Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа

технология DECT может быть использована для доступа в любые сети. GIP

описывает способ подключения сетей DECT к сети GSM. Такой доступ

обеспечивается интерфейсом А сети GSM (к МSС). При этом сеть GSM

воспринимает DECT как систему базовых станций (ВSС).

Использование этого профиля обеспечивает два преимущества. Во-первых,

появилась возможность строительства мобильных сетей DECT на основе наземной

инфраструктуры сетей GSM. При этом существенно снижаются затраты на

создание инфраструктуры сете DECT поскольку сети GSM имеют практически

глобальное распространение и постоянно увеличивают охват территорий. Во -

вторых, для операторов сетей GSM появилась возможность использования

дуальных мобильных терминалов GSM/DECT для увеличения трафика, так как сети

DECT поддерживают очень высокую плотность трафика. Сети, построенные на

основе DECT и GSM, обладают такими качествами, как высокая плотность

трафика для малоподвижных абонентов в местах наибольшего скопления

абонентов за счет подсистемы базовых станций DЕCT, большая площадь

радиопокрытия и высокая мобильность за счет подсистемы базовых станций GSM.

В настоящее время рассматривается другой способ взаимодействия сетей GSM

и DEСТ через ISDN сети. Этот подход основан на протоколе DSS1+, являющимся

расширением протокола DSS1.

При разработке протоколов стандарта DECT был учтен богатый опыт,

накопленный при создании протоколов для сетей ISDN. Поэтому предполагается

тесное взаимодействие ISDN и DECT. Такое взаимодействие определяется

профилями IАР и IIP. Оба профиля поддерживают одинаковый набор услуг.

Основное отличие между ними заключается в способе соединения.

Первый из них ориентирован на доступ к услугам сети ISDN посредством

стандартного терминала DECT. При этом со стороны сети ISDN терминал DECT

виден как обычный терминал ISDN с соответствующими возможностями.

Преимущества данного профиля заключаются в том, что для получения услуг

ISDN используется только один трафиковый канал DECT. Информационный канал

ISDN (В канал) шириной 64 кБит/с передается в канал «данных пользователя»

DECT путем преобразования кодирования РСМ в ADРCM. Очевидно, что этот

профиль может обслуживать только речевые терминалы.

Второй профиль (IIP) называется профилем промежуточной системы и

используется для подключения стандартного терминала ISDN к сети ISDN

посредством радиоинтерфейса DECT. При этом появляется возможность

подключения и терминалов передачи данных на скорости до 64 кбит/с.

Недостатком этого профиля является неэффективное использование

радиоспектра. Для организации информационного канала используются два

трафиковых канала DECT. Кроме того, для отображения канала сигнализации (D

канала ISDN) выделяется еще один канал. Таким образом, для одного

соединения используются 3 трафиковых канала DECT.

В рамках этого профиля возможна организация стандартной канальной

структуры 2B+D базового доступа ISDN путем выделения 5 трафиковых каналов

DECT. При этом DECT обеспечивает стандартное сетевое окончание ISDN с

интерфейсом SO. Преимуществом данного профиля является возможность

использования любого стандартного терминала ISDN, в том числе и терминалов

передачи данных.

Для систем абонентского радиодоступа (WLL) на основе технологии DECT

разработан профиль RAP. RAP определяет протоколы и методы предоставления

услуг сетей общего пользования конечным пользователям с использованием

технологии DECT. RAP определяет два типа сервиса:

. базовые телефонные услуги, включая передачу данных с помощью модемов на

скоростях вплоть до V.34;

. широкополосные услуги, включая ISDN и передачу данных с коммутацией

пакетов.

Услуги предоставляются через стандартную АС DECT, аналогично ISDN.

В связи с тем, что WLL на основе DECT пользуются большой популярностью в

мире, в ETSI рассматривается вопрос о расширении возможностей стандарта

DECT по поддержке удаленных терминалов (более 5 км). На данный момент

предлагается механизм "усовершенствованной схемы синхронизации",

обеспечивающий связь на расстояниях до 16 км. Достоинство этого предложения

заключается в сохранении совместимости с существующими системами. Таким

образом, DECT является очень привлекательной технологией для создания

систем WLL с точки зрения экономической эффективности, простоты

планирования, монтажа и эксплуатации.

