INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LOPEZ MATEOS, ZACATENCO”
“PROCESO DE SEÑALIZACIÓN DE UNA LLAMADA SALIENTE DE UN EQUIPO MÓVIL EN LA RED DE 3G A UN ABONADO DE
TELEFONÍA FIJA”
SEMINARIO
PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTAN:
HECTOR LICEA RESENDIZ JOSE ALFONSO SANCHEZ RAMIREZ PATRICIA ADRIANA SANDOVAL CAMPOS
ASESOR:
M. EN C. MIRIAM CUEVAS LEÓN
CDMX, junio 2019
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Contenido
Introducción ... 4
Objetivo: ... 5
Justificación: ... 5
CAPITULO I.- BREVE HISTORIA DE LATELEFONÍA CELULAR. ... 6
1.1 Sistema de telefonía Celular... 6
1.1.1 Descripción de un sistema de telefonía celular ... 6
1.1.2 Características de los sistemas celulares ... 7
1.1.3 Características Especiales ... 8
1.2 Evolución de la telefonía celular. ... 10
1.2.1 Primera Generación ... 10
1.2.2 Segunda Generación ... 12
1.2.3 Generación 2.5 ... 12
1.3 Tercera Generación ... 13
1.3.1 Arquitectura del sistema de 3G (UMTS) ... 15
1.3.2 Evolución de HSPA (High Speed Packet Access) ... 18
1.3.3 Red de acceso de Radio (UTRAN) ... 19
CAPITULO II EL ESTABLECIMIENTO DE UNA LLAMADA UNA RED CELULAR 3G ... 21
2.1 Sistema de Señalización 7 ... 21
2.1.1 Definición de SS7 ... 21
2.1.2 arquitectura SS7 ... 22
2.2 Proceso de señalización para la asignación de recursos de una llamada en una red de 3G 23 2.2.1 Ruta. ... 36
CAPITULO lll ESTABLECIMIENTO DE LA RUTA DE SEÑALIZACIÓN DESDE LA RED 3G HACIA LA PSTN... 38
CONCLUSIONES: ... 53
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Contenido de Figuras
Figura 1 Estación móvil o Equipo de Usuario ... 6
Figura 2 Sistema básico de una red de telefonía celular de 2G ... 7
Figura 3 Reusó de frecuencia ... 8
Figura 4 Hand-off o Handover ... 9
Figura 5 Seguimiento de la llamada (Roaming) ... 10
Figura 6 Evolución de la telefonía móvil celular ... 10
Figura 7 Teléfono móvil de primera generación ... 11
Figura 8 Equipo móvil celular con servicio de SMS... 12
Figura 9 Teléfono móvil multifuncional ... 13
Figura 10 Control de potencia de la terminal móvil ... 14
Figura 11 Arquitectura básica de una red 3G (UMTS) ... 15
Figura 12 Estación Nodo B en zonas de baja densidad ... 16
Figura 13 Core de Circuitos de 3G ... 17
Figura 14 Esquema de red de acceso UTRAN ... 20
Figura 15 Puntos de Señalización en SS7 ... 21
Figura 16 Pila de protocolos SS7... 22
Figura 17 Señalización de llamadas en red móvil ... 24
Figura 18 Comunicación entre el móvil y la RNC a través del Nodo B ... 25
Figura 19 El Abonado A envía solicitud de servicio de voz ... 25
Figura 20 Solicitud de autenticación de la MSC al Abonado A ... 26
Figura 21 Respuesta del abonado a la MSC ... 26
Figura 22 La MSC envía un comando de seguridad a la RNC ... 27
Figura 23 La RNC reenvía el comando de seguridad al abonado A ... 27
Figura 24 Abonado A completa el comando de seguridad envía a la RNC ... 28
Figura 25 La RNC proporciona el comando completo a la MSC ... 28
Figura 26 El abonado A envía un mensaje encriptado a la MSC ... 29
Figura 27 Estructura de la SIM ... 29
Figura 28 IMSI (International Mobile Subscriber Identify)... 30
Figura 29 MSC responde si el usuario cuenta con facultades ... 30
Figura 30 Solicitud de RAB ... 31
Figura 31 RAB asignado / Preparando el radioenlace... 31
Figura 32 El Nodo B informa que la reconfiguración está hecha ... 32
Figura 33 Se guarda la configuración del radioenlace ... 32
Figura 34 configuración de la portadora en la RNC y Nodo B ... 33
Figura 35 comunicar al dispositivo emisor y receptor ... 33
Figura 36 Solicitud de asignación TMSI ... 34
Figura 37 TMSI asignado ... 34
Figura 38 Ring Backbone del emisor ... 35
Figura 39 Mensaje para establecer la conversación ... 35
Figura 40 verifica la conexión para empezar la llamada ... 36
3 Figura 41 Diagrama donde se muestran los elementos necesarios para dar de alta una ruta entre una red 3G y
una PSTN ... 38
Figura 42 Desplegado de datos de central M3RSP ... 39
Figura 43 Desplegado de datos de central C7RSP. ... 40
Figura 44 Desplegado de datos de central EXROP, ruta creada. ... 42
Figura 45 Desplegado de datos de central ABSP, B-number. ... 45
Figura 46 Desplegado de datos de central STRSP, ruta creada y cursando tráfico de voz. ... 46
Figura 47 Establecimiento de llamada. ... 47
Figura 48 diagrama de flujo de la creación de una ruta ... 48
Figura 49 Análisis de B y RC ... 49
Figura 50 Establecimiento de una llamada ... 50
