNS Domain Name System Convierte URL (nombres IP) en direcciones IP Por ejemplo, server.inictel.com.pe a Toda red GPRS debe tener por lo menos uno Cuenta con la base de datos IP URL que han sido ingresadas por el administrador de la red GPRS Es un aplicativo que trabaja usando jerarquías y distribución

176 Firewall Protege el backbone GPRS (red IP) contra ataques externos (Internet o usuarios GPRS) El Firewall debe ser configurado para rechazar todos los paquetes que no son parte de conbexiones de los usuarios GPRS Brinda el servicio de NAT y/o NAPT

177 Border Gateway (BG) Necesario para interconectar backbones GPRS de diferentes Operadores móviles para soportar el servicio de roaming Genera los túneles entre los diferentes Operadores móviles en lugar de usar una red pública como Internet Algunas configuraciones permiten tener este equipo en el mismo router de borde de la red GPRS

178 Charging Gateway (CG) Los CDRs (charging data records) del GPRS son generados por los SGSNs y GGSNs SGSN y GGSN transfieren los CDR usando el protocolo GTP (GTP Prime) El Charging Gateway Almacena temporalmente toda esta información (CDRs) Proceso los CDRs El sistema de Billing se conecta para recuperar la información final generada por el CG

179 Lawful Interception Gateway (LIG) Por temas de leyes se incluyó el LIG dentro de los posibles equipos de una red GPRS Brinda información a Instituciones Policiales acerca de usuarios GPRS predefinidos La información puede incluir: Información enviada y recibida por el usuario Información de ubicación Información del usuario Etc.

180 Interfaces de la red GPRS MSC/ VLR HLR EIR SMS- GMSC Signalling and data Signalling Gs Gr Gf Gd CG BSC Gb SGSN Gn Ga G a GGSN Gi External packet network Air (Um) Gn BG Gp Inter-PLMN GPRS backbone

181 Interfaces de la red GPRS (Cont ) Las interfaces y sus nodos: Gb - SGSN a BSS (Frame Relay) Gn - Entre GSNs (GTP) Gr - Entre SGSN y HLR (MAP) Gs - SGSN a MSC (BSSAP+) Gi - GGSN a redes externas de datos (IP) Gf - SGSN a EIR (MAP) Gd - SGSN y el GMSC (SMSC) Gp - Entre GSNs de diferentes PLMNs (IP y GTP) Los paquetes de usuarios son transportados encapsulados usando el protocolo GTP (GPRS Tunnelling Protocol) sobre el backbone GPRS. El backbone is una red IP

182 Túneles entre SGSN y GGSN SGSN GGSN Los varios containers forman el túnel IP (+TCP/UDP) GSN IPaddress THE GTP PACKET Tunnel ID: IMSI User packet cuál GSN? Qué usuario? Ej. Un paquete TCP/IP de Un correo electrónico

183 GPRS Tunnelling Protocol (GTP) BTS BSC SGSN Túnel GTP entre SGSN y GGSN Llevan tráfico y señalización Esconde el backbone de Internet y de MSs Tiene que ver con la gestión de movilidad BTS BSC SGSN USER PAYLOAD GTP UDP IP L2 APP TCP/UDP IP L2 L1 GPRS Backbone IP Network Gn GGSN Gi FW Internet L1 Gn G i Backbone Internet

184 Procedimientos necesitados MS se conecta por primera vez MS indica que está encendido y listo (GPRS attach) MS indica que está siendo apagado (GPRS detach) MS indica que quiere transmitir data (PDP context activation) MS indica que quiere dejar de transmitir (PDP context deactivation) MS se desplaza de una parte a otra de un área de servicio (Cell update and RA update procedure) MS mantiene servicio en áreas de servicio de otras redes (Roaming)

185 Gestión de tráfico Este procedimiento fue dividido de la siguiente manera: Gestión de la movilidad (Mobility management) Procedimiento responsable de la movilidad de los usuarios GPRS atachados GPRS Mobility Management (GMM) Ejemplos: GPRS attach, GPRS detach, cell update, intra-sgsn routing area update Gestión de las sesiones (Session management) Procedimiento responsable de la gestión de las conexiones de los MS GPRS hacia redes de datos externas Session Management (SM) Ejemplo: PDP context activation

186 Información GPRS, tipos y ubicaciones Type of info What info Where Identity Location Services Authentication data IMSI TMSI IP address VLR address Location area Serving SGSN Routing area Basic services, supplementary services, circuit switched bearer services, GPRS service information Basic services, supplementary services, CS bearer services GPRS service information Ki, algorithms Triplets SIM, HLR, VLR, SGSN SGSN, MS MS, SGSN, GGSN HLR SGSN, VLR HLR, VLR SGSN HLR VLR SGSN SIM, AC VLR, SGSN

187 Routing Area RA-1 RA-2 RA-3 SGSN-1 SGSN-2 BSC-1 RA-1 RA-2 RA-3 BSC -2 LA-1 LA-3

188 GPRS Attach HLR (1) MS solicita GPRS attach (2a) El SGSN solicita subscriber identity (2b) El MS envía el IMSI SGSN-1 BSC 2a 1 2b RA-1 LA-1