Для построения сетей доступа на основе технологии DECT определен профиль

доступа в сети мобильных терминалов (СТМ). СТМ обеспечивает роуминг

терминалов между сетями доступа DECT. В местах, где обеспечивается

радиопокрытие DECT системой (домашней, офисной или общего пользования),

беспроводный телефон может обслуживать как входящие, так и исходящие

вызовы. При этом мобильный терминал регистрируется только в одной системе с

одним телефонным номером. Таким образом, обеспечивается связь в любом

месте, где присутствует DECT система. Причем для терминала во всех сетях

сохраняется один и тот же сетевой номер, поэтому входящие звонки не

теряются.

Основное отличие CAP от GIP заключается в том, что СТМ обеспечивает

мобильность не только в пределах сети GSM, но может взаимодействовать с

любой сетью, поддерживающей мобильность. Примерами таких сетей являются

сети ISDN с расширением поддержки мобильности (протокол DSSI+) и сети ОКС-7

(INAP и MAP).

Надо отметить, что CAP является надмножеством GAP, что обеспечивает

совместимость с GAP терминалами, т.е. сохраняется преемственность между GAP

и CAP.

Интеграция DECT систем с сетями передачи данных (СПД) обеспечивает

пользователям СПД новое качество — мобильность. Taк как существует большое

разнообразие СПД, то ETSI определил ряд профилей передачи данных DSP,

которые отличаются по предоставляемым услугам и степени мобильности. По

степени мобильности профили подразделяются на два класса:

. без поддержки мобильности в пределах одной БС;

. с поддержкой мобильности в частных сетях и сетях общего пользования.

По предоставляемым услугам профили передачи данных делятся на 6 типов:

( низкоскоростная передача данных с frame relay (до 24,6 кБит/с);

. высокоскоростная передача данных с frame relay (до 552 кБит/с, в будущем

- до 2 МБит/с);

. передача данных на основе коммутации пакетов;

. прозрачная передача данных;

. передача коротких сообщений с/без подтверждения;

( услуги телесервиса (например, FAX).

DMAP разработан в первую очередь для организации беспроводного доступа в

сети Internet через ISDN сети и поддержания речевых терминалов и терминалов

передачи данных DECT. Поэтому базируется DMAP на протоколах ISDN, GAP и

DSP.

Этот профиль тесно связан с компьютерной технологией, в частности

ноутбуками. Потому для обеспечения совместимости и упрощения доступа в

терминале эмулируется клиент САРI (v. 1.1/2.0), а в базовой станции —

сервер САРI.

DPRS создает основу для сопряжения всех услуг беспроводной пакетной

передачи данных, которые предоставляются через интерфейс DECT, независимо

от того, в каком приложении (домашний сектор, домашний офис, малый офис,

корпоративный сектор, системы общего пользования) используется этот

продукт, и, следовательно, значительно подтолкнет развитие рынка DECT-

продуктов передачи данных.

Особенности сопряжения систем DECT с внешними сетями.

Как уже неоднократно отмечалось выше, стандарт DECT – это одно из

последних достижений в области цифровой связи. Наиболее эффективно системы

DECT работают при сопряжении именно с цифровыми сетями. Однако, на данный

момент достаточно типичной является ситуация, когда оборудование DECT

необходимо подключать по аналоговым абонентским линиям. Особенно это

характерно для домашних радиотелефонов и офисных систем небольшой емкости.

Следует отметить, что и для систем WLL в России в настоящий момент следует

ориентироваться на аналоговые АЛ. Структура коммутационного оборудования

ГАТС в целом по России такова, что только около 32 % АТС цифровые, а 50 % -

координатные и 18 % еще декадно – шаговые. Кроме того, большое многообразие

типов СЛ отечественных АТС и вполне определенные, характерные для

импортного оборудования, протоколы сопряжения систем DECT с внешними сетями

(R2, V5.1, V5.2, EDSS-1 и для отдельных систем 2-х проводные АЛ) вызывают

необходимость использования конвертеров и протоколов.

Правильный выбор комплекса оборудования: конвертер протоколов и система

DECT, позволяет оптимизировать показатель цена – качество. Практика

развертывания различного рода систем показала, что из большого числа

имеющихся на рынке конвертеров протоколов наиболее перспективными являются

решения на базе коммутатора «Гранит – К».

