TELEFONICA MOVILES ESPAÑA

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Domingo Vargas Pérez
hace 8 años
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1 TELEFONICA MOVILES ESPAÑA

2 TRANSMISIÓN DE DATOS POR RADIO La transmisión de datos ha sido una Asignatura pendiente de las comunicaciones móviles En los Sistemas Analógicos (PMR, MoviLine) sólo se ofrecían soluciones con conmutación de circuitos y a baja velocidad ( bits/s) necesitándose módems En PAMR-Trunking se dispone de un canal digital (señalización). No es necesario el módem pero la velocidad sigue siendo baja (1200 bits/s). La conmutación es de circuitos y el tamaño de los mensajes es limitado 2 2

(600-1200 bits/s) necesitándose módems En PAMR-Trunking se dispone de un canal digital (señalización).

3 TRANSMISIÓN DE DATOS POR RADIO (2) Los primeros ensayos de transmisión con conmutación de paquetes por radio datan de los años 70 y se van perfeccionando en ese decenio con orientación a PAMR La primera realización comercial de estos sistemas es la red MOBITEX (Suecia, 1986) para PAMR. En 1998 se ha puesto en servicio la 3ª generación. Otras redes de radio paquetes de los años 90 son ARDIS (Motorola-IBM, USA) y CDPD (Cellular Digital Packet Data) que se apoya en la red analógica americana AMPS 3 3

la red MOBITEX (Suecia, 1986) para PAMR. En 1998 se ha puesto en servicio la 3ª generación.

4 TRANSMISIÓN DE DATOS POR RADIO (3) En la primera fase de GSM se contempla el servicio de radiopaquetes pero embebido en la conmutación de circuitos, requiriendo unidades PAD (Packet Assembler Disassembler) A propuesta del operador alemán Deustche Bundespost se aprovechó la especificación de GSM/Fase 2 para desarrollar el GPRS (General Packet Radio Service) 4 4

(Packet Assembler Disassembler) A propuesta del operador alemán Deustche Bundespost se

5 TRANSMISION DE DATOS POR RADIO (4) 5 GPRS es una técnica flexible y eficiente para la transmisión de datos con movilidad: Utiliza codificación avanzada con diferentes clases y mayor velocidad que el GSM normal Permite concatenar intervalos de tiempo para aumentar la capacidad Emplea conmutación de paquetes Aprovecha la infraestructura radio existente pero requiere nuevos nodos en el núcleo de red para la conmutación de paquetes 5

Permite concatenar intervalos de tiempo para aumentar la capacidad Emplea conmutación de paquetes Aprovecha

6 TRANSMISIÓN DE DATOS EN GSM Velocidades de transmisión bajas Las conexiones requieren un tiempo de establecimiento largo No se puede estar permanentemente conectado La facturación se realiza por tiempo de conexión El uso de GSM para la transmisión de datos es mínimo 6 6

estar permanentemente conectado La facturación se realiza por

7 MODOS DE TRANSMISION MSC PSTN BTS BSC GPRS Core GPRS SGSN Backbone GGSN Internet IP Network 7 7

8 CARACTERÍSTICAS DE GPRS GPRS es una extensión de la tecnología de comunicaciones móviles GSM, diseñada con el objetivo de desarrollar las capacidades de transmisión de datos sobre la red actualmente utilizada básicamente para la transmisión de voz. Sus características la hacen idónea para aplicaciones que van más allá de la voz y que de forma global se conocen como Servicios Avanzados de Datos en Movilidad 8 8

utilizada básicamente para la transmisión de voz.

9 CARACTERÍSTICAS DE GPRS (2) Red de conmutación de paquetes superpuesta a la actual estructura de conmutación de circuitos de GSM Los recursos se reservan solo cuando deben enviarse/recibirse datos, permitiendo un uso más eficiente del espectro Reserva flexible de canales radio De 1 a 8 intervalos (Time slots) Los recursos disponibles son compartidos por los usuarios activos en cada momento 9 9

datos, permitiendo un uso más eficiente del espectro Reserva flexible de canales radio De 1 a 8