189 GPRS Attach (Cont ) (3a) SGSN solicita triplets desde AuC (1ra vez en PLMN) (3b) El AuC genera los triplets (RAND, SRES, Kc) y envía al SGSN SGSN-1 3c 3a 3b HLR/AC (3c) SGSN envía solicitud de autenticación a MS (sólo RAND) BSC 3f (3f) El SIM calcula SRES y lo envía al SGSN (3g) SGSN verifica (SRES=SRES ) RA-1 LA-1

190 GPRS Attach (Cont ) (4a) SGSN consulta por IMIEI de MS (4b) MS envía el IMEI SGSN-1 4c 4d EIR (4c) SGSN envía chequeo de IMEI al EIR (4d) EIR con un ACK de chequeo de IMEI ack que incluye la lista donde el IMEI fue encontrado BSC RA-1 LA-1 4a 4b

191 GPRS Attach (Cont ) (5a) SGSN envía Update location al HLR con IMSI (5b) HLR responde con la información del subscriber (5c) SGSN confirma recepción correcta de la data (5d) HLR finaliza con actualización de la ubicación (6a) SGSN acepta el GPRS attach y envía al MS un nuevo P-TMSI (6b) MS confirma la recepción del P-TMSI. SGSN-1 BSC RA-1 LA-1 6a 5d 5b 6b 5a 5c HLR

192 P-TMSI y TLLI P-TMSI = Packet Temporary Mobile Subscriber Identity SGSN asigna P-TMSI Un nuevo P-TMSI es asignado por cada GPRS attach P-TMSI es aleas asignado al GPRS MS de manera similar al TMSI P-TMSI es válido sólo en el routing area (RA) TLLI (Temporary Logical Link Identity) derivado del P-TMSI TLLI identifica la conexión entre el MS y el SGSN TLLI es dirección del MS usada para transmisión entre MS-SGSN Sólo el SGSN y MS conocen la relación entre TLLI e IMSI

193 Qué pasa luego de un GPRS Attach? SGSN inicia tracking de ubicación del MS MS puede enviar y recibir SMS, no otra data Para trasmitir otra data primero tiene que activar PDP context Cuando el subscriber quiere desconectarse de la red GPRS, el proceso GPRS detach es usado GPRS detach cambia estado del MS a Idle y el contexto de movilidad es borrado en SGSN y MS Normalmente el MS inicia GPRS detach, pero la red también lo puede iniciar si el timer mobile reachable timer expira

194 Gestión de la Ubicación Subgrupo de procedimientos de gestión de la movilidad Usado para la gestión de acceso a celda o routing area Tipos Movimiento entre celdas Cell update Movimiento entre RAs Routing area update Movimiento entre LAs Chequeo de si MS está aún accesible

195 Cell update También llamado reselección de celda (cell reselection) Ocurre cuando el MS cambia de celda de la misma RA estando en estado Ready Comparado con handover en GSM SGSN-1 BSC-1 RA-1 Old cellnew cell

196 Routing area update Cuando el MS cambia de celda de diferentes routing areas, realiza un routing area update Hay dos tipos de routing area updates: 1. Intra-SGSN routing area update 2. Inter-SGSN routing area update

197 Intra-SGSN routing area update Movimiento entre RAs gestionadas por el mismo SGSN MS se desplaza y al mismo tiempo escucha broadcast de las celdas MS selecciona nueva celda en otro RA del mismo SGSN SGSN-1 BSC-1 RA-1 Old cell New cell RA-2

198 Inter-SGSN routing area update MS se mueve entre 02 RAs gestionadas por diferentes SGSN SGSN-1 SGSN-2 BSC-1 BSC-2 RA-2 RA-3 Old cell New cell

199 Routing area update periódico Si el MS permanece en el mismo lugar por un periodo largo, la red tiene que recibir una indicación que el MS está alcanzable Todas los MS atachados a la red GPRS realizan los routing area update periódicos

200 Gestión de las sesiones Procedimientos que gestionan las conexiones GPRS de los MS hacía redes externas de datos son llamadas Session Management (SM) Tipos de procedimientos de SM Activación de PDP Context Desactivación de PDP Context Modificación de PDP Context

201 Gestión de las sesiones (Cont ) Tipos de direcciones IP que pueden ser usadas durante un SM Dirección IP estática (dirección permanente para el MS) Dirección IP dinámica asignada por el GGSN, servidor DHCP, o servidor RADIUS Direcciones IP dinámicas HPLMN Direcciones IP dinámicas VPLMN

202 Pasos durante activación de PDP Se recibe solicitud del subscriber Chequear la suscripción del MS (estática/dinámica, APN, etc.) Autenticar subscriber Chequear si se tiene asignar dirección IP y quien la debe asignar Convertir el nombre del APN a la dirección IP usando DNS Chequera si el GGSN está preparada para aceptar el MS Esperar por confirmación del GGSN Iniciar los procesos para el cobro

203 Activación de PDP contex 1. MS envía "Activate PDP Context Request" al SGSN BTS BSC SGSN DNS 2. SGSN chequea subscription data 3. SGSN obtiene la IP del GGSN usando el DNS, el cual tiene el mapeo entre APN e IP de GGSNs 4. SGSN envía 'Create PDP Context Request al GGSN GPRS Core Network Access Point Intranet 5. Autenticación 6. IP dinámica asignada por RADIUS, DHCP, o GGSN GGSN Internet 7. GGSN envía 'Create PDP Context Response' de respuesta al SGSN. Incluye IP, TID y charging ID 8. SGSN envía 'Activate PDP Context Accept' al MS 9. SGSN está listo para encaminar trafico del usuario entre el MS y GGSN.

