Tema 3. Redes celulares

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1 Tema 3 Redes celulares 1

2 3. EPC 2

3 LTE + 2G/3G UTRAN SGSN GERAN S3 S1-MME MME S11 LTE-Uu S10 UE E-UTRAN S1-U HSS S6a S4 Serving Gateway S12 S5 Gx PDN Gateway PCRF SGi Rx Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.) 3

4 Arquitectura básica S1: conexión entre radio y núcleo es en general muchos-a-muchos (!!!) Plano de usuario + plano de control MME (Mobility Management Entity): gestiona movilidad S-GW (Serving Gateway): tráfico de usuario y conectividad X2: disminuye latencia en los traspasos 4

5 Reparto de tareas enb / EPC 5

6 S1 User plane PDUs S1-AP GTP-U UDP IP Data link layer Physical layer SCTP IP Data link layer Physical layer Diferentes requisitos = diferente diseño para los dos planos, de usuario y de control X2 es similar ojo, muy diferente en cuanto a procedimientos 6

7 Actualización de la localización UE enodeb 1. Trigger to start TAU procedure 2. TAU Request 3. TAU Request 20. TAU Accept 21. TAU Complete RNC new MME old MME/ old S4 SGSN 4. Context Request 5. Context Response 6. Authentication / Security 7. Context Acknowledge new Serving GW old Serving GW 8. Create Session Request 9. Modify Bearer Request 11. Create Session Response 12. Update Location 13. Cancel Location 15. Iu Release Command 16. Iu Release Complete 14. Cancel Location Ack 17. Update Location Ack 18. Delete Session Request (B) 19. Delete Session Response PDN GW 10. Modify Bearer Response HSS 9a. PCEF Initiated IP-CAN Session Modification (A) PCRF 7

8 Conexión con origen en móvil UE enodeb 1. NAS: Service Request 2. NAS: Service Request 3. Authentication/Security 5. Radio Bearer Establishment MME Serving GW PDN GW 4. S1-AP: Initial Context Setup Request 6. Uplink Data 7. S1-AP: Initial Context Setup Complete 8. Modify Bearer Request (A) 12. Modify Bearer Response 9. Modify Bearer Request 11. Modify Bearer Response PCRF 10. PCEF Initiated IP-CAN Session Modification HSS 8

9 Traspaso sin cambio de MME 9

10 4. Servicios de voz en LTE 10

11 IMS IMS es independiente de todo tipo de acceso y provee interfaces a las redes circuitos. Proporciona una interfaz normalizada basada en el protocolo SIP para el acceso a los servicios. IMS puede ser desplegado: Por un operador móvil para ofrecer servicios avanzados y multimedia a sus usuarios Por un operador de otro tipo de accesos (xdsl, cable) Por un operador virtual que despliegue IMS basándose sobre las redes de acceso de terceros. Grupos de servicios finales: Los heredados: Llamadas básicas, sms, mensajería multimedia, e- mail... Los multimedia avanzados: Videoconferencia, audioconferencia, videoconferencia para personas sordas, vídeo y texto en tiempo real, difusión de TV o radio, vídeo bajo demanda, chat multimedia y mensajería instantánea, videojuegos multiusuario, servicio push-totalk 11

12 La transferencia de datos entre usuarios IMS se organiza en sesiones. Nodo principal :CSCF El CSCF (call state control function) es responsable del control de la sesión (usando SIP) y principalmente de las siguientes funciones: Autenticación del usuario Enrutamiento de la llamada Establecimiento de QoS en la red IP Control y generación de los registros de tarificación CDRs (call detail records) Se definen tres tipos de nodos CSCF, y cada red tendrá múltiples CSCFs de cada tipo (control de carga, fiabilidad): P-CSCF / S-CSCF / I-CSCF. 12

13 Tipos de nodos CSCF El nodo CSCF (Call State Control Function) es un servidor SIP con funciones de proxy con 3 roles principales en IMS: El proxy CSCF (P-CSCF), punto de contacto con el sistema IMS y que recibe la señalización desde el terminal. Siempre en la red donde está el móvil (home o visitada) En redes móviles, el terminal conoce su IP en el establecimiento del contexto El interrogating CSCF (I-CSCF), punto de contacto dentro de una red de operador para todas las sesiones destinadas a un usuario de ese operador (red home) Punto de entrada de señalización externa. Encamina los métodos SIP recibidos desde otra red al S-CSCF que gestionará el mensaje. Obtiene la dirección del S-CSCF del registro de localización. Ayuda a otros nodos a determinar el siguiente salto de los mensajes SIP : camino para la señalización. El serving CSCF (S-CSCF). Proxy y servidor registrar. (red home) Control de la sesión: Cada usuario registrado en IMS tiene asignado un S-CSCF, que enruta sus sesiones, registra/autentica al abonado y proporciona los servicios Los servicios se proporcionan enrutando la señalización al servidor de aplicaciones AS adecuado, en función del perfil del usuario ( filter criteria, HSS). Genera registros de tarificación. En el registro, el P-CSCF se ayuda del I-CSCF para determinar el S-CSCF que sirve a cada usuario. 13

14 Ubicación de los nodos CSCF P-CSCF en la red home o visitada, el I- CSCF y el S-CSCF siempre en la red home... por qué? El tráfico generado por un usuario de Francia que esté haciendo roaming en Italia y quiera llamar a España, se enrutará así: S-CSCF I-CSCF Establecer videoconferencia Italia - España La señalización a través del I- CSCF y del S-CSCF de Francia. El P- CSCF sí estará en la red visitada de Italia. I-CSCF P-CSCF S-CSCF P-CSCF DNS El tráfico de usuario se transmitirá entre los GGSNs de Italia y España. GGSN GGSN Poco óptimo para el enrutamiento, pero facilita la tarificación del tráfico originado por los propios usuarios cuando están en roaming. 14

15 Servidores de aplicación En estas redes habrá varios servidores de aplicaciones (AS), especializados en proporcionar servicios implementados sobre distintas tecnologías (Java, SIP servlets, SIP CGI...). Desde el punto de vista de SIP, un AS puede actuar como un user agent (originante/terminante), un servidor proxy, un redirect server (por ejemplo, para los redireccionamientos de llamadas), o un SIP B2BUA (Back-to-Back User Agent). Un AS a veces actúa como SIP proxy server y otras como SIP User Agent, dependiendo del servicio que proporcione. Si el AS decide no proporcionar un servicio, actúa como SIP proxy server. El S-CSCF recibe el SIP request y continua con el proceso. Si el AS no va a proporcionar un servicio, no registra la ruta y se queda fuera del camino de señalización una vez que la transacción SIP se completa. 15

16 Flujos de señalización IMS En general: Establecimiento de sesión: 16

17 Voz sobre LTE - IR.92 Estandarización de servicios telefonía IP sobre IMS Realizado por la GSMA (no 3GPP) Utilizando LTE como servicio portador Pero se puede aprovechar para otros portadores IP 17

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