Преимущества выбора DECT.

. Качество проводной линии связи - 32k ADPCM

. Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов

. Возможность создания различных систем на основе DECT:

. - домашние бесшнуровые многотрубочные системы, которые также

подходят для малого офиса,

. - микросотовые беспроводные корпоративные системы (офисные и

учрежденческие АТС с радиодоступом),

. - микросотовые системы общего пользования (СТМ),

. - системы фиксированного радиодоступа (WLL) и др.

. Сосуществование различных некоординируемых DECT-систем в общем

частотном диапазоне без необходимости частотного планирования

Совместимость оборудования разных производителей (при наличии GAP)

. Обеспечение перехода из соты в соту без разрыва соединения (хэндовер)

. Возможность обслуживания одной трубки в разных сетях (частных и общего

пользования)

. Обеспечение большого трафика - до 10,000 Эрл/ км2.

. Совместимость с другими радиосистемами Отсутствие канала управления -

устойчивость к радиопомехам

. Низкий уровень излучения - безопасность для здоровья

Основные сведения о стандарте GSM-900.

Общие характеристики стандарта GSM

В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся

использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960

МГц, стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему

наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух

диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций - MS),

935-960 МГц (для передатчиков базовых станций – BTS).

В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с

временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится

8 временных позиций на каждой из 124 несущих.

Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных

сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением.

Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости

перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих

частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов,

вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в

аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание

импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до

16 мкс.

Cистема синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени

задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности

связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.

В стандарте GSM выбрана Гауссовская частотная манипуляция с минимальным

частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой

системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение

передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в

паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран

речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением, долговременным

предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием

(RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала - 13

кбит/с.

В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений

осуществляется шифрованием сообщений по алгоритму шифрования с открытым

ключом (RSA).

В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее

использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий

диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для

передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов;

подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи

данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).

Основные характеристики стандарта GSM:

|Частоты передачи подвижной станциии приема базовой станции, МГц |890-91|

| |5 |

|Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц|935-96|

| |0 |

|Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц |45 |

|Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с |270, |

| |833 |

|Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с |13 |

|Ширина полосы канала связи, кГц |200 |

|Максимальное количество каналов связи |124 |

|Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции |16-20 |

|Вид модуляции |GMSK |

|Индекс модуляции |ВТ 0,3|

|Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц |81,2 |

|Количество скачков по частоте в секунду |217 |

|Временное разнесение в интервалах ТDМА кадра (передача/прием) |2 |

|для подвижной станции | |

|Вид речевого кодека |RPE/LT|

| |P |

|Максимальный радиус соты, км |до 35 |

|Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA | |

Структурная схема и состав оборудования сетей связи

Рис.4 Функциональное построение и интерфейсы в стандарте GSM

Функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM,

иллюстрируются структурной схемой рис.4, на которой MSC (Mobile

Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи; BSS (Base Station

System) - оборудование базовой станции; ОМС (Operations and Maintenance

Centre) - центр управления и обслуживания; MS (Mobile Stations) - подвижные

станции.

Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом

интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM

взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ SS N 7 (CCITT

SS. N 7).

Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает

все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная

станция. MSC аналогичен ISDN коммутационной станции и представляет собой

интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) и сетью

подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления

вызовами. Кроме выполнения функций обычной ISDN коммутационной станции, на

MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся

"эстафетная передача", в процессе которой достигается непрерывность связи

при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих

каналов в соте при появлении помех или неисправностях.

Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в

пределах определенной географической зоны (например, Москва и область). MSC

управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной

сети общего пользования (PSTN) MSC обеспечивает функции сигнализации по

протоколу SS N 7, передачи вызова или другие виды интерфейсов в

соответствии с требованиями конкретного проекта. MSC формирует данные,

необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи,

накапливает данные по состоявшимся разговорам и передает их в центр

расчетов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные,

необходимые для контроля работы и оптимизации сети. MSC поддерживает также

процедуры безопасности, применяемые для управления доступами к

радиоканалам.