Contenido de tablas Tabla 1 Comparativa de los Releases 6 al 8 [1] ... 19
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Introducción
Una de las más grandes necesidades de la humanidad fue, ha sido y será la comunicación, es por ello que la ciencia de las telecomunicaciones ha llegado a exceder las expectativas, que no sólo satisfacen las exigencias de comunicación de la humanidad si no que han alcanzado el deleite de la misma. Un claro ejemplo de ello es la telefonía móvil. Y a pesar de que es relativamente difícil imaginar a una persona que no cuente con un dispositivo móvil inteligente no resulta tan complicado de imaginar al usuario de estos mismos dispositivos que desconozcan por completo su funcionamiento. y menos aún, el proceso necesario para establecer la comunicación por voz.
De aquí nuestra atención se ve atraída hacia esta temática y por lo que el objetivo del presente trabajo es “Dar a conocer al usuario el proceso de señalización que se lleva a cabo entre dispositivos de una red de 3G para poder enlazar una llamada de un dispositivo móvil hacia un abonado de la red telefónica pública”, sin olvidar por supuesto, que nuestra meta es obtener el título de ingenieros mediante la presentación de nuestra solución.
En el desarrollo de este trabajo remontarnos al inicio de la telefonía móvil explorando la historia de la misma muy brevemente, los sistemas de telefonía móvil, la evolución de la telefonía móvil hasta ubicarnos en el plano de las generaciones de la telefonía móvil, para dar paso a una revisión general de las redes de telefonía 3G.
Posteriormente abarcaremos el estudio del sistema de Señalización 7 o C7 y sus protocolos en base a la tecnología 3G seguiremos con las rutas, como se crea una ruta en la MSC para el establecimiento de una llamada desde un móvil 3G hacia la PSTN.
Una vez que se familiaricen con la tecnología 3G la creación de rutas, daremos una breve descripción del proceso de configuración de una ruta que incluirá los comandos utilizados para la creación de la misma.
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Titulo:
Proceso de señalización de una llamada saliente de un equipo móvil en la red de 3G a un abonado de telefonía fija.
Objetivo:
Especificar el proceso de señalización que se lleva a cabo entre usuarios de una red de 3G para enlazar una llamada de un dispositivo móvil hacia un abonado de la Red Telefónica Pública Conmutada
Justificación:
Actualmente el uso generalizado de las tecnologías de la información y la comunicación en todos los ámbitos de la sociedad constituyen un objeto de debate y reflexión para mucha gente, ya que estas tecnologías se encargan de la producción y distribución de conocimiento, así como de proporcionar nuevas formas de relacionarse.
El teléfono móvil es ya mucho más que un dispositivo sofisticado de comunicación. Se ha convertido en un objeto cultural de pleno derecho. Y no sólo por su implementación social, sino porque, en un sentido propiamente biográfico e identitario, forma parte de nuestra vida cotidiana. La comunicación es un proceso de vital importancia para el intercambio de información, por esta razón la telefonía celular se presenta como una herramienta que facilita este proceso de interacción. La tecnología en la telefonía móvil ha evolucionado de analógica a digital, creando los servicios de voz y datos.
Es de gran interés para nosotros el conocer los aspectos que son necesarios para establecer una llamada, ya que con los avances a pasos agigantados que se presentan día a día en el sector tecnológico de las comunicaciones no se puede ignorar el hecho de que en un futuro las tecnologías que conocemos hoy, serán las bases de mejores, más rápidos y más sofisticados dispositivos de comunicación.
Este trabajo está enfocado en presentar al usuario de una manera entendible el proceso de señalización que se lleva a cabo entre dispositivos de una red de 3G para poder enlazar una llamada de un dispositivo móvil hacia un abonado de la red telefónica pública.
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CAPITULO I.- BREVE HISTORIA DE LATELEFONÍA CELULAR.
En este capítulo se abordarán los conceptos básicos y las generalidades de un sistema de telefonía celular, se hablará en general de los principales elementos que lo componen y de su funcionamiento dentro del sistema, así como de las características que definen a cada uno de ellos.