204 Roaming GPRS

205 Roaming GPRS Visited operator DNS SGSN Singapore GPRS backbone.gprs DNS BG Inter-PLMN GPRS backbone BG DNS Home Home operator GPRS GGSN Embassy intranet Home operator

206 Introducción al GRX Complejidad para conexiones directas entre operadores

207 Introducción al GRX (Cont ) GRX 1 GRX 3 GRX 2

208 Charging de los servicios GPRS Billing System GTP' Charging gateway Border Gateway SGSN Operator IP backbone GTP' GGSN Recibe los CDRs generados por el SGSN y GGSN Consolida y edita los CDRs a un formato apropiado para el BS Inter operator IP network Internet

209 Clases de Tráfico Conversational class Videotelephony Streaming video Telephony Own QoS-classes for delay sensitive File services, packet loss downloading sensitive services + for combinations Streaming class Streaming music Web browsing Calender synchronisation Mail downloading Backround class Teleworking Teleshopping Interactive class

210 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN WAP Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

211 Introducción al WAP Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

212 Qué es WAP? WAP (Wireless Application Protocol) es un protocolo para aplicaciones inalámbricas Es un estándar abierto internacional que utiliza las comunicaciones inalámbricas El organismo encargado de desarrollar el estándar WAP es Open Mobile Alliance (antes WAP Forum)

213 Características del WAP Ofrece acceso inalámbrico seguro al Internet y a otras redes Surge de dos tecnologías: Comunicaciones inalámbricas e Internet Ofrece funcionalidades similares a las que se nos ofrecen en la actualidad en la Web, pero con las ventajas y características propias que ofrece el teléfono móvil

214 Características del WAP (Cont...) El protocolo de aplicaciones móviles se basa en la arquitectura del WWW pero con unas adaptaciones para esta plataforma El teléfono WAP tiene un navegador similar al navegador Web Los teléfonos WAP utilizan WML, permite adaptarse a pequeños dispositivos de mano No dispone de mucho ancho de banda y latencias propias de las redes móviles

215 Objetivos del WAP Diseñar una familia de protocolos que permitan a las aplicaciones interactuar con equipos móviles de capacidad limitada: Baterías de poca duración Poca memoria Tamaño de la pantalla Ancho de banda limitado Posibilidad de largas latencias Diferentes interfaces de usuario Utilización global e internacional en base a estándares Seguridad y control de acceso

216 Arquitectura del WAP Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

217 Qué se requiere en WAP? Mobile Stations con capacidad WAP (browser WAP) Red de transporte de conmutación por circuito o conmutación por paquetes (red GSM y GPRS estudiados en la semanas anteriores) WAP Gateway Servidores de aplicación con contenido útil para los usuarios móviles

218 Arquitectura WAP (Conectividad) WAP GW

219 MS con capacidad WAP Cuentan con browser WAP Poco procesamiento Poca memoria Limitaciones por uso de baterías Pantalla pequeña Teclado básico

220 El Gateway WAP También conocido como WAP Proxy por el tipo de funciones que realiza El gateway WAP es el núcleo de la plataforma WAP Otras funciones que puede ofrecer son: adecuación de contenido, WAP push, compresión de contenido, etc. Recibe las peticiones WAP del usuario (WAP 1.X ó WAP 2.0)

221 El Gateway WAP (Cont...) Genera las peticiones HTTP y las envía a través de Internet, consecuencia de las peticiones de los usuarios Cuando el servicio requerido responde, el gateway WAP vuelve a enviar la información al usuario WAP Es conectado en la red IP del Operador Móvil Brindan servicios de autenticación

222 El Gateway WAP (Cont...) Cuentan con sistemas de operación y mantenimiento Brindan mediante SMS el servicio de WAP Push Generan CDRs para el cobro del servicio Generan estadísticas que pueden incluir volúmenes de data, cantidad de conexiones simultáneas, URL más visitados, etc Equipos redundados con alta disponibilidad

223 Operación WEB 1. El usuario abre el navegador y especifica la URL 2. El navegador analiza la URL y envía una petición HTTP o HTTP segura (HTPPS) al servidor web. 3. El servidor Web analiza la petición y determina que recuperar. Si la URL especifica un archivo estático como en este ejemplo), el servidor Web lo recupera. Si la URL especifica un programa, el servidor Web inicia el programa. 4. El servidor Web coloca un encabezado HTTP o HTTPS en el archivo estático o programa y lo manda de vuelta al navegador. 5. EL navegador interpreta la respuesta y despliega el contenido al usuario