MSC не только участвует в управлении вызовами, но также управляет

процедурами регистрации местоположения и передачи управления, кроме

передачи управления в подсистеме базовых станций (BSS). Регистрация

местоположения подвижных станций необходима для обеспечения доставки вызова

перемещающимся подвижным абонентам от абонентов телефонной сети общего

пользования или других подвижных абонентов. Процедура передачи вызова

позволяет сохранять соединения и обеспечивать ведение разговора, когда

подвижная станция перемещается из одной зоны обслуживания в другую.

Передача вызовов в сотах, управляемых одним контроллером базовых станций

(BSC), осуществляется этим BSC. Когда передача вызовов осуществляется между

двумя сетями, управляемыми разными BSC, то первичное управление

осуществляется в MSC. В стандарте GSM также предусмотрены процедуры

передачи вызова между сетями (контроллерами), относящимися к разным MSC.

Центр коммутации осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями,

используя регистры положения (HLR) и перемещения (VLR). В HLR хранится та

часть информации о местоположении какой-либо подвижной станции, которая

позволяет центру коммутации доставить вызов станции. Регистр HLR содержит

международный идентификационный номер подвижного абонента (IMSI). Он

используется для опознавания подвижной станции в центре аутентификации

(AUC).

Практически HLR представляет собой справочную базу данных о постоянно

прописанных в сети абонентах. В ней содержатся опознавательные номера и

адреса, а также параметры подлинности абонентов, состав услуг связи,

специальная информация о маршрутизации. Ведется регистрация данных о

роуминге (блуждании) абонента, включая данные о временном идентификационном

номере подвижного абонента (TMSI) и соответствующем VLR.

К данным, содержащимся в HLR, имеют дистанционный доступ все MSC и VLR

сети и, если в сети имеются несколько HLR, в базе данных содержится только

одна запись об абоненте, поэтому каждый HLR представляет собой определенную

часть общей базы данных сети об абонентах. Доступ к базе данных об

абонентах осуществляется по номеру IMSI или MSISDN (номеру подвижного

абонента в сети ISDN). К базе данных могут получить доступ MSC или VLR,

относящиеся к другим сетям, в рамках обеспечения межсетевого роуминга

абонентов.

Второе основное устройство, обеспечивающее контроль за передвижением

подвижной станции из зоны в зону, - регистр перемещения VLR. С его помощью

достигается функционирование подвижной станции за пределами зоны,

контролируемой HLR. Когда в процессе перемещения подвижная станция

переходит из зоны действия одного контроллера базовой станции BSC,

объединяющего группу базовых станций, в зону действия другого BSC, она

регистрируется новым BSC, и в VLR заносится информация о номере области

связи, которая обеспечит доставку вызовов.

Для сохранности данных, находящихся в HLR и VLR, в случае сбоев

предусмотрена защита устройств памяти этих регистров.VLR содержит такие же

данные, как и HLR, однако эти данные содержатся в VLR только до тех пор,

пока абонент находится в зоне, контролируемой VLR.

Состав временных данных, хранящихся в HLR и VLR.

|HLR |VLR |

|. Параметры |1. TMSI-временный |

|аутентификации и |международный |

|шифрования |идентификационный номер |

|2. Временный номер |пользователя |

|движущейся подвижной |2. Идентификаторы зоны |

|станции, который |расположения |

|назначается VLR |3. Указания по |

|3. Адреса регистров |использованию основных |

|перемещения VLR |служб |

|4. Зоны перемещения |4. Номер соты при |

|подвижной станции |эстафетной передаче |

|5. Номер соты при |5. Параметры аутентификации|

|эстафетной передаче |и шифрования |

|6. Регистрационный | |

|статус | |

|7. Таймер отсутствия | |

|ответа (отключения | |

|соединения) | |

|8. Активность связи | |

|9. Состав используемых в| |

|данный момент паролей | |

В сети подвижной связи GSM соты группируются в географические зоны

(LA), которым присваивается свой идентификационный номер (LAC). Каждый VLR

содержит данные об абонентах в нескольких LA. Когда подвижный абонент

перемещается из одной LA в другую, данные о его местоположении

автоматически обновляются в VLR. Если старая и новая LA находятся под

управлением различных VLR, то данные на старом VLR стираются после их

копирования в новый VLR. Текущий адрес VLR абонента, содержащийся в HLR,

также обновляется.

