Transcript ETM_24_05_2012

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
24-05-2012
Mreže Mobilne Telefonije
(GSM/GPRS/UMTS/LTE)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
24-05-2012
Istorijat mobilne telefonije


Prvi telefon – Alexander Bell, 1880
Prvi radio-telefon prikačen na
automobil – 1921
Istorijat mobilne telefonije




1946 – Prvi komercijalni mobilni radiotelefonski servis u ponudi Bell-a i AT&T-a u
Saint Louis-u, USA. Half-duplex.
1960 – Bell Labs razvija koncept nazvan cellular
mobile networks
1973 – Prvi mobilni telefonski uređaj koji je
prilagođen nošenju u ruci – Motorola.
Prva ćelijska mobilna
mreža - Bahrein 1978
Prva generacija mobilnih sistema

NMT-450 (Nordic Mobile Telephony)




TACS (Total Access Communication Systems)


UK, 1985.
AMPS (Advanced Mobile Phone Service)


Skandinavski standard, prihvaćen u Evropi
450 MHz
Prvi Evropski sistem u Švedskoj 1981.
USA standard
C-Netz (Nemačka), Radiocom 2000 (Francuska)...
Prva generacija mobilnih sistema

Analogni govorni signal, FM prenos

Svi sistemi međusobno nekompatibilni



Nema međunarodnog roaming-a
Prvi sistemi na 450 MHz, kasniji na 900 MHz
Bolje povezivanje tehnologija i tržišta je bilo
neophodno – inicijativa za GSM
Druga generacija mobilnih sistema

Opet paralelan razvoj u različitim regionima:






GSM – Global System for Mobile – EU
D-AMPS – USA
IS-95 CDMA – USA
Personal Digital Cellular (PDC) – Japan
Rade na 900 MHz i 1800 MHz
GSM ubedljivo najrasprostranjeniji, pored EU
pokriva i većinu ostatka sveta
Arhitektura GSM mreže
MSC – Mobile Switching Centre



Centralna komponenta mobilnog dela mreže
Telefonska centrala za mobilne korisnike
Sadrži funkcije:







Registracija
Autentikacija
Handover
Rutiranje poziva
Povezivanje prema PSTN mreži
Tarifiranje poziva
SMS servisi
Arhitektura GSM mreže
BSC-BTS


MSC komutira pozive za oblast koju pokriva veći
broj baznih stanica
Direktno povezivanje ka korisnicima preko
radio-interfejsa upravlja se kroz BSC (Base
Station Controller)


BSC upravlja radio resursima na više baznih radio
primopredajnika tj. BTS-a
(Base Transceiver Station)
Base Station Subsystem
BSS = BSC + BTS
Arhitektura GSM mreže
HLR – Home Location Register


Svaki korisnik mreže mora da ima identifikaciju u
HLR registru
HLR sadrži:






IMSI (međunarodni broj-identifikator)
Servisi na koje je korisnik pretplaćen
Restrikcije na servise (npr. roaming restrikcije)
Informacije o dodatnim servisima
Informacije o terminalu (mobilnom uređaju)
AUC – Authentication Center

Podaci za autentikaciju, često je AUR deo HLR-a
VLR – Visitors Location Register


Najčešće jedna VLR baza po MSC-u ali moguće je
da jedan VLR pokrije i veći broj MSC-a
VLR sadrži:



IMSI svih korisnika koji su trenutno u domenu
MSC-a
Unos se kreira kada MS uđe u domen MSC-a
Sadrži slične podatke kao HLR za svakog od
lokalnih korisnika
GPRS – General Packet Radio Service


2.5G mobilne telefonije
Proširenje GSM mreže da podrži servise
paketskog prenosa podataka



Maksimalan protok ka korisniku u praksi najčešće
iznosi do ~115 kbit/s
Mod paketskog prenosa je aktivan samo za vreme
stvarnog prenosa paketa, inače je neaktivan –
tarifiranje prema količini prenetih podataka a ne
prema vremenskom trajanju konekcije
Privremeno rešenje na putu ka 3G sistemima
GPRS Arhitektura
SGSN – Serving GPRS Support Node



Najčešće deo (upgrade) BSC elementa
Najčešće jedan po BSC-u ali može da pokriva i
veći broj BSC-ova
Osnovne funkcije:





Autentikacija mobilnih GPRS korisnika
Registracija mobilnih GPRS korisnika u mrežu
Mobility management
Prikupljanje informacija o tarifiranju
GGSN – Gateway GPRS Support Node

Interfejs ka eksternim mrežama za paketski
prenos podataka (GPRS ruter)
EDGE –
Enhanced Data Rates for GSM Evolution


Poslednji upgrade GSM/GPRS mreže pre
uvođenja 3G tehnologije (UMTS)
GPRS upgrade koji upotrebom naprednih kom.
tehnika povećava protok na 384 kbit/s
UMTS – Universal Mobile
Telecommunications System


3G mobilne telefonije
3GPP - 3rd Generation Partnership Project


Globalni sistem 3G mobilne telefonije
3G osobine:



Protok od 2Mbit/s (indoor), 384 kbit/s (urban
outdoor) i 144 kbit/s (rural outdoor)
Ostvaruje se različitim tipovima ćelija (Macro,
Micro i Pico ćelije)
Prenos baziran na W-CDMA tehnologiji
UMTS Arhitektura

Mreža funkcionalno podeljena na:



UTRAN – UMTS Terrestrial Radio Access Network
• Bazne stanice i kontroleri baznih stanica
CN – Core Network
• MSC i SGSN uređaji (ruteri govornih poziva i
ruteri paketskog prenosa podataka)
UE – User Equipment
UMTS Arhitektura
UMTS Terminologija

MS – Mobile Station = UE – User Equipment

BST – Base Station Transceiver = NB - Node B


BSC – Base Station Controller = RNC – Radio
Network Controller
BSS – Base Station Subsystem = RNS – Radio
Network Subsystem
Sadašnjost i budućnost 3G sistema



3G sistem je baziran na tzv. Release ‘99 setu
standarda
Buduće verzije 3G sistema predstavljaju nove
Release standarde
Trenutno se završava Release 8 (LTE) a radi se na
Relase 10 (LTE-Advanced)
LTE – Long Term Evolution


Nova generacija mobilnih mreža – 3.9G
Novi koncepti u odnosu na UMTS/HSxPA






OFDM/SC-FDMA i MIMO sistemi su glavne nove
tehnologije
Smart Antennas / Beamforming
Višestruko povećanje protoka, do 100 Mbit/s
Potpuno packet-based sistem
Rad na Release 8 standardima završen 2008.
Prva mreža u funkciji krajem 2009.

Telia/Sonera u Oslu i Stockholm-u
Wireless vs Wireline
LTE-Advanced (Release 10)



4G mobilnih sistema
LTE ne dostiže 4G zahtev od 1 Gbit/s, LTE-A
treba da ostvari ovaj zahtev
Nove ideje:





Coordinated Multipoint (CoMP)
Relaying and Cooperative Communications
HetNets Concepts
...
Rad na standardu u završnoj, očekuju se prve
test postavke sistema
Pitanja?


Opisati arhitekturu GSM mreže i njene osnovne
elemente?
Opisati evoluciju tehnologija (od 2.5G do 4G) za
prenos podataka preko mobilne mreže i
ostvarive digitalne protoke?
Mreže Mobilne Telefonije
(GSM/GPRS/UMTS/LTE)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
08-03-2011