1.1 Sistema de telefonía Celular
1.1.1 Descripción de un sistema de telefonía celular
Un sistema de telefonía celular consiste en redes conmutadas de telefonía que permiten la transmisión de voz y datos de una manera rápida y confiable a través del espacio aéreo de forma inalámbrica. Estos sistemas tienen como principales objetivos:
Proporcionar servicio a usuarios en movimiento
Tener la capacidad necesaria para atender a una gran cantidad de usuarios
Optimización eficaz del espectro electromagnético
Adaptabilidad a las condiciones de amplio crecimiento del tráfico
Calidad del servicio telefónico
Capacidad amplia de cobertura
Servicio de telefonía convencional y servicios especiales
Fácil acceso a diferentes tipos de usuario
Un sistema de telefonía celular está ideado para usuarios en movimiento, ya sea caminando o viajando en automóvil este sistema de telefonía está pensado para que el usuario pueda permanecer en constante comunicación a través de una estación móvil (MS - Mobile System) o equipo de usuario (UE – User Equipment) mientras se desplaza de un lugar a otro o simplemente para que pueda comunicarse de forma clara y eficaz este donde este siempre y cuando se encuentre en el área de cobertura del sistema celular.
Figura 1 Estación móvil o Equipo de Usuario
7 El término de sistema `celular´ hace referencia a que el área de cobertura se define subdividiendo una zona geográfica de mayor tamaño en regiones más pequeñas conocidas como células, consideradas idealmente hexagonales. Cada una de estas células cuenta con una estación base transceptora (BTS- Base Transceiver Station) que permite cursar todo el tráfico de los equipos móviles situados en esa zona. A su vez, varias BTS´s están enlazadas con una estación base de control (BSC – Base Station Controller) que se encarga de gestionar toda la información que el equipo móvil necesita para funcionar dentro de la red celular. La BSC por otro lado se encuentra conectada al Centro de Conmutación Móvil o de Servicios Móviles (MSC - Mobile Switching Center) cuya función es interconectar a usuarios de la red móvil entre sí a través las BSC´s o con usuarios de la red fija a través de la red telefónica pública conmutada (PSTN - Public Switched Telephone Network).
Figura 2 Sistema básico de una red de telefonía celular de 2G
1.1.2 Características de los sistemas celulares
Un sistema de telefonía celular al igual que otros sistemas de comunicación se puede describir en base a las características de operación, funcionalidad e interacción con otros sistemas móviles.
Muchas de sus características son iguales a las de los sistemas convencionales de telefonía fija:
Establecimiento automático de las llamadas entre un equipo móvil y otro, así como de un equipo móvil a un abonado fijo.
Tipo de tarificación automática.
Fácil acceso a las líneas de entrada y salida.
Funcionamiento dúplex igual al de la comunicación vía telefónica convencional con transmisión y recepción simultánea.
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Comunicación de alta calidad, similar a la obtenida en la comunicación por telefonía fija.
Cobertura y compatibilidad a nivel nacional.
1.1.3 Características Especiales
Los sistemas celulares cuentan con características particulares que los hacen, en esencia, diferentes a los sistemas de comunicación móvil convencionales:
Reuso de frecuencia
Transferencia de la llamada
Seguimiento de la llamada
El reuso de frecuencia es un concepto fundamental del sistema de telefonía celular.
En un sistema de este tipo, dos o más usuarios ubicados en áreas geográficas distintas (diferentes células) pueden usar simultáneamente el mismo canal de frecuencia. De este modo las señales radiadas dentro de una célula tendrán en sus canales asignados la potencia necesaria para proporcionar buena señal de recepción a una MS dentro de la misma célula, pero no la suficiente como para afectar a otros canales con la misma frecuencia situados en otras células diferentes.
Este sistema de reuso de frecuencia aumenta considerablemente la eficiencia del espectro, pero si el sistema no está diseñado correctamente, la interfaz de comunicación puede ser acortada seriamente.
Figura 3 Reusó de frecuencia
9 El proceso de transferencia de llamada de una célula a otra es conocido como Hand- off o Hand-Over. Ocurre cuando un dispositivo móvil tiene una llamada en curso y cruza la frontera de la célula en la que se encuentra. La computadora del sistema que rastrea a la MS determina que se requiere de una trasferencia de llamadas y es necesario ceder el control de dicha llamada de una BTS a otra, lo cual provoca una interrupción en la conversación. Esta interrupción es breve y casi imperceptible en ambos lados de la conversación. Durante el corte se transmite un mensaje digital que contiene un número de canal nuevo para la llamada, la MS sintoniza automáticamente este canal y la conversación se reestablece asegurando así la calidad de la llamada y una comunicación continua entre un usuario y otro.
Figura 4 Hand-off o Handover
El seguimiento de la llamada o Roamming ocurre cuando un usuario móvil toma una llamada sobre alguna otra central distinta a la de su área de suscripción. Esto significa, que el usuario móvil abandona su lugar de residencia normal o el área de cobertura de la central.