VLR обеспечивает также присвоение номера "блуждающей" подвижной станции

(MSRN). Когда подвижная станция принимает входящий вызов, VLR выбирает его

MSRN и передает его на MSC, который осуществляет маршрутизацию этого вызова

к базовым станциям, находящимся рядом с подвижным абонентом.

VLR также распределяет номера передачи управления при передаче соединений

от одного MSC к другому. Кроме того, VLR управляет распределением новых

TMSI и передает их в HLR. Он также управляет процедурами установления

подлинности во время обработки вызова. По решению оператора TMSI может

периодически изменяться для усложнения процедуры идентификации абонентов.

Доступ к базе данных VLR может обеспечиваться через IMSI, TMSI или MSRN. В

целом VLR представляет собой локальную базу данных о подвижном абоненте для

той зоны, где находится абонент, что позволяет исключить постоянные запросы

в HLR и сократить время на обслуживание вызовов.

Для исключения несанкционированного использования ресурсов системы связи

вводятся механизмы аутентификации - удостоверения подлинности абонента.

Центр аутентификации состоит из нескольких блоков и формирует ключи и

алгоритмы аутентификации. С его помощью проверяются полномочия абонента и

осуществляется его доступ к сети связи. AUC принимает решения о параметрах

процесса аутентификации и определяет ключи шифрования абонентских станций

на основе базы данных, сосредоточенной в регистре идентификации

оборудования (EIR - Equipment Identification Register).

Каждый подвижный абонент на время пользования системой связи получает

стандартный модуль подлинности абонента (SIM), который содержит:

международный идентификационный номер (IMSI), свой индивидуальный ключ

аутентификации (Ki), алгоритм аутентификации (A3).

С помощью записанной в SIM информации в результате взаимного обмена данными

между подвижной станцией и сетью осуществляется полный цикл аутентификации

и разрешается доступ абонента к сети.

Процедура проверки сетью подлинности абонента реализуется следующим

образом. Сеть передает случайный номер (RAND) на подвижную станцию. На ней

с помощью Ki и алгоритма аутентификации A3 определяется значение отклика

(SRES), т.е. SRES = Ki * [ RAND]. Подвижная станция посылает вычисленное

значение SRES в сеть, которая сверяет значение принятого SRES со значением

SRES, вычисленным сетью. Если оба значения совпадают, подвижная станция

приступает к передаче сообщений. В противном случае связь прерывается, и

индикатор подвижной станции показывает, что опознавание не состоялось. Для

обеспечения секретности вычисление SRES происходит в рамках SIM.

Несекретная информация (например, Ki) не подвергается обработке в модуле

SIM.

EIR - регистр идентификации оборудования, содержит централизованную базу

данных для подтверждения подлинности международного идентификационного

номера оборудования подвижной станции (IМЕI). Эта база данных относится

исключительно к оборудованию подвижной станции.

База данных EIR состоит из списков номеров IMEI, организованных следующим

образом:

БЕЛЫЙ СПИСОК - содержит номера IMEI, о которых есть сведения, что они

закреплены за санкционированными подвижными станциями.

ЧЕРНЫЙ СПИСОК - содержит номера IMEI подвижных станций, которые украдены

или которым отказано в обслуживании по другой причине.

СЕРЫЙ СПИСОК - содержит номера IMEI подвижных станций, у которых

существуют проблемы, выявленные по данным программного обеспечения, что не

является основанием для внесения в "черный список".

К базе данных EIR получают дистанционный доступ MSC данной сети, а также

MSC других подвижных сетей.

Как и в случае с HLR, сеть может иметь более одного EIR, при этом каждый

EIR управляет определенными группами IMEI. В состав MSC входит транслятор,

который при получении номера IMEI возвращает адрес EIR, управляющий

соответствующей частью базы данных об оборудовании.

IWF - межсетевой функциональный стык, является одной из составных частей

MSC. Он обеспечивает абонентам доступ к средствам преобразования протокола

и скорости передачи данных так, чтобы можно было передавать их между его

терминальным оборудованием (DIE) сети GSM и обычным терминальным

оборудованием фиксированной сети. Межсетевой функциональный стык также

"выделяет" модем из своего банка оборудования для сопряжения с

соответствующим модемом фиксированной сети. IWF также обеспечивает

интерфейсы типа прямого соединения для оборудования, поставляемого

клиентам, например, для пакетной передачи данных PAD по протоколу Х.25.