10 CARACTERÍSTICAS DE GPRS (3) Conexiones a redes estándar de datos PTP-CLNS (Point to Point ConnectionLess Network Service) permite enviar paquetes sencillos de un usuario a un destino Tráfico a rafagas Aplicaciones bajo protocolo TCP/IP (WWW, FTP, Telnet) PTP-CONS (Point to Point Connection Oriented Network Service) permite intercambiar múltiples paquetes entre un usuario y un destino Conexiones largas, interactivas, etc. Aplicaciones basadas en X

protocolo TCP/IP (WWW, FTP, Telnet) PTP-CONS (Point to Point Connection Oriented Network Service) permite

11 CARACTERISTICAS DE GPRS (4) Modos de transmisión Envío y recepción de datos por conmutación de paquetes Uso eficiente y rentable de los recursos de red Los canales en los enlaces ascendente y descendente se reservan de forma independiente Características del tráfico Transmisión de ráfagas de datos (intermitente, bursty) Transmisiones frecuentes de volúmenes pequeños de datos y poco frecuentes de grandes volúmenes 11 11

reservan de forma independiente Características del tráfico Transmisión de ráfagas de datos

12 CARACTERISTICAS DE GPRS (5) Los usuarios estarán permanentemente conectados El terminal móvil se convertirá en una ventana a Internet y a las intranets corporativas Inmediatez de la conexión El tamaño de los paquetes de datos suele ser corto (típicamente entre 500 y 1000 octetos) Cada paquete es tratado como una entidad independiente Cada elemento de red sabe como encaminar cada paquete 12 12

tamaño de los paquetes de datos suele ser corto (típicamente entre 500 y 1000 octetos) Cada

13 CARACTERISTICAS DE GPRS (6) Transmisión Cuatro niveles de codificación radio y cinco niveles de QoS (Quality of Service) Transmisión Punto a Punto (Point-To-Point) y Punto-Multipunto (Point-To-Multipoint) en fases posteriores Altos throughputs (caudales) en la interfaz aire, hasta 21,4 kbps por TS, pudiéndose utilizar hasta 8 TS Implementación y objetivos No son necesarios cambios HW en las BTS La red GPRS puede construirse de forma escalada 13 13

posteriores Altos throughputs (caudales) en la interfaz aire, hasta 21,4 kbps por TS, pudiéndose utilizar hasta

14 APLICACIONES DE GPRS Oportunidades para nuevos servicios basadas en protocolos específicos de GPRS: Aplicaciones punto a punto (peajes, pagos con tarjetas de crédito, domótica, movilpago) y punto-multipunto (información de tráfico, noticias, el tiempo, gestión de flotas etc.) 14 14

pagos con tarjetas de crédito, domótica, movilpago) y punto-multipunto

15 TERMINALES GPRS Clases de móviles Clase A: Soportan, de forma simultánea, GPRS y GSM a todos los niveles (registro, servicios por paquetes y CS) Clase B: Pueden registrarse simultáneamente en GSM y GPRS, pero no permiten servicio simultáneo de paquetes/cs. Durante una llamada, la conexión GPRS se marca como busy or held Clase C: Solo se registran y soportan servicios GPRS o GSM de forma alternativa. Pueden ser MS sólo para GPRS (Mobile Internet, juegos en red, chat) o para GPRS y GSM, conmutando manualmente cada servicio 15 15

Durante una llamada, la conexión GPRS se marca como busy or held Clase C: Solo se registran y soportan servicios GPRS o GSM de forma

16 TERMINALES CLASE A Permite registro, monitorización y tráfico simultáneos El usuario puede hacer y/o recibir llamadas en los dos servicios de manera simultánea según los requisitos de QoS Mínimo un timeslot disponible para cada tipo de servicio Necesitan 2 transmisores/2 receptores, Se fabricarán? Datos Siguen datos Llamada voz establecida 16 16

requisitos de QoS Mínimo un timeslot disponible para cada tipo de servicio Necesitan 2

17 TERMINALES CLASE B Permite registro, activación y monitorización simultáneos No soporta tráfico simultáneo Los usuarios pueden hacer y/o recibir llamadas en los dos servicios de manera secuencial Selección del servicio adecuado de manera automática 17 Datos Siguen datos Retenida Llamada voz establecida Fin llamada 17

los dos servicios de manera secuencial Selección del servicio adecuado de

18 MODELOS DE TERMINALES GPRS supone una ruptura en la tendencia de uniformización de los terminales adecuación al uso de datos en movilidad (pantallas en color de alta resolución, navegación por iconos, sistemas operativos y programas potentes y compatibles etc.) En GPRS se verán gamas de terminales muy segmentadas, especializadas para los diferentes tipos de uso y con formas muy diferenciadas según la importancia en el uso de la voz o de los datos 18 18