El seguimiento de la llamada únicamente está disponible entre sistemas que tienen convenios para ofrecer este servicio. Este servicio no se puede dar entre sistemas diferentes debido a la incompatibilidad técnica. Si algún usuario cambia su unidad móvil a un área de servicio remota, este usuario no será rastreado. Todos los nuevos sistemas deben tener un seguimiento de la llamada al menos a nivel nacional como un componente esencial, pudiendo ser automático. Para que el seguimiento de la llamada sea automático, es necesario que las centrales de conmutación intercambien información entre cada una de ellas mediante un enlace digital dedicado que una a todas las centrales.
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Figura 5 Seguimiento de la llamada (Roaming)
1.2 Evolución de la telefonía celular.
La telefonía celular no siempre fue como se conoce hoy en día. Para ofrecer al usuario cada vez más y mejores servicios fueron necesarios diversos estudios que profundizaron cada vez más en el cómo aprovechar al máximo los recursos y en cómo lograr innovar las tecnologías que surgieron en cada generación de telefonía móvil. En esta sección se hablará de las diferentes etapas de la evolución de la telefonía celular, haciendo énfasis en la arquitectura y tecnologías que componen una red de 3G, los servicios que ofrece, así como las ventajas y desventajas de esta generación.
Figura 6 Evolución de la telefonía móvil celular
1.2.1 Primera Generación
Los teléfonos de la primera generación (1G) utilizaban tecnología analógica y fueron lanzados en la década de los 80´s. Aún después del lanzamiento comercial de los teléfonos de segunda generación (2G), estos teléfonos continuaron en el mercado. La diferencia más grande entre el 1G y el 2G es que el primero es analógico y el segundo es digital; a pesar de
11 que ambos sistemas usan sistemas digitales para conectar las Radio bases con el sistema telefónico, la llamada es cifrada cuando se usa 2G.
Esta primera generación de telefonía celular comprende sistemas analógicos como:
Telefonía Móvil Nórdica (NMT -Nordic Mobile Telephone) usado en un principio en los países nórdicos y luego también en Holanda, Europa del Este y Rusia.
Sistema de comunicación de acceso total (TACS -Total Access Communications System) usado en el Reino Unido.
Y Sistema Telefónico Móvil Avanzado (AMPS - Advanced Mobile Phone System) usado por primera vez en los Estados Unidos.
Que fueron creados únicamente para la transmisión de voz. Hablando de movilidad, esta generación permitía ya al usuario trasladarse de una célula a otra usando el Handover con un tiempo de conmutación menor a los 500 ms. Esta acción de transferencia de una célula a otra era realizada por la MSC y controlada por la red de control de Handover (NCHO- Network Control Handover).
Las métricas de la señal son realizadas por la BTS y se transmiten al MSC, donde se encuentran los mecanismos que se encargan de realizar el traspaso, lo que genera una gran cantidad de tráfico.
En los sistemas de 1G no es posible la interconexión entre sistemas de diferentes operadores, y como consecuencia no existe la posibilidad de roamming, lo que representa una limitación para la movilidad del usuario por no gozar de la facilidad del seguimiento de llamada.
Figura 7 Teléfono móvil de primera generación
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1.2.2 Segunda Generación
Esta generación comprende sistemas digitales como el sistema global de comunicaciones (GSM – Global System Communications) y el sistema celular personal digital (PDC – Personal Digital Cellular) que permiten por primera vez la digitalización en los servicios móviles de voz, mensajes de texto a través del servicio de mensaje corto (SMS - Short Message Service), y también la transmisión de datos a baja velocidad (6,6 kbit/s - 14,4 kbit/s) ya sea a través de un sistema con técnica TDMA o en un sistema con técnica CDMA.
En este sistema de digitalización se establecen importantes diferencias en cuanto a la movilidad sobre los sistemas analógicos debido a la implementación de plataformas de conmutación digital y el concepto de redes inteligentes que brindan una mejor movilidad entre células por transferencia liderada por la MS bajo el esquema móvil de handover. Auxiliado a su vez, por la entrega móvil asistida (MAHO – Mobile Assisted Handover), que toma como base las medidas realizadas por la BTS (en canal ascendente), a las que se les añaden las medidas realizadas por el propio terminal en el enlace descendente, ya que ambos no son simétricos.
Figura 8 Equipo móvil celular con servicio de SMS.
1.2.3 Generación 2.5
Se suele hablar de una generación intermedia entre la 2G y la 3G, que incluye, básicamente, a GPRS (General Packet Radio Service) que fue diseñado como una tecnología para transferir paquetes utilizando la interfaz de radio GSM, y a EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) que ofrece unas mejores presentaciones de GPRS.