ЕС - эхоподавитель, используется в MSC со стороны PSTN для всех

телефонных каналов (независимо от их протяженности) из-за физических

задержек в трактах распространения, включая радиоканал, сетей GSM. Типовой

эхоподавитель может обеспечивать подавление в интервале 68 миллисекунд на

участке между выходом ЕС и телефоном фиксированной телефонной сети. Общая

задержка в канале GSM при распространении в прямом и обратном направлениях,

вызванная обработкой сигнала, кодированием/декодированием речи, канальным

кодированием и т.д., составляет около 180 мс. Эта задержка была бы

незаметна подвижному абоненту, если бы в телефонный канал не был включен

гибридный трансформатор с преобразованием тракта с двухпроводного на

четырехпроводный режим, установка которого необходима в MSC, так как

стандартное соединение с PSTN является двухпроводным. При соединении двух

абонентов фиксированной сети эхо-сигналы отсутствуют. Без включения ЕС

задержка от распространения сигналов в тракте GSM будет вызывать

раздражение у абонентов, прерывать речь и отвлекать внимание.

ОМС - центр эксплуатации и технического обслуживания, является

центральным элементом сети GSM, который обеспечивает контроль и управление

другими компонентами сети и контроль качества ее работы. ОМС соединяется с

другими компонентами сети GSM по каналам пакетной передачи протокола Х.25.

ОМС обеспечивает функции обработки аварийных сигналов, предназначенных для

оповещения обслуживающего персонала, и регистрирует сведения об аварийных

ситуациях в других компонентах сети. В зависимости от характера

неисправности ОМС позволяет обеспечить ее устранение автоматически или при

активном вмешательстве персонала. ОМС может обеспечить проверку состояния

оборудования сети и прохождения вызова подвижной станции. ОМС позволяет

производить управление нагрузкой в сети. Функция эффективного управления

включает сбор статистических данных о нагрузке от компонентов сети GSM,

записи их в дисковые файлы и вывод на дисплей для визуального анализа. ОМС

обеспечивает управление изменениями программного обеспечения и базами

данных о конфигурации элементов сети. Загрузка программного обеспечения в

память может производиться из ОМС в другие элементы сети или из них в ОМС.

NMC - центр управления сетью, позволяет обеспечивать рациональное

иерархическое управление сетью GSM. Он обеспечивает эксплуатацию и

техническое обслуживание на уровне всей сети, поддерживаемой центрами ОМС,

которые отвечают за управление региональными сетями. NMC обеспечивает

управление трафиком во всей сети и обеспечивает диспетчерское управление

сетью при сложных аварийных ситуациях, как например, выход из строя или

перегрузка узлов. Кроме того, он контролирует состояние устройств

автоматического управления, задействованных в оборудовании сети, и отражает

на дисплее состояние сети для операторов NMC. Это позволяет операторам

контролировать региональные проблемы и, при необходимости, оказывать помощь

ОМС, ответственному за конкретный регион. Таким образом, персонал NMC знает

состояние всей сети и может дать указание персоналу ОМС изменить стратегию

решения региональной проблемы.

NMC концентрирует внимание на маршрутах сигнализации и соединениях между

узлами с тем, чтобы не допускать условий для возникновения перегрузки в

сети. Контролируются также маршруты

соединений между сетью GSM и PSTN во избежание распространения условий

перегрузки между сетями. При этом персонал NMC координирует вопросы

управления сетью с персоналом других NMC. NMC обеспечивает также

возможность управления трафиком для сетевого оборудования подсистемы

базовых станций (BSS). Операторы NMC в экстремальных ситуациях могут

задействовать такие процедуры управления, как "приоритетный доступ", когда

только абоненты с высоким приоритетом (экстренные службы) могут получить

доступ к системе.

NMC может брать на себя ответственность в каком-либо регионе, когда местный

ОМС является необслуживаемым, при этом ОМС действует в качестве транзитного

пункта между NMC и оборудованием сети. NMC обеспечивает операторов

функциями, аналогичными функциям ОМС.

NMC является также важным инструментом планирования сети, так как NMC

контролирует сеть и ее работу на сетевом уровне, а, следовательно,

обеспечивает планировщиков сети данными, определяющими ее оптимальное

развитие.