224 Operación WAP 1. El usuario utiliza un teléfono WAP para solicitar una URL 2. El navegador WAP crea una petición que contiene la URL e información que identifique al suscriptor y las envía al gateway WAP. 3. El gateway WAP interpreta la petición, genera una petición convencional HTTP o HTTP Secure (HTTPS) y la envía al servidor Web. 4. El servidor Web interpreta a su vez la petición y determina que recuperar. Si la URL especifica un archivo estático, el servidor Web lo recupera. Si la URL especifica un programa, el servidor Web inicia el programa. 5. El servidor Web coloca un encabezado HTTP o HTTPS en el archivo estático o programa y lo manda de nuevo al gateway WAP. 6. El gateway WAP interpreta la respuesta, valida el WML, genera una respuesta (quitando el encabezado HTTP o HTTPS) y lo envía al teléfono WAP. 7. El navegador WAP interpreta la respuesta y despliega el contenido al usuario.

225 Arquitectura WAP WAP GW

226 WAP 1.X y WAP 2.0 WAP 1.X WAP 2.0

227 Protocolos Arquitectura WAP

228 WAP PUSH Facilidad implementada por el gateway WAP Permite servicio en tiempo real Envía notificación a MS con la finalidad de que acceda a algún servicio Utiliza como medio de transporte el servicio de SMS, pero no son SMS de texto son binarios

229 User Agent Profile Parámetro estandarizado Describe las características de los MS Permite a los desarrolladores de contenido el adecuar sus aplicaciones de manera óptima Son generados por los fabricantes de los MS

230 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN MMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

231 Introducción al MMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

232 Qué es MMS? MMS Multimedia Messaging Service Es un estándar de mensajería (3GPP, WAP Forum) Permite el intercambio de Mensajes Multimedia entre terminales móviles con capacidad MMS

233 Historia del MMS El servicios de SMS fue un gran suceso, hubo un crecimiento exponencial de la cantidad de SMS MMS es la evolución del SMS por lo que se espera un crecimiento parecido al de su predecesor MMS fue creado para ser soportado en el Sistema Móvil 3G, pero puede operar con los Sistemas Móviles de 2G y 2.5G

234 Definiciones del MMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

235 Tipos de Mensajes Multimedia Servicio Mobile To Mobile MMS MO Mensaje Multimedia Originado MMS MT Mensaje Multimedia Terminado Servicio Mobile to Servicio Application to Mobile Legacy Terminal Support

236 Características del MMS Mensajes Multimedia son muy ricos en términos de contenido Basado en un mecanismo de Store and Forward al igual que su predecesor Maneja direcciones múltiples (más de un móvil como destino o más de una cuenta de TO, CC, BCC) El servicio funciona en escenarios de Roaming El límite de tamaño para envío de MMS es variable, depende de los equipos telefónicos (Ej. Nokia 7210 hasta 40KB)

237 Versiones de Estándar de MMS

238 Funcionamiento y Operación del MMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

239 Arquitectura General Puede hacer participar diferentes tipos de redes El Operador móvil puede tener una red 2G, 2.5G ó 3G Fixed Network Cellular Network Internet Cellular Network MMSE

240 Elementos del MMS MMS User Agent 2G Mobile Network A Message store MMS Server MMS Relay User Databases e.g. profiles, subscription, HLR MMS VAS Applications External Server Internet / IP Network MMSE 3G Mobile Network A MMS User Agent Mobile Network B Wired Client Roaming MMS User Agent

241 Elementos del MMS (Cont ) MMSNA Multimedia Messaging Service Network Architecture, incluye los varios elementos que brindan un MMS a un Usuario (incluye interworking entre Service Providers) MMSE Multimedia Messaging Service Enviroment, elementos de red específicos para MMS bajo el control de un único administrador

242 Elementos del MMS (Cont ) MMS Relay/Server, responsable de almacenar y administrar MMS incoming y outgoing. También, cuida de la transferencia de mensajes entre diferentes sistemas de mensajes. Puede ser MMS Relay y MMS Server y pueden estar distribuidos en diferentes dominios. Puede ser responsable de generar CDRs

243 Elementos del MMS (Cont ) MMS User Agent, reside en el UE (User Equipment), en el MS (Mobile Station) o en un equipo externo conectado a un UE/MS. Es una función de aplicación que brinda al usuario la habilidad de ver, componer y tratar con el MMS (ej. submitting, receiving, deleting del MMS)

244 Elementos del MMS (Cont ) MMS User Databases, una o más entidades (user profile, HLR) que contienen información relacionada al Usuario, por ejemplo, el plan al cual está suscrito MMS VAS Applications, plataforma que ofrece Servicios de Valor Agragado para usuarios MMS. Puede haber una o varias palataformas conectadas a un MMSE. Debería estar en condiciones de generar CDRs