Para ello, son necesarios algunos cambios tanto a nivel de software como hardware en la red existente, así como la implementación de algunos nuevos elementos De este modo se
13 superpone al sistema GSM una red de transporte IP, cuya función es realizar la conmutación de paquetes y las conexiones a internet y otras redes de datos por paquetes.
1.3 Tercera Generación
En esta generación GSM, TDMA y CDMA evolucionan con GPRS y EDGE hacia el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS - Universal Mobile Telecommunications System), el Acceso a Paquetes de alta velocidad (HSPA - High-Speed Packet Access) y la familia de estándares para las telecomunicaciones móviles CDMA-2000, que son algunos de los sistemas de 3G.
En esta generación el desarrollo tecnológico está encaminado a universalizar los servicios junto a las redes que los soportan (soporte de roaming internacional), estabilizar el terminal de usuario integrando una unidad multifuncional portátil de bajo peso y batería de larga duración (Figura 9), optimizar también la cobertura en grandes áreas geográficas y atender demandas específicas, implementando para este fin una arquitectura con células de distinto tamaño (macro, micro y pico).
Figura 9 Teléfono móvil multifuncional
Debido a que todos los equipos de usuario usan la misma frecuencia para transmitir dentro de la red celular gracias a CDMA que asigna un código único a cada usuario, el factor de reuso de frecuencia es 1, lo que quiere decir, que no existe reuso de frecuencia en esta generación.
CDMA utiliza un ancho de banda de 1.25 MHz, y consiste en multiplicar la señal por una señal de pseudo ruido, el resultado es una señal que en primera instancia parece aleatoria,
14 pero si el receptor conoce el código correcto, el proceso es invertido y se recupera la señal original.
La 3G utiliza una variante de CDMA como técnica de acceso. WCDMA (Wideband CDMA) es la técnica utilizada en el sistema UMTS, una de las cinco dentro de la familia IMT- 2000 contempladas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU - International Communications Union) para los sistemas 3G.
WCDMA básicamente consiste en que antes de ser transmitida, nuestra señal se multiplica bit a bit por el código único que la identifica dentro del sistema celular gracias a CDMA. Este código, también conocido como código de ensanchamiento, provoca que el ancho de la señal a transmitir se expanda hasta 5 MHz. La forma en la que se recupera una señal en particular de entre todas las señales transmitidas simultáneamente en el canal WCDMA de 5 MHz, es volver a multiplicar la señal ensanchada por el mismo código que utilizó el transmisor antes de emitirla. Esta operación permite recuperar la señal original mientras que el resto de señales que han sido emitidas con códigos diferentes, permanecen ensanchadas y se comportan como ruido.
En la técnica empleada en UMTS por WCDMA no hay traspaso entre frecuencias, debido a que todos los móviles utilizan la misma, de este modo igual que en CDMA el factor de reuso de frecuencia es igual a 1. Lo que hace imposible el uso de estructuras jerarquizadas de células con distinta frecuencia.
Esto provoca ciertas dificultades, y lo que se hace es un control en potencia. El traspaso es blando, ya que cuando un terminal móvil sobrepasa el nivel de potencia del borde de una célula debe ajustar su potencia para no interferir en la célula a la que se recién se integra (Figura 10).
Figura 10 Control de potencia de la terminal móvil
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1.3.1 Arquitectura del sistema de 3G (UMTS)
UMTS conserva la estructura de la red GSM/GPRS (2G) con pequeñas variantes; las BTS´s son sustituidas por Nodos B y las BSC´s por los RNC (Radio Network Controller).
Figura 11 Arquitectura básica de una red 3G (UMTS)
Nodo B
Son los componentes de la red que corresponden a la BTS de GSM en la tercera generación. Son equipos situados en la caseta de las radio bases conectados a las antenas que emiten y reciben las señales 3G.
Normalmente hay un Nodo B por área de servicio que se conecta a varias antenas.
Cada antena da cobertura a un sector circular al que denominamos celda. Por lo tanto, un Nodo B gestiona todas las celdas de un emplazamiento.
La estación debe disponer de un medio de transmisión, vía radio o cable, para poder efectuar el enlace con la RNC, que a su vez encamina la llamada hacia el teléfono destino, sea fijo o móvil. Por lo general estas estaciones disponen también de baterías eléctricas, capaces de asegurar el funcionamiento ininterrumpido del servicio.
En zonas densamente pobladas, el número de Nodos B incrementa considerablemente generando así células pequeñas. Como se mencionó con anterioridad, el reúso de frecuencia debe ser cuidadosamente calculado ya que el espectro es limitado, por lo que cada estación debe transmitir con poca potencia a fin de que no se produzcan interferencias entre una célula y otra que se encuentre próxima y que use la misma gama de frecuencias (Figura 1.1.3). En cambio, en las zonas de baja densidad las estaciones se encuentran más alejadas unas de
16 otras y transmiten a elevada potencia para asegurar la cobertura en una célula de mayor tamaño (Figura 12).