BSS - оборудование базовой станции, состоит из контроллера базовой

станции (BSC) и приемо-передающих базовых станций (BTS). Контроллер базовой

станции может управлять несколькими приемо-передающими блоками. BSS

управляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулирует

их очередность, обеспечивает режим работы с прыгающей частотой, модуляцию и

демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование

речи, адаптацию скорости передачи для речи, данных и вызова, определяет

очередность передачи сообщений персонального вызова.

BSS совместно с MSC, HLR, VLR выполняет некоторые функции, например:

освобождение канала, главным образом, под контролем MSC, но MSC может

запросить базовую станцию обеспечить освобождение канала, если вызов не

проходит из-за радиопомех. BSS и MSC совместно осуществляют приоритетную

передачу информации для некоторых категорий подвижных станций.

ТСЕ- транскодер, обеспечивает преобразование выходных сигналов канала

передачи речи и данных MSC (64 кбит/с ИКМ) к виду, соответствующему

рекомендациям GSM по радиоинтерфейсу (Рек. GSM 04.08). В соответствии с

этими требованиями скорость передачи речи, представленной в цифровой форме,

составляет 13 кбит/с. Этот канал передачи цифровых речевых сигналов

называется "полноскоростным". Стандартом предусматривается в перспективе

использование полускоростного речевого канала (скорость передачи 6,5

кбит/с).

Снижение скорости передачи обеспечивается применением специального

речепреобразующего устройства, использующего линейное предикативное

кодирование (LPC), долговременное предсказание (LTP), остаточное импульсное

возбуждение (RPE - иногда называется RELP).

Транскодер обычно располагается вместе с MSC, тогда передача цифровых

сообщений в направлении к контроллеру базовых станций - BSC ведется с

добавлением к потоку со скоростью передачи 13 кбит/с, дополнительных битов

(стафингование) до скорости передачи данных 16 кбит/с. Затем осуществляется

уплотнение с кратностью 4 в стандартный канал 64 кбит/с. Так формируется

определенная Рекомендациями GSM ЗО-канальная ИКМ линия, обеспечивающая

передачу 120 речевых каналов. Шестнадцатый канал (64 кбит/с), "временное

окно" выделяется отдельно для передачи информации сигнализации и часто

содержит трафик SS N7 или LAPD. В другом канале (64 кбит/с) могут

передаваться также пакеты данных, согласующиеся с протоколом X.25 МККТТ.

Таким образом, результирующая скорость передачи по указанному интерфейсу

составляет 30х64 кбит/с + 64 кбит/с + 64 кбит/с = 2048 кбит/с.

MS - подвижная станция, состоит из оборудования, которое служит для

организации доступа абонентов сетей GSM к существующим фиксированным сетям

электросвязи. В рамках стандарта GSM приняты пять классов подвижных станций

от модели 1-го класса с выходной мощностью 20 Вт, устанавливаемой на

транспортном средстве, до портативной модели 5-го класса, максимальной

мощностью 0,8 Вт (табл. 1). При передаче сообщений предусматривается

адаптивная регулировка мощности передатчика, обеспечивающая требуемое

качество связи.

Подвижный абонент и станция независимы друг от друга. Как уже отмечалось,

каждый абонент имеет свой международный идентификационный номер (IMSI),

записанный на его интеллектуальную карточку. Такой подход позволяет

устанавливать радиотелефоны, например, в такси и автомобилях, сдаваемых на

прокат. Каждой подвижной станции также присваивается свой международный

идентификационный номер (IMEI). Этот номер используется для предотвращения

доступа к сетям GSM похищенной станции или станции без полномочий.

Таблица 2. Классификация классов мощности подвижных станций

|Класс |Максимальный уровень |Допустимые |

|мощности |мощности передатчика |отклонения |

|1 |20 Вт |1,5 дБ |

|2 |<8 Вт |1,5 дБ |

|3 |5 Вт |1,5 дБ |

|4 |Вт |1,5 дБ |

|5 |0,8 Вт |1,5 дБ |

Сетевые и радиоинтерфейсы.

При проектировании цифровых сотовых систем подвижной связи стандарта GSM

Страницы: 1, 2, 3, 4