245 Interfaces del MMS

246 Interfaces del MMS (Cont )

247 Direccionamiento del MMS MMS soporta uso de direcciones (RFC 2822) y/o MSISDN (E.164) En direcciones de el ruteo estándar de Internet deberá ser usado MMS debería soportar short codes MMS VAS Applications Conectividad entre diferentes redes MMS (MMSEs) se basa en protocolos de Internet cada MMSE debe tener asignado un único nombre de dominio MMS debería poder soportar el no enviar su dirección de usuario

248 Integración con otros Operadores Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

249 Punto de Referencia MM4 Este Punto de Referencia o Interface es usada para la interconexión de MMS Relay/Servers pertenecientes a diferentes Operadores (diferentes MMSEs) Esta Interface está basada en la RFC 2821 que describe el protocolo SMTP Configuración no escalable cuando hay muchos Operadores MMSE Service Provider A MMSE Service Provider B MMS User Agent A MM1 MMS Relay/Server A SMTP MM4 MMS Relay/Server B MM1 MMS User Agent B

250 Utilizando un Broker Participa Tercero que funge de concentrador de diferentes Operadores Móviles del Mundo Se usa la Interface MM4 para las conexiones de los diferentes Operadores

251 Envío y Recepción de MMS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

252 Redes Relacionadas a Arquitectura MMS Servicio en el que intervienen muchas tecnologías (E)GPRS GRX Mensaje Multimedia Usuario A WAP GW MMS RELAY/ SERVERS MAIL RELAY RED IP VAS RED GSM RED SS7 MMS de Usuario A Usuario B SMSC SMSC LTS WEB SERVER

253 Envío de un MM de tipo MO Usuario A prepara un MMS y lo envía al Usuario B WAP GW contacta al MMS RELAY/SERVER El MMS es almacenado en el DB del MMS Relay/Server 1 2 (E)GPRS GRX Mensaje Multimedia Usuario A WAP GW MMS RELAY/ SERVERS MMS de Usuario A MAIL RELAY RED IP VAS RED GSM RED SS7 Usuario B SMSC SMSC LTS WEB SERVER

254 Recepción de un MM de tipo MT Usuario B recibe un PUSH y un SMS de Notificación El Usuario B puede utilizar el PUSH para hacer el download del MMS 3 (E)GPRS GRX Mensaje Multimedia Usuario A WAP GW MMS RELAY/ SERVERS MMS de Usuario A MAIL RELAY 4 RED IP VAS RED GSM RED SS7 Usuario B SMSC SMSC LTS WEB SERVER

255 Recepción de un MM de tipo MT (Cont ) Usuario B genera una conexión al URL brindado en el PUSH MMS Relay/Server permite el download del MMS al terminal del Usuario B Se guarda una copia del MMS en el LTS WEB SITE 6 (E)GPRS GRX Mensaje Multimedia Usuario A 5 WAP GW 7 MMS RELAY/ SERVERS RED IP VAS MAIL RELAY RED GSM RED SS7 MMS de Usuario A Usuario B SMSC SMSC LTS WEB SERVER

256 MM para equipos antiguos (LTS) Servicio que permite a Usuarios con equipos Legacy el recibir sus MMS mediante WEB o WAP La información de acceso es recibida en el SMS de Notificación Has recibido un Mensaje Multimedia. La clave de acceso es , para visualizarlo visita

257 Otras Características Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

258 Notificaciones del MMS Soporta las siguientes Originator MMS UA Originator MMS Relay/ Server Recipient MMS Relay/ Server Recipient MMS UA facilidades: MM1_submit. REQ Notificación Reporte de entrega Reporte de lectura Reenvío Periodo de validez Remitente oculto MM1_submit. RES MM1_delivery_ report.req MM1_read_reply_ originator.req MM4_forward.REQ MM4_forward.RES MM4_delivery_report.REQ MM4_delivery_report.RES MM4_read_reply_report.REQ MM4_read_reply_report.RES MM1_notification. REQ MM1_notification. RES MM1_retrieve.REQ MM1_retrieve.RES MM1_acknowledge ment.req MM1_read_reply_ recipient.req

259 Formatos Multimedia Soportados por UE

260 Lenguaje SMIL en el MMS Mensajes Multimedia están constituidos de diversos elementos monomediales combinados y sincronizados entre ellos Los Mensajes Multimedia hacen uso del lenguaje SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language) Combina entre ellos los formatos de los diversos elementos Controla el layout del MM Controla el timing del MM

261 Algunas Aplicaciones usando MMS

262 SISTEMAS INALÁMBRICOS DE ULTIMA GENERACIÓN WLAN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

263 INTRODUCCIÓN A WLAN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

264 Introducción a WLAN Basado en el estándar IEEE Utilizan un medio de transmisión difícil Espectro compartido con otros dispositivos Calidad varía según espacio Interferencias y ruidos Movilidad Conexiones robustas necesarias Variaciones en la fiabilidad del enlace Uso de baterías: requiere uso eficiente de la potencia

265 Introducción a WLAN (Cont ) Seguridad No hay limites físicos Se superponen LANs Son flexibles en su diseño Surgidas por la necesidad de aumentar la movilidad Evita cablear en ampliaciones o modificaciones

266 Estandarización Fabricantes han formado el Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA o Wi-Fi Alliance) WIFI identifica productos Wireless compatibles (cumplen la b)

267 Frecuencia y Estándares WLAN Usa bandas no licenciadas 900 MHz en USA (GSM en Europa) 2.4 GHz disponible en casi todo el mundo 5.0 GHz no soportada en todo el mundo

268 Dispositivos WLAN Tarjetas PCMCIA Tarjetas PCI Adaptadores Wireless USB USB Sticks Pocket PCs o PDAs

269 Dispositivos WLAN (Cont ) PUNTO DE ACCESO (ACCESS POINT AP) Función de bridge entre edificios Switch 4 puertos incorporado Potencia de emisión variable Función de repetidor Firewall integrado DHCP, etc.