Figura 12 Estación Nodo B en zonas de baja densidad
RNC - Radio Network Controller
El RNC realiza una función similar al elemento BSC de GSM en la tercera generación.
Este elemento de la red está a cargo de todos los Nodos B que se encuentran conectados a el, se encarga también de administrar los recursos de radio así como de la encriptación de los datos que serán enviados al UE. Al igual que la BSC, la RNC discrimina entre conexiones de voz y de datos que, a partir de ella, siguen caminos separados.
La razón por la que se usan distintas siglas y nombres radica en que tanto las tecnologías como las funciones a realizar de 2G y 3G son muy diferentes
SGSN - Serving GPRS Support Node
El Nodo de Soporte de Servicio GPRS tiene como función principal el dar acceso a los dispositivos móviles hacia la red de datos que puede ser internet o una red corporativa. El SGSN es el primer punto principal en el cual se autentifica un terminal al momento de realizar una conexión de datos.
Se encarga también del manejo de la movilidad de los equipos de usuario, llevando un registro de localización de estos, así como el enrutamiento y transferencia de los paquetes de datos. Una tarea importante del SGSN es el de llevar la parte de facturación de los dispositivos que se encuentran en modo Roaming.
MSC - Mobile Switching Center
Son las centrales de comunicación que establecen las llamadas de voz en la rede móvil.
A este elemento se conectan tanto los Nodos B como las RNC´s aunque sólo reciben las llamadas de voz. Las llamadas de datos siguen un camino diferente. La tecnología utilizada por estas centrales es la misma que la empleada en las centrales de telefonía fija.
17 Aun así, el software que las controla es bastante más complejo ya que tiene que permitir la conexión de usuarios que están en movimiento y que pueden conectarse desde cualquier lugar.
GGSN - Gateway GPRS Support Node
El Nodo de Soporte Pasarela de GPRS es la puerta de enlace o punto de conexión hacia el exterior o la Red de paquetería de datos (PDN - Packet Data Network) de la red celular, estas redes externas pueden ser Internet o una red corporativa. Son la interfaz de entrada para múltiples puntos de accesos (APN - Access Point Network).
Dependiendo de la configuración el GGSN puede manejar una parte de autentificación o autorización de navegación llamada Radius/Diameter, esto se puede realizar por APN.En la parte de configuración de las APN se puede configurar de tal forma que se pueden especificar el tipo de esquema de facturación que puede ser, pre-pago o pos-pago En parte se encarga de la asignación de IP para uso del terminal dependiendo del APN solicitada.
Figura 13 Core de Circuitos de 3G
HLR - Home Location Register
Es el elemento de la red que almacena los datos de los usuarios. Para dar de alta un usuario en una red móvil se deben introducir los datos en el HLR correspondiente. En una red móvil suele haber un HLR por cada millón de abonados. Esto quiere decir que los elementos de la red móvil que consultan la información del usuario deben saber, dependiendo del usuario, cual es el HLR que contiene su información. La información almacenada es toda la información estática relativa al usuario como los desvíos o los servicios activados.
18 VLR - Visitor Location Register
Aunque lógicamente es un elemento diferente realmente es parte de la MSC. Dentro de este se almacena la información de los abonados que están conectados en dicha MSC. Este elemento permite no tener que preguntar continuamente al HLR por la información de un abonado, pues él mismo contiene esa información. Además, contiene información particular relativa a su posición en la red y su estado actual.
MGW - Media Gateway
El Media Gateway contiene un conjunto de normas y especificaciones, además de recursos para datos, que permiten la manipulación y adiciones para la capa de conectividad (por ejemplo, la cancelación de eco, codificación/decodificación, entre otras). También contiene recursos de transporte para conversiones entre protocolos de redes diferentes, y así proporciona la funcionalidad de Gateway de señalización para convertir los protocolos de control de capa más bajos.
El Media Gateway tiene la función de un mecanismo de transporte independiente de los servicios y las aplicaciones. Al mismo tiempo, emula los protocolos y la señalización requeridos para asegurar la provisión continua del servicio. El Media Gateway enlazado simplifica entre diferentes redes y así asegura un rendimiento en el servicio.
SCP- Service Control Point
El Punto de Control del Servicio (SCP), soporta un interfazamiento con los servidores que soportan la variedad de servicios actuales, además de los nuevos servicios que emergerán de laarquitectura de servicios abierta de UMTS.
1.3.2 Evolución de HSPA (High Speed Packet Access)
HSPA se encuentra en continua evolución gracias a un consorcio de estandarización llamado 3GPP (3rd Generation Partnership Project: Proyecto Asociación de Tercera Generación) que periódicamente pública las versiones (Releases), que son especificaciones técnicas actualizadas para mejorar el estándar.
