Αρχιτεκτονική ικτύου

Transcript

1 Αρχιτεκτονική ικτύου

2 Φυσική αρχιτεκτονική Oµαδοποίηση των λειτουργιών του δικτύου σε φυσικές οντότητες Η φυσική αρχιτεκτονική ενός δικτύου κινητών επικοινωνιών µπορεί να διαιρεθεί σε τρία µέρη κινητό τερµατικό σύστηµα πρόσβασης ενσύρµατο δίκτυο

3 Φυσική αρχιτεκτονική κινητό τερµατικό σύστηµα πρόσβασης ενσύρµατο δίκτυο BSC MSC MSC MT BSC DBs BTS

4 Φυσική αρχιτεκτονική MT: Mobile Terminal BTS: Base Transceiver Station BSC: Base Station Controller MSC: Mobile Switching Center DBs: Data Bases BSS: Base Station Subsystem NSS: Network Station Subsystem

5 Κινητό Τερµατικό Αποτελείται από δύο µέρη Συσκευή SIM (Subscriber Identity Module) SIM: Ευφυής κάρτα αποθηκεύει πληροφορίες του χρήστη: πχ αποθηκεύει στοιχεία authentication για την αυθεντικοποίηση του χρήστη προς το δίκτυο ή τα κλειδιά για την κρυπτογράφηση των πληροφοριών προσφέρει αποδέσµευση των χρηστών από τις συσκευές Συσχετίζει τον χρήστη µε τις συσκευές: έτσι το δίκτυο γνωρίζει µε ποια συσκευή έχει πρόσβαση στο δίκτυο ο κάθε χρήστης

6 Υποσύστηµα Σταθµών Βάσης (BSS) Παρέχει τη δυνατότητα στα τερµατικά να επικοινωνούν µε το ενσύρµατο δίκτυο 1 ή περισσότερες κυψέλες σε κάθε BTS 1 ήπερισσότεραbts σε κάθε BSC Το πλήθος των BTS προσδιορίζεται από την απαιτούµενη χωρητικότητα του τηλεπικοινωνιακού φορέα Συνήθως 50 cells / BSC αλλά και τελευταίας τεχνολογίας BSC µε >100 cells / BSC BSC: Μικρό κέντρο µεταγωγής κλήσεων. Ο κύριος ρόλος του είναι η διαχείριση δίαυλων και των διαποµπών

7 Κέντρο µεταγωγής κλήσεων (MSC) Έχει ως κύρια λειτουργία τον έλεγχο των κλήσεων από και προς τα κινητά τερµατικά Επικοινωνεί µε BSS άλλα MSCs του ίδιου φορέα µε εξωτερικά δίκτυα όπως PSTN, ISDN, και MSC άλλων εταιριών, µέσω gateway MSC Χρησιµοποιεί σύστηµα σηµατοδοσίας SS7 Συνήθεις λειτουργίες: ιαχείριση κινητικότητας χρηστών / τερµατικών Handovers Λειτουργίες που σχετίζονται µε την ασφάλεια Έλεγχος BSCs

8 Βασεις δεδοµένων του δικτύου Στην οντότητα αυτή φυλάσσονται πληροφορίες που έχουν σχέση µε: Τις ταυτότητες χρηστών για την αποδοχή τους από το δίκτυο Τους συνδροµητές και τις υπηρεσίες στις οποίες είναι εγεγραµµένοι Τα τερµατικά και τις δυνατότητες τους για την υποστήριξη υπηρεσιών Το δίκτυο Τη θέση χρηστών / τερµατικών

9 Λειτουργικό µοντέλο αναφοράς ιαχειριστής δικτύου Χρήστης Λειτουργία, ιαχείριση και Συντήρηση ικτύου ιαχείριση της επικοινωνίας ιαχείριση κινητικότητας ιαχείριση ραδιοδιαύλων Μετάδοση

10 Στρώµα µετάδοσης Interoperability: µετατροπή και µεταφορά πληροφορία µεταξύ διαφορετικών τµηµάτων που απαρτίζουν το δίκτυο Λειτουργίες που επιτελεί το στρώµα αυτό: διαµόρφωση κωδικοποίηση πολυπλεξία µορφοποίηση δεδοµένων σωστή σειρά µετάδοσης διόρθωση λαθών µε επαναµεταδόσεις δροµολόγηση