270 Seguridad WLAN El disponer de una red inalámbrica significa que se deben de tomar LAS MISMAS MEDIDAS que si la red es cableada: Autentificar las conexiones con login y password. No compartir recursos innecesarios en la red. Asegurar las partes críticas de la red informática de la empresa.

271 Seguridad WLAN (Cont ) WPA (Wifi Protected Access) (Control de Acceso y protección de Datos) (128bits, Claves de sesión dinámicas, usuario, paquete ) (Radius Server+EAP, WPA-AP, WPA Cliente) X (Mecanismo de autenticación basado en control de acceso a puerto) (EAP-MD5, EAP-TLS, EAP-TTLS, PEAP) i (AES sustituto de WEP) (FQ 2004) VPN (Virtual Private Network)

272 TOPOLOGÍAS WLAN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

273 Service Set y SSID El Service Set es un grupo lógico de equipos Redes WLAN proveen acceso mediante broadcast usando un medio inalámbrico (portadora RF) Una estación repceptora puede encontrarse entre un número de transmisores Las transmisiones usan el parámetro Service Set Identifier SSID El receptor usa el valor de SSID para poder identificar de entre varias señales cual es la que debe escuchar

274 Tipos de redes WLAN Existen 03 tipos de topologías de redes WLAN IBSS Independent Basic Service Set BSS Basic Service Set ESS Extended Service Set

275 Tipos de redes WLAN IBSS Independent Basic Service Set Comunicación directa entre estaciones, no se usa Access Point (AP) Conocida como red ad-hoc por ser del tipo peer-to-peer

276 Tipos de redes WLAN (Cont ) BSS Basic Service Set Comunicación entre estaciones no es directa, se usa el AP AP es el punto central de comunicación de la red, este recibe la información de las estaciones y las retransmite Normalmente tienen un puerto de conexión a la LAN

277 Tipos de redes WLAN (Cont ) ESS Extended Service Set Conjunto de redes BSS interconectadas usando puertos uplink El puerto uplink conecta las BSS al DS (Distribution System) El puerto uplink puede ser wireless

278 WLAN con AP con Bridge Se configura como puente entre 2 redes Por ejemplo, conecta redes de dos edificios Configuración multipunto (Multibridge)

279 CAPAS PROTOCOLORES WLAN Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

280 Modelo OSI

281 Pila de Protocolos

282 Capa Física Transmite y recibe información usando un medio inalámbrico Alternativas para capa física en son: FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum 2.4 GHz, 79 canales, máximo 2 Mbps DSSS Direct Sequence Spread Spectrum 2.4 GHz, 13 canales, máximo 11 Mbps (802.11b) OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing 5 GHz, 4 canales, máximo 54 Mbps Infrared nm de longitud de onda, máximo 2 Mbps

283 Mecanismos de Acceso al Medio La tecnología Ethernet basada en IEEE usa el mecanismo CSMA/CD WLAN basadas en IEEE usan el mecanismo CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) El CSMA / CA usa el mecanismo LBT (Listen Before Talk) Las estaciones antes de transmitir sensan el medio para encontrar señal portadora y esperan a que el canal de la portadora este disponible CSMA / CA no es capáz de detectar colisiones por lo que hace su mejor esfuerzo para evitarlas

284 Overview de CSMA / CA Antes que una estación transmita, indica cuanto tiempo necesita. Esto brinda otras estaciones la idea de cuanto esperar para poder tener la oportunidad de transmitir Otras estaciones no pueden transmitir hasta que el tiempo indicado por la estación que está transmitiendo haya finalizado Estaciones no están seguras de haber realizado una transmisión exitosa a menos que reciba una confirmación de su transmisión una vez finalizada Si dos estaciones transmiten al mismo tiempo estás no son concientes de lo que está sucediendo hasta que transcurre el tiempo en le que debieron recibir la confirmación a su transmisión Esperan un tiempo random antes de volver a intentar el transmitir

285 Componentes claves del CSMA/CA Carrier sense DCF Distributed Coordination Function Acknowledgment frames Reserva del medio Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS) También son necesarios los siguientes mecanismos: Fragmentación de frames PCF Point Coordination Function

286 Componentes claves del CSMA/CA (Cont ) CARRIER SENSE Sensa si el medio está en uso Transmite sólo cuando el medio está libre Dos métodos para sensar: Verifica de capa uno, capa física (Physical Layer) Función virtual carrier-sense usando el NAV - Network Allocation Vector (sólo se actualiza con valores mayores)