En la siguiente tabla se muestra información relevante acerca de la velocidad de transferencia correspondiente a algunos de los releases mencionados:
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Tabla 1 Comparativa de los Releases 6 al 8 [1]
Nombre Release del 3GPP Velocidad de descarga Velocidad de subida
HSDPA Release 5 14,4 Mbit/s 384 Kbit/s
HSUPA Release 6 14,4 Mbit/s 5,76 Mbit/s
HSPA+ Release 7 28 Mbit/s 11,5 Mbit/s
HSPA+MIMO Release 8 42 Mbit/s 11,5 Mbit/s
Donde:
HSDPA (High Speed Download Packet Access o Acceso Descendente de paquetes de alta velocidad), considerada como la 3.5G, se pensó para ser utilizada como acceso a la red celular de alta velocidad en dispositivos móviles (teléfonos móviles, Personal Digital Assistant -PDA, etc.), con el fin de facilitar el uso en estos de contenido multimedia sobre un ancho de banda de 5MHz.
HSUPA (High Speed Uplink Packet Access o Acceso Ascendente de paquetes de alta velocidad), también nombrada como la 3.75G o 3.5G Plus, es un protocolo de acceso de datos para redes de telefonía móvil con alta tasa de transferencia de subida.
HSPA (High Speed Packet Access o Acceso de paquetes de alta velocidad) es la combinación de tecnologías posteriores y complementarias a 3G, Admite velocidades de hasta 42 Mbits/s en bajada y hasta 11,5 Mbist/s en subida dependiendo del estado o la saturación de la red y de su implementación.
1.3.3 Red de acceso de Radio (UTRAN)
La red de acceso de radio proporciona la conexión entre los terminales móviles y la red central. Se compone de una serie de subsistemas de redes de radio (RNS). Un RNS es responsable de los recursos y de la transmisión-recepción en un conjunto de células, y está compuesto de un RNC y uno o varios Nodos B. [2]
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Figura 14 Esquema de red de acceso UTRAN
El Núcleo de Red (Core Netwotk) es el encargado de la gestión de funciones de transporte y de inteligencia dentro de la red de acceso UTRAN. Las funciones de transporte se encargan del envío y recepción de la información de señalización y tráfico, incluyendo la conmutación. El encaminamiento de la información está a cargo de las funciones de inteligencia que comprenden temas como la lógica y la gestión de algunos servicios ofrecidos a través de una serie de interfaces bien definidas; también incluyen la gestión de la movilidad.
UMTS se conecta con otras redes de telecomunicaciones a través del núcleo de red, de forma que sea posible la comunicación no solo entre usuarios móviles UMTS, sino también con usuarios que se encuentren conectados a otras redes.
Para lograr entender cómo funciona una red celular y todo el proceso de comunicación entre las distintas interfaces que hay detrás del establecimiento de una llamada, es indispensable que el usuario conozca los principales componentes que conforman una red de telefonía móvil, así como la función que desempeña cada uno de estos dentro de la misma red.
En el siguiente capítulo detallaremos el proceso de señalización que ocurre entre distintos dispositivos de la red de 3G cuando un usuario de la red móvil realiza una llamada.
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CAPITULO II EL ESTABLECIMIENTO DE UNA LLAMADA UNA RED CELULAR 3G
Ahora que se ha hablado sobre parte de la arquitectura de una red 3G y el principal funcionamiento de los elementos que la conforman, se considera necesario para fines de este trabajo tratar el tema sobre cómo se asignan los recursos para una llamada en una red 3G desde un punto de vista de señalización.
2.1 Sistema de Señalización 7
El Sistema de Señalización S7 es un estándar para el control de señalización en la PSTN (red telefónica publica conmutada). Se realiza fuera de la banda, lo que significa que los mensajes del sistema se trasportan sobre una conexión de datos independientes, lo que representa una mejora significativa sobre los sistemas anteriores que utilizan canales de transporte de voz para enviar señalización. SS7 funciona en dos modos:
Cuasi – asociados: es utilizado principalmente para grandes redes
Asociadas: es para pequeñas redes
Figura 15 Puntos de Señalización en SS7
2.1.1 Definición de SS7
El sistema de señalización por canal común N°7 es decir SS7 o C7 es un estándar global para las telecomunicaciones definidas por la unión internacional de telecomunicaciones (UIT) sector de normalización de las telecomunicaciones (UIT-T). La norma define los procedimientos y protocolos por los elementos de red, en la red telefónica publica conmutada (PSTN) intercambian información en una red de señalización digital para efectuar el establecimiento de llamadas inalámbricas (móvil o celular) y de línea fija (PSTN), el encaminamiento y control. La definición de la UIT SS7 permite variantes nacionales tales como la American National Standards Institute (ANSI) y Bell Communications Research (Telcordia
22 Technologies) estándares utilizados en América del Norte y el European Telecommunications Standards Institute (ETSI) estándar que se utiliza en Europa.
