seminariok15-gsm-gprs.pdf

Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS

Geran

GSM RF

Appl

SNDCP

LLC

RLC

MAC

GSM RF PCU PCU

RLC

MAC

BSSGP

Network Service

Frame Relay

BSSGP

Network Service

Frame Relay

SNDCP

LLC

IP

RFC 1490

Frame Relay

GTP

UDP/TCP

Appl

IP

RFC 1490

Frame Relay

GTP

UDP/TCP

UmUm AbisAbis GbGb GnGn GiGi

Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE2 /

Contenido del seminario

4 SS7 0 Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7

4 GSM0 Interfase Abis; problemas en la interfase aire a ser evaluados en los

enlaces de sealizacin 0 Interfases GSM (Camel, MAP, etc) 0 La mejora del desempeo con la correlacin de informacin en varias

interfases4 GPRS

0 Interfases Gr, Gn, Gi, etc0 Interfase Gb; aplicaciones para deteccin de razones de liberacin de

conexin 0 Interfase Gb; Deteccin de problemas de desempeo en la red por

medio de estadsticos 0 Interfase Gb; Despliegue de informacin encriptada?

4 EDGE 0 Evolucin de la red de datos 0 Evolucin de la interfase Abis0 Monitoreo Abis (GSM/GPRS/EDGE)

SS7

Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7

Sesin 1


4Problemas de tiempo con los mensajes4Debido a la necesidad de intercambio de mensajes entre

diferentes proveedores o elementos dentro de la red, se detectan problemas por retrasos en la entrega o respuesta a los mensajes de un proveedor a otro

Guias para identificacin de problemas en redes fijas moviles en ISUP

SPC SPC

Red A Red B

IAM

ACM

t

ANM


Diferencia de tiempos entre mensajes


Verificacin de llamadas completadas

4 Para verificar el desempeo de la red tenemos indicadores que nos dicen la causa de liberacin de las llamadas

4 Hay causas de colgado que podemos clasificar en 7 categoras:0Evento Normal0Evento Normal0Recurso no disponible0Servicio u opcin no disponible0Servicio u opcin no implementado0Mensaje invlido (parmetro fuera de rango)0Error de protocolo0Interfuncionamiento


Release Cause Class 0: Evento Normal

4Unallocated (unass.) number4No route to specd. transit net4No rute to destination4Send special information tone4Misdialed trunk prefix4Preemption4Circuit reserved for reuse


Release Cause Class 1: Evento Normal

4Normal Call Clearing4User busy4No user responding4No answer from user4Subscriber absent4Call rejected4Number changed4Destination out of order4Address incomplete4Facility rejected4Normal - unespecified


Release Cause Class 2: Recurso no disponible

4No circuit available4Network out of order4Temporary failure4Switching equipement congestion4Access information discarded4Requested channel not available4Precedence call blocked4Resource unavailable - unespecified


Release Cause Class 3: Servicio u opcin no disponible

4Requested fac. not subcribed4O/C calls barred within CUG4Bearer capabil. not authorized4Bearer capabil. not available4 Inconsistency in O/A info4Service/option not available


Release Cause Class 4: service oroption not implemented

4Bearer capability not implemented4Requested fac. not implemented4Only restricted capabil avail.4Service/option not implemented


Release Cause Class 5: Mensaje invalido (p.e. parmetro fuera de rango)4User not member of CUG4 Incompatible destination4Non-existent CUG4 Invalid transit net selection4 Invalid message, unspecified


Release Cause Class 6: Error de protocolo (p.e. mensaje desconocido)4Msg type non existent/implem.4Parm non-exist/implem. discard4Recovery on timer expiry4Parm non-exist/impem.-passed4Msg with unrecogn. par. disc.4Protocol error, unspecified