11 Στρώµα διαχείρισης ραδιοδιαύλων Στα σταθερά δίκτυα η διαχείριση των πόρων οµαδοποιείται µε την διαχείριση επικοινωνίας Παρέχει ευσταθείς ζεύξεις µεταξύ κινητών τερµατικών και MSC Λειτουργίες που συνεπάγονται από την κινητικότητα (ποια συχνότητα / σχισµή διαποµπή)

12 Στρώµα διαχείρισης ραδιοδιαύλων Προβλήµατα που αντιµετωπίζει: Περιορισµένο πλήθος συχνοτήτων / µεταβλητό περιβάλλον Τα γεγονότα στο επίπεδο αυτό διαρκούν όσο η εξελισσόµενη κλήση Συνεχείς µετρήσεις για ισχείς σηµάτων, ποιότητα, C/I, BER, traffic

13 ιαχείριση κινητικότητας Λειτουργίες διαχείρισης πληροφοριών χρηστών και θέσης χρηστών Λειτουργίες αυθεντικοποίησης Λειτουργίες που δεν σχετίζονται µε τηνκλήση(αφορούν διαδικασίες που πραγµατοποιούνται ανεξάρτητα αν υφίσταται κλήση σε εξέλιξη) ιαδικασία ενηµέρωσης θέσης ιαδικασία ενεργοποίησης / απενεργοποίησης τερµατικού ιαδικασία εγγραφής / διαγραφής χρήστη Λειτουργίες που σχετίζονται µε τηνκλήση(οι λειτουργίες αυτές αφορούν διαδικασίες που ενεργοποιούνται µόνο σε περίπτωση κλήσης σε κάποιο κινητό τερµατικό / χρήστη µε σκοπό τον εντοπισµό του ΣΒ µέσα στην περιοχή κάλυψης του οποίου βρίσκεται το καλούµενο τερµατικό) και περιλαµβάνουν: Τη διαδικασία εντοπισµού δεδοµένων Τη διαδικασία αναζήτησης τερµατικού

14 ιαδικασία ενηµέρωσης θέσης LA (Location Area): Οµάδες κυψελών στις οποίες έχει χωρίσει το κυψελωτό σύστηµα ο σχεδιαστής του

15 ιαδικασία ενηµέρωσης θέσης Η διαδικασία ενηµέρωσης θέσης έχει ως σκοπό την ενηµέρωση της πληροφορίας θέσης του τερµατικού Η διαδικασία ενηµέρωσης θέσης εκτελείται αυτόµατα µεταξύ του κινητού τερµατικού και του δικτύου, κάθε φορά που ένα τερµατικό ανιχνεύει αλλαγή περιοχής εντοπισµού καθώς κινείται µέσα στην περιοχή κάλυψης περιοδικά Περιορίζεται η αναζήτηση του κινητού τερµατικού µεταξύ των σταθµών βάσης του LA στο οποίο βρίσκεται Αν οι περιοχές εντοπισµού είναι µικρές Γρήγορη αναζήτηση εντός περιοχής Ακριβό το κόστος της ενηµέρωσης, γιατί ο χρήστης αλλάζει συνεχώς περιοχές Αν οι περιοχές εντοπισµού είναι µεγάλες ισχύουν τα αντίθετα

16 ιαδικασία ενεργοποίησης/απενεργοποίησης τερµατικού Έχουν σκοπό την ενηµέρωση του δικτύου σχετικά µε την κατάσταση του τερµατικού ως: Προσιτού: Reachable/switched on Μη προσιτού: Non-Reachable/switched off Η διαδικασία ενεργοποίησης τερµατικού εκτελείται αυτόµατα µόλις τεθεί το τερµατικό σε λειτουργία. Αν η ενεργοποίηση είναι επιτυχής τότε εκτελείται η διαδικασία ενηµέρωσης θέσης Η διαδικασία απενεργοποίησης γίνεται µε τους εξής τρόπους: ελεγχόµενη από το τερµατικό ελεγχόµενη από το δίκτυο