287 Componentes claves del CSMA/CA (Cont ) DCF DISTRIBUTED COORDINATION FUNCTION Mecanismos de acceso al medio de La estación espera un tiempo conocido como DIFS (DCF interframe space) Luego del DIFS el medio está disponible, Content Window El slot dentro del CW se basa en un número random

288 Componentes claves del CSMA/CA (Cont ) ACKNOWLEDGMENT FRAME Estación receptor confirma recepción sin error enviando de respuesta un ACK-FRAME Estación receptora usa el SIFS (Short Interframe Space) para transmitir el ACK-FRAME El SIFS es dos slots de tiempo menos largo que el DIFS brinda cierta garantía de evitar colisiones

289 Componentes claves del CSMA/CA (Cont ) RTS / CTS Conocido también como el Nodo Oculto The Hidden Node Usa los frames de control RTS/CTS (Request y Clear To Send)

290 Componentes claves del CSMA/CA (Cont ) PCF POINT COORDINATION FUNCTION Mecanismo opcional de acceso al medio del Envío de frames desde y hacía el AP Libres de pelea por uso del medio contention-free

291 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN PoC Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

292 Introducción al PoC Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

293 Qué es PoC? PoC (Push over Cellular) es el servicio de comunicaciones de Presionar para hablar en tecnologías celulares Es una comunicación half-duplex Un usuarios se comunica con otro luego de presionar un botón o alguna acción similar Se necesita un equipo (terminal) PoC

294 Visión Básica del Servicio PoC

295 Visión Básica del Servicio PoC

296 Algunas definiciones Access control: Cada usuario PoC define reglas que indican quienes están permitidos a contactarlo usando el PoC Access list: Cada usuario PoC tiene listas de acceso: permitidos y rechazados. Permite al servidor PoC saber si enviar o no solicitudes de conversación de otros usuarios.

297 Algunas definiciones Chat group: Grupo de chat de conversación creado y persistente. Cada miembro se agrega a la conversación. Existen grupos privados. Contact list: Lista disponible al usuario con dirección de otros usuarios o grupos Contact: Identificación de un usuario o grupo.

298 Algunas definiciones (Cont ) Floor control: Mecanismo de control aplicable al terminal para poder tener la posibilidad de hablar Group: Grupo predefinido de usuarios con ciertas características. Facilita el establecimiento de las sesiones grupales Instant personal Alert: Capacidad del usuario para solicitar una conversación a otro usuario

299 Algunas definiciones (Cont ) Session: Una sesión o conversación PoC es el intercambio de información entre los participantes Talk session: Conexión establecida entre los usuarios PoC con posibilidad de comunicación half-duplex User: Usuario del servicio PoC User equipment: Dispositivo HW (ej. El terminal móvil) con el SW cliente del PoC

300 Arquitectura Funcional del PoC Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

301 Arquitectura Básica Mobile Mobile Statio Station n SIP RTP Mobile Station RTP SIP PTT Server RTP SIP Mobile Station

302 Arquitectura Detalle

303 User Equipment Equipo celular utilizado por el usuario PoC Viene a ser equivalente al MS en el estándar GSM Tiene el cliente PoC (software) instalado Es capaz de usar tecnología de paquetes de la red móvil Tiene configurado el Proxy SIP de salida

304 IMS Core Grupo de servidores de registro SIP y proxies SIP Encamina la señalización SIP entre el UE y el servidor PoC Termina la compresión SIP del UE Autentica y autoriza el acceso a los servicios PoC Mantiene el estado de registro y el estado de la sesión SIP Genera información para cobro (CDRs)

305 Group and List Management Server (GLMS) Usado para la gestión de grupos, lista de contactos y listas de acceso El UE almacena y recupera su contact list desde el GLMS Pueden haber más de un contact list por usuario También se seleccionan desde el GLMS los contact group Los access list permiten al UE almacenar en el GLMS los usuarios PoC con bloqueados o permitidos a comunicarse con él

306 PoC Server End-point para la señalización SIP End-point para la señalización RTP y RTCP Brinda la gestión de las sesiones SIP Brinda las políticas de control de acceso a los grupos Brinda la gestión de las sesiones grupales Brinda control de acceso

307 PoC Server (Cont ) Brinda la funcionalidad de no molestar (don t disturb) Brinda la funcionalidad de control de floor Brinda la identificación del hablante Brinda la información de los participantes Genera los CDRs

308 Presence Server Gestiona información de presencia La presencia indica si e usuario está conectado al servicio No fue parte del estándar al inicio del mismo Es configurable por el usuario (activar o desactivar)

309 Pila de protocolos VoIP

310 Interfaces

311 Establecimiento de llamadas PoC Calle r PTT Se rve r Calle e Caller PTT Server Callee INVITE 200 OK INVITE 200 OK PTT INVITE 180 RINGING INVITE ALERT ACK ACK Answered 200 OK 200 OK User accept VOICE VOICE VOICE VOICE SIP: Establecimiento, mantenimiento y liberación RTP: Control del floor y de la voz PTT Server: Gestiona los tramos de la llamada SIP y hace broadcast de RTP a todos los destinos

312 Establecimiento de llamadas PoC

313 Sesiones en PoC Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

314 Registro Encender el equipo o terminal Se desplegará la pantalla principal Si el usuario está registrado en este servicio, se desplegará el aviso de conexión con la red Al concluir el registro, se notificará su registro por medio de un mensaje.