Release Cause Class 7: Interfuncionamiento

4 Interworking, unespecified


Anlisis fuera de lnea

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Clase 0 EventoNormal

Clase 2 Recursono disponible

Clase 4 Servicio uopcin no

implementada

Clase 6 Error deprotocolo

Intentos

Causas de colgado

Lamadas exitosas/no existosas

Succesful CallsNon Succesful Calls


Anlisis en tiempo real

4 El mismo anlisis en tiempo real nos permite predecir problemas graves antes de que estos ocurran


Interfase Abis


Deteccin de problemas en la interfase aire4 En GSM/GPRS/EDGE

se tiene informacin transmitida por el mvil; esta consiste de nivel recibido y una prueba de BER


Niveles recibidos por los mviles

4 En caso de niveles de potencia bajos que pueden causar islas en las que no hay cobertura o bien potencias altas que pueden provocar hand-offsprematuros o congestin en algunas celdas o subutilizacin en otras, es muy util conocer los niveles reportados por mviles y BTSs00 -


Calidad de transmisin del mvil?

4 Una vez digitalizada la informacin, la forma de evaluacin es la misma que para transmisin de datos; es decir, se reallizauna prueba de BER (Bit error)

4 Si la tasa aumenta significa que la calidad de transmisin ha bajado

4 Esto nos describe la calidad del servicio a nivel usuario


Calidad de recepcin

4 En una situacin ideal, la mayora de los eventos deberan estar por encima de RXQUAL > 4

18.1BER>12.879.05%6.4%


Cobertura e Interferencia

Es posible determinar desde la red si existen problemas de cobertura e interferencia en las celdas?


Diagrama Nivel Rx vs Calidad Rx

4 Normalmente se espera que0Si hay buen nivel de

recepcin, se tenga una buena calidad de recepcin

0Si hay bajo nivel de recepcin haya una mala calidad de recepcin

Entonces Qu ocurre cuando tenemos un muy buen nivel de recepcin y baja calidad?

Incrementa tasa de errores

Incrementa nivel de recepcin

Mala cobertura

Probable interferencia


Problemas de cobertura

Ahora bien; Qu hay acerca de la cobertura?

Cmo saber si se tienen problemas de cobertura?

El concepto de Timing Advance(TA) es un auxiliar muy importante en este tema en especial.

TA es un nmero entre 0 y 63 que describe la distancia entre la BTS y el MS, equivale normalmente de 0 a 35Km.


Deteccin de problemas de cobertura

4 La graficacin de Niveles de Rx contra TA (TimingAdvance) nos describe problemas de islas en la cobertura de la red

4 Pueden ser:0Zonas no cubiertas por la

clula0Zonas que se caracterizan

por tener reas elevadas; cerros, montes, etc

0Etc

Problema de islas


Entidades GSM

4 Identidad de PLMN0Es identificado por su MMC (Cdigo Mvil de Pas) y el

MCC (Cdigo de red mvil); finalmente el MNC (Cdigo de Red Mvil) identifica la red PLMN en el pas

4 Identidad de rea de Locacin (LAI)0Identifica una localidad GSM. El rea de servicio de una

PLMN est dividido en reas de servicio de MSCs, y cada uno de ellas est dividido en locaciones que consisten en un nmero de clulas adyacentes

4 Identificador de Estacin Mvil Internacional (IMSI)0Est formado por MCC-MNC-MSIN0El MSIN (Nmero de Identidad de Estacin Mvil) identifica

el mvil en la PLMN


A-Link

Physical Layer = E1 Framing Type = Double frameLine Code = HDLCSignaling Timeslots= 1 - 30

Signaling Links = 64K or 56K

Protocol Base = 14 bit SPC12 bit CIC

SCCP / ISUP = WB

Version of MAP ?

PCM 24 (DS-1)

MAP

MTP

ISUP TCAPSCCP

STP

Ejemplo de configuracin tipica


Caso: Se actualizan continuamente la ubicacin de los mviles?