19 ESTRUCTURA RED GPRS 19 19

20 INTERFACES RED GPRS SMS-GMSC SMS-IWMSC SMS-C E Gd C MSC/VLR D HLR A Gs Gr Gc Um BSS Gb SGSN Gn GGSN Gi PDN Gn Gp Gf SGSN GGSN EIR 20 Other PLMN Signalling & Data Transfer Interface Signalling Interface 20

21 INTERFAZ RADIO Application IP/X.25 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF MS Um SNDCP: Subnetwork Dependent Convergence Protocol Segmentación. LLC: Compresión Logical de Link datos. Control SNDCP Mantenimiento Compresión de cabeceras del Contexto TCP/IP. de la comunicación entre el móvil y la red. Encriptación. LLC RLC: Relay LLC Retransmisión Radio Link de Control tramas no reconocidas. RLC Detección Detección BSSGP de de tramas bloques corruptas. corruptos. BSSGP Solicitud de retransmisión selectiva de los mismos. MAC MAC: Medium Access Control Phys. Phys. GSM RF Gestiona Link la compartición del canal Link radio entre los móviles. BSS/PCU Gb Asignación de canales radio a móviles. SGSN 21 21

22 INTERFAZ RADIO (2) Multitrama GPRS: 52 Tramas TDMA X: Trama Desocupada T: Trama usada para PTCCH B0-B11: Bloques radio BO B1 B2 T B3 B4 B5 X B6 B7 B8 T B9 B10 X B11 Ejemplos de mapeo de canales lógicos: PBCCH PDTCH PPCH T PAGCH PPCH PPCH X PBCCH PACCH PPCH T PNCH PPCH X PPCH PDTCH PDTCH PDTCH T PDTCH PDTCH PDTCH X PDTCH PDTCH PDTCH T PDTCH PDTCH X PDTCH 22 22

23 RECURSOS RADIO 23 23

24 RECURSOS RADIO (2) Reserva de canales GPRS Las capacidades de enlaces ascendente y descendente se consideran recursos separados Varios móviles pueden compartir un PDTCH, pero éste se dedica a un solo móvil en cada instante, es lo que se conoce como un Temporary Block Flow (TBF) Los recursos de un Time Slot pueden ser compartidos por hasta 7 (ú 8 si existe PRACH) TBFs en el EA y hasta 9 TBFs en el ED

25 RECURSOS RADIO (4) USF=1 USF=2 USF=3 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B5 B6 B7 B8 B9 B0 B1 B2 B3 B

26 TIEMPOS TIPICOS DE TRANSMISION Ejemplo de tiempos de transmisión de un pequeño paquete de una pagina web típica (20 RLC block packet, 20 x 160 bits) usando CS1 Channel Request Channel Allocation Ack/Nack Final Ack/Nack 1 TS Mobile Channel Allocation 150ms Data Transmission 400ms MS Processing 150ms Data Re- Transmission 100ms MS Processing 150ms 3 TS Mobile Channel Allocation 150ms Data Transmission 140ms MS Processing 150ms MS Processing 150ms 26 Data Re- Transmission 33ms 26

27 ESQUEMAS DE CODIFICACIÓN RADIO Esquemas de codificación radio para PDCH: velocidades en el nivel RLC/MAC por intervalo de tiempo Coding Scheme CS1 CS2 CS3 CS4 Data Rate per TSL (kbit/s) Data Error Correction More Data = Less Error Correction 27 Valores a nivel de aplicación: CS-1 ~ 6 Kbps CS-2 ~ 10 Kbps 27

28 ESQUEMAS DE CODIFICACIÓN RADIO (2) Network throughput - 1 Timeslot Network throughput - 3 Timeslots Kbit/s Typical NW C/I Minimum Average CS-3 CS-2 CS-4 CS-1 Kbit/s Typical NW C/I Minimum Average CS-3 CS-2 CS-4 CS C/I C/I 28 28

29 MS ACCESO A INTERNET Charging gateway 1 BSC SGSN Operator IP backbone Border Gateway Inter operator IP network 2 GGSN 5 Internet Consulta al DNS 3 ISP 29 Carga página HTML 4 29

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