17 ιαδικασία εγγραφής / διαγραφής χρήστη Η διαδικασία εγγραφής εκτελείται κάθε φορά που ένας χρήστης εγγράφεται σε ένα τερµατικό κάνοντας χρήση της SIM κάρτας, και έχει ως σκοπό να ενηµερώσει το δίκτυο σχετικά µε το τερµατικό στο οποίο επιθυµεί να λαµβάνει κλήσεις Πρέπει να σηµειωθεί ότι η διαδικασία εγγραφής δεν έχει νόηµα, όταν αναφερόµαστε σε χρήστες που χρησιµοποιούν το ίδιο κινητό Η διαδικασία διαγραφής χρήστη έχει ως σκοπό να ενηµερώσει το δίκτυο, ότι η συσχέτιση χρήστη τερµατικού που καθορίστηκε κατά τη διαδικασία εγγραφής, δεν ισχύει πλέον Η αποσυσχέτιση αυτή µπορεί να γίνει µε δυο τρόπους Με αποµάκρυνση του SIM του χρήστη από το τερµατικό Όταν γίνεται νέα εγγραφή σε κάποιο άλλο τερµατικό

18 ιαδικασία εντοπισµού δεδοµένων ιαδικασία που προσδιορίζει την περιοχή στην οποία θα πραγµατοποιηθεί η διαδικασία αναζήτησης τερµατικού ΗαπόκρισητηςΒάσηςδεδοµένων είναι η ταυτότητα της περιοχής εντοπισµού Αφού βρεθεί η περιοχή εντοπισµού ελέγχεται εάν το τερµατικό στο οποίο έχει εγγραφεί ο χρήστης είναι προσιτό (switched on) ήόχι(switched off )

19 ιαδικασία αναζήτησης τερµατικού Η διαδικασία αναζήτησης εκτελείται εν γένει στην περιοχή εντοπισµού που προσδιορίζεται µε τη διαδικασία εντοπισµού δεδοµένων. Οι σκοποί της διαδικασίας αυτής είναι: Η ανεύρεση του σταθµού βάσης (BTS), που µπορεί να καλύψει ασύρµατα το καλούµενο τερµατικό (point of attachment / POA) Η εγκατάσταση ενός ασύρµατου διαύλου σηµατοδοσίας µεταξύ δικτύου και τερµατικού Οι διαδικασίες εντοπισµού δεδοµένων και αναζήτησης είναι συµπληρωµατικές διαδικασίες Η διαδικασία αναζήτησης ουσιαστικά συµπληρώνει την πληροφορία θέσης του τερµατικού, που λαµβάνεται από τη διαδικασία εντοπισµού δεδοµένων Το αποτέλεσµα της συνδυασµένης πραγµατοποίησης των διαδικασιών αυτών είναι ο αριθµός δροµολόγησης κινητού τερµατικού (Mobile Terminal Routing Number, MTRN)

20 Στρώµα ιαχείρισης Επικοινωνίας Το στρώµα αυτό χρησιµοποιεί τις υπηρεσίες που παρέχονται από τα δύο κατώτερα στρώµατα για να παρέχει τις τηλεπικοινωνιακές πλέον υπηρεσίες στον χρήστη Περιλαµβάνει αρκετές ανεξάρτητες µεταξύ τους λειτουργίες οι οποίες αφορούν: Εγκατάσταση κλήσης ιατήρηση/µεταγωγής κλήσης Απόλυση κλήσης Αναλαµβάνει ενέργειες για έσµευση και απελευθερωση διαδροµών Σηµατοδοσία που προηγείται ιαπραγµάτευση (πχ πλήρης ή µισός ρυθµός µετάδοσης στον ασύρµατο δίαυλο) Οι κατηγορίες επικοινωνίας µεταξύ των χρηστών είναι: Κλήσεις όπου ο καλών είναι κινητός χρήστης (mobile originating call) Κλήσεις όπου ο καλούµενος είναι κινητός χρήστης (mobile terminating call) Κλήσεις µεταξύ κινητών χρηστών