4Cuando se recibe una llamada se enva un mensaje al mvil en toda el rea actual

4El mvil realiza un Location Update cuando entra a una nueva localidad y a intervalos peridicos

4En algunos mviles se realiza en el momento de activar o desactivar el mismo

4Para esto es necesario revisar los mensajes Location Update y verificar si la frecuencia de mensajes es la esperada


Location Updating

Location updatingrequest

SCCP CR (BSSMAP CL3I [new LAI, DTAP Location updating request {IMSI or TMSI, old LAI}]),

(DTAP Location updating accept {new TMSI, new LAI})SCCP CCLocation updatingaccept

Clear command)(BSSMAPSCCP DT1Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1

SCCP Released

SCCP Released complete

(DTAP TMSI Reallocation Complete)SCCP DT1


Cmo reunir toda la informacin de un Location Update?4 La relacin entre mensajes

pertenecientes a una misma solicitud son dadas por el SLR y DLR

4 Solamente con ambas direcciones es posible mostrar la transaccin completa

Dos valores

diferentes!


Handover

Handover commandHandover comand(DTAP Handover command [HO Ref]))

(BSSMAPSCCP DT1

Handover required [new CID, Cause])(BSSMAPSCCP DT1Handover request [new CID, old CID, IMSI])

(BSSMAPSCCP CR

(BSSMAP Handover request ack(DTAP Handover command [HO Ref]))

SCCP CC

Handover complete Handover complete [Cause])(BSSMAPSCCP DT1Clear command)(BSSMAPSCCP DT1Clear complete)(BSSMAPSCCP DT1

Handover access Handover detect)(BSSMAPSCCP DT1

Measurementinformation

Measurementinformation

old new


Demostracin (Interfase A)


Demostracin (Trazado Multiprotocolos)


Diagrama general GPRS


Unidad de control de paquetes - PCU4 Realiza funciones especficas para la

operacin GPRS 0Maneja el sub-multiplexaje de mltiples MS en

un canal fsico

4 Decide que recursos de radio son alojados dinmicamente a uso de swicheo de paquetes y swicheo de circuitos

4 Segmentacin de paquetes y re-ensamblado

4 Garantiza enlace confiable para el MS


Serving GPRS Support Node - SGSN4 Manejo de movilidad

0Attach, Detach, Roaming

4 Manejo de sesin (PDP-Context)

4 Cifrado y autenticacin

4 Ruta de paquetes de datos

4 Paging

4 Entrega de informaciones de tarificacin (HPLMN) para el uso de canales de radio

4 Compresin de datos (V.42 bis, RFC 1144)


Gateway GPRS Support Node - GGSN4Gateway para redes externas IP

4Trabaja como enrutador para todas las direcciones IP de MTs (Terminaciones de mvil), que tienen un PDP context activo

4Enrutado y tunelizado de paquetes de daatos

4Entrega de informacin de tarificacin para el uso de redes de datos externas (Internet, X.25, PPP)


Terminal mvil y Equipo Terminal4 Terminal mvil (MT)4 Debe ser equipado con software para GPRS

4 Comunica el TE por medio de un canal de radio con una BTS

4 3 clases diferentes de MTs0Class A: GPRS y GSM simultneamente0Class B: GPRS PDP context suspendido durante una

llamada GSM0Class C: GPRS GSM

4 Equipo Terminal (TE)

4 Recibe y enva datos de usuario (p.e. laptop)


Stack de Protocolos, Plano de Transmisin

GSM RF

MAC

RLC

LLC

SNDCP

Frame Relay

NetworkService

BSSGP

LLC

SNDCP

MS BSS SGSNGbUm

IP, X.25

IP

UDP/TCP

GTP

IP

UDP/TCP

GTP

EthernetFrameRelay

NetworkService

BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

Relay

IP, X.25

Ethernet

IP, X.25

Gn Gi

RelayIP, X.25

RelayAppli-cation

Appli-cation

GGSN ISPEthernet


Stack de protocolos, Plano de Control

GSM RF

MAC

RLC

LLC

GMM/SM

Frame Relay

NetworkService

BSSGP

LLC

GMM/SM

MS BSS G bUm

IP

UDP/TCP

GTP

IP

UDP/TCP

GTP

EthernetFrameRelay

NetworkService

BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

Relay

G n

Relay Relay

Ethernet


Interfase Gn

4Encapsulacion y tunelizado de paquetes4 Intercambio de paquetes de datos de usuario,