315 Tipos de Llamada Llamada uno a uno tipo Barge Alerta

316 Tipos de Llamada Llamada grupal

317 Llamada Uno a Uno Barge La comunicación se inicia directamente, es decir, se comienza a hablar sin poner sobre aviso al interlocutor

318 Llamada Uno a Uno Alerta Se envía un tono previo al inicio de la conversación a manera de invitación. Esta modalidad permite al receptor el decidir si acepta o no la llamada.

319 Presencia Alerta al usuario sobre el estado de sus contactos

320 Contactos y Grupos de Contactos Crear Borrar Modificar Bloquear Usados con frecuencia Crear grupo de contactos Borrar grupo de contactos

321 Acceso de Gestión vía WEB Usuario final administra sus líneas vía Internet

322 Roaming Poc

323 Roaming PoC (Cont )

324 Roaming PoC (Cont )

325 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN UMTS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

326 Introducción al UMTS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

327 Qué es UMTS? Universal Mobile Telecommunications System Evolución de la telefonía celular Es un estándar mundial (3GPP) Conocido también como 3G Servicios de voz y datos Datos de alta velocidad Permite nuevos y diferentes servicios

328 Ventajas del UMTS Uso eficiente de espectro radioeléctrico UE consume menos potencia para transmitir mayor duración de batería Utilización independiente en UL y DL Mayores velocidades de transmisión de datos Se aprovechan características de CDMA

329 Generaciones de los Celulares

330 La Evolución

331 La Evolución

332 La Evolución

333 Evolución de la Red de Acceso

334 Arquitectura UMTS Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

335 Arquitectura Red 3G

336 Arquitectura detalle 3G

337 User Equipment

338 3GPP Release 99-3G MSC NMS

339 3GPP Release 99 3G SGSN NMS

340 3GPP Rel. 4 - Core

341 3GPP Rel. 4 - Planos

342 3GPP Rel. 4 - Planos

343 3GPP Rel. 4 Interfaces y NE

344 Comparación de Releases Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

345 Release 99 BTS Abis n x E1 Iub ATM BSC Iu-Cs Iu-Ps MSC VOICE CORE TDM MSC GMSC PSTN NodeB RAN Abis n x E1 RNC MSC BTS BSC GGSN Iub ATM Iu-Cs Iu-Ps SGSN PACKET CORE NodeB RNC SGSN GGSN

346 Release 4 (IP/MPLS) BTS Ran Edge Abis n x E1 Iub ATM BSC Ran Core N x E1s Iu-Cs ATM MGW MGW GMS C PSTN Node B Abis n x E1 RNC Iu-Ps ATM N x E1s SGSN IP/MPLS GGSN BTS Iub ATM BSC Iu-Cs ATM MGW Node B ATM RNC Iu-Ps ATM SGSN GGSN IP/MPLS MSC Server

347 Release 5 (IP/MPLS) BTS Ran Edge Abis n x E1 Iub IP BSC Ran Core N x E1s Iu-Cs IP MGW MGW GMS C PSTN NodeB Abis n x E1 RNC Iu-Ps IP N x E1s SGSN IP/MPLS GGSN BTS Iub IP BSC Iu-Cs IP MGW NodeB RNC Iu-Ps IP SGSN IP/MPLS GGSN MSC Server

348 SISTEMAS INALAMBRICOS DE NUEVA GENERACIÓN LTE (4TA GENERACIÓN) Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

349 Introducción a LTE Ing. Renán Eduardo Ruiz Moreno Lima - Perú Universidad Ricardo Palma Facultad de Ingeniería Electrónica

350 Qué es LTE? Long Term Evolution Evolución de la telefonía celular Es un estándar mundial (3GPP) Conocido también como 4G Servicios de voz y datos multimedia Datos de alta velocidad similares o mejores a los ofrecidos en otras tecnologías Permite nuevos y diferentes servicios

351 Qué es LTE? SAE LTE -Long Term Evolution E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network SAE System Architecture Evolution EPC Evolved Packet Core EPS Evolved Packet System

352 LTE en el Mundo

353 Qué ocurrió para llegar a LTE?

354 Razones del desarrollo de LTE Velocidades de datos de servicios no inalámbricos Necesidad de mayor capacidad en servicios de datos en redes inalámbricas La tarifa plana obliga a tener una red eficiente

355 Objetivos de LTE spectral efficiency two to four times more than with HSPA Release 6 peak rates exceed 100 Mbps in downlink and 50 Mbps in uplink enables round trip time <10 ms; packet switched optimized; high level of mobility and security; optimized terminal power efficiency; frequency flexibility with from below 1.5 MHz up to 20 MHz allocations.