informacin de sealizacin y control entre GSNs a travs del backbone IP

Servidor IP

Tunel GTPTunel GTP

SubscriptorGPRS

Paquetes IP

Sealizacin para crear, modificar y borrar tunelizados


Interfase Gb

4 Enruta carga IP, sealizacin GMM/SM y and SMS hacia el BSS correcto

4 Adapta el tamao del paquete IP a los requerimientos de los niveles fsicos en Gb (segmentacin y reensamblado)

IP Server

IP Packets

LLC

IP SMS

GMM/SM


Abis and Um - Interface

4 Radio Link Control RLC is responsible for efficient use of physical link, e.g. segmentation/reass. of LLC frames

4 Medium Access Control MAC handles the access to the physical link, e.g. using multiplexing functions

IP Server

IP Packets, GMM/SM, SMS

Temporary Block Flows (unidirectional)

LLC Frames

RLC


Demostracin (Estadsticos y anlisis)


Metodologa de encriptado

GEA/xGEA/xGEA/xGEA/xKc

Input Direction

UncipheredFrame

DecipheredFrame

CipheredFrame

Kc

Input Direction

MS or SGSN SGSN or MS

4 El GPRS Encryption Algorithm (GEA/x) tiene tresparmetros de entrada:0Llave de encriptado Kc0Direccin de Transferencia0Variable de Entrada dependiente del Frame

OutputOutput


Cmo desencriptar?

K15


Demostracin (Desencriptado)


GPRS vs. EGPRS (1/3)

I

Q

I

QGSM/GPRS EGPRS

GMSK = 1 bit por simbolo

--> 20 kbit/s por ranura

8PSK = 3 bits por smbolo

--> 60 kbit/s por ranuraResultados:- mayor tasa de transferencia- mejor eficiencia de espectro



GTP SNDCP

RLC BSSGP

GSM RF

MAC

RLC

LLC

SNDCP

IP / X.25

Application

GSM RF

MAC

L1bis

NS

Relay

NS

L1

L2

Relay

L1 bis

IPBSS GP

LLC UDP / TCP

L1

L2

IP

UDP / TCP

GTP

IP / X.25

MSUm Gb Gn Gi

BSS SGSN GGSN

RLC Radio Link Control UDP User Datagram ProtocolMAC Media Access Control Protocol GTP GPRS Tunneling Protocol LLC Logical Link Control BSSGP BSS GPRS Protocol IP Internet Protocol SNDCP Sub-Network Dependent Convergence Protocol

Niveles de protocolos comunes para GPRS/ EGPRSNiveles de protocolos diferentes entre GPRS/ EGPRS



EGPRS


EDGE Performance Rates

4 La tasa de transmisin promediopara EDGE es 30 KBit/s porranura

4 La tasa mxima para EDGE es 60 KBit/s por ranura


Ongoing NEM development for Abis4Abis es una interfase propietaria viva dentro de la BSS

(Base Station Subsystem)4La implementacin de Abis cambia de versin

(tpicamente una vez al ao)4Todo el trfico de aire es transportado a travs de la

interfase Abis (Voz, CS-Data, PS-Data)

Ejemplos de versiones:4Ericsson

0 R9 -> R10 -> R11 -> R12 (coming next)4Siemens

0 BR5.5 -> BR6.0 (introduccin de EDGE)0-> BR7.0 (introduccin de alojamiento de canales Abis dinmicos) 0-> BR8.0 (prximamente)

Abis

Um IFSIEMENS

SIEMENS

SIEMENS D900SIEMENS D900

A

Gb

SIEMENS D900SIEMENS D900

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