2.1.2 arquitectura SS7
La estructura de la arquitectura SS7 ha estado influida por el modelo OSI (Open System Interconnection). Este protocolo usa diferentes mensajes para el establecimiento y finalización de la llamada y permite que los nodos hablen entre sí, no importando si entre ellos existe una conexión troncal directa.
Figura 16 Pila de protocolos SS7
SS7 está dividido en cuatro niveles representados en la figura 16 (el término nivel es utilizado para diferenciar el concepto de capa OSI:
Nivel 1: físico
Nivel 2: enlace de datos
Nivel 3: red
Nivel 4: parte(s) usuario.
Del nivel 1 a 3 se encargan de la transferencia de mensajes de señalización entre dos nodos de la red SS7, estos niveles son denominados sub-sistemas de transferencia de mensajes (MTP, message transfer part) de SS7.
El nivel 4 se enfoca en los servicios de señalización representando aplicaciones específicas que utilizan los servicios de MTP.
23 TCAP.
Se encarga de los servicios de invocación a distancia, un ejemplo es la interrogancia de una base de datos.
Las distintas aplicaciones que utilizan los servicios de TCAP figuran las siguientes:
INAP (Intelligent Network Application Part) es el protocolo que permite la ejecución de servicios de valor.
MAP (Mobile Application Part) ofrece el servicio de movilidad del terminal.
OMAP (Operation Maintenanceand Administration Part) ofrece un servicio de gestión de una red de señalización N°7.
2.2 Proceso de señalización para la asignación de recursos de una llamada en una red de 3G
Para que un usuario de la red celular pueda realizar una llamada y establecer comunicación desde un equipo móvil a otro, o hacia un abonado de la red telefónica pública, debe encontrarse dentro del área de cobertura del sistema celular y contar con los recursos necesarios para establecer dicha comunicación.
La siguiente imagen (Figura 17) muestra un diagrama en el que se detalla el proceso que se realiza, en cuanto a señalización, para llevar a cabo la asignación de recursos a un dispositivo de la red móvil cuando un usuario desea realizar una llamada.
Se muestra paso a paso la comunicación que hay entre el equipo de usuario, el Nodo B, la RNC y la MSC en orden cronológico a partir de que el móvil inicia el proceso de llamada hasta que la conectividad es efectiva del lado del abonado A.
24 Figura 17 Señalización de llamadas en red móvil
25 Una vez que el usuario ingresa en el móvil los digitos que conforman el número del abonado con el que desea establecer comunicación, ya sea un equipo móvil o un abonado fijo, el proceso de señalización fluye de la siguiente manera:
Se establece conectividad de Recursos de Radio Control.
El primer paso es asegurarse de que haya comunicación entre el equipo móvil y la RNC del sistema celular, esto se logra gracias a que el Nodo B actúa como una interfaz de comunicación entre ambos dispositivos.
Figura 18 Comunicación entre el móvil y la RNC a través del Nodo B
Solicitud de servicio de llamada.
Una vez establecida la conectividad, el dispositivo móvil (abonado A) envía una solicitud para el servicio de llamada a la MSC del sistema.
Figura 19 El Abonado A envía solicitud de servicio de voz
26
Solicitud de autenticación.
La MSC envía al abonado A una solicitud de autenticación para el servicio de la llamada.
(figura 20)
Figura 20 Solicitud de autenticación de la MSC al Abonado A
Respuesta de solicitud de autenticación a la MSC.
El abonado A recibe la solicitud de la MSC y responde el proceso de autenticación (figura 21)
Figura 21 Respuesta del abonado a la MSC
27
La MSC envía a la RNC un comando de seguridad.
El siguiente paso consiste en establecer la seguridad al canal con algún tipo de algoritmo de cifrado, ya que al igual que en la red fija, en el procedimiento de configuración (Setup) se enviarán tanto el número telefónico del emisor como el del receptor.
Figura 22 La MSC envía un comando de seguridad a la RNC
La RNC reenvía el comando de seguridad al abonado A.
A través del Nobo B, la RNC envía el comando de seguridad asignado por la MSC para cifrar o encriptar la comunicación con el abonado A.
Figura 23 La RNC reenvía el comando de seguridad al abonado A
28
Respuesta del comando de seguridad.
El abonado A completa el comando de seguridad e informa a la RNC que recibió el código sobre el cuál se establecerá la comunicación entre el móvil y la red.
Figura 24 Abonado A completa el comando de seguridad envía a la RNC
Comando de Seguridad Completado.
Cuando la RNC reconoce que el comando de seguridad fue completado lo reenvía a la MSC para que ésta lo conozca y sepa qué código utilizar para enviar y recibir información específica de y hacia el abonado A.
Figura 25 La RNC proporciona el comando completo a la MSC
29 9.-Setup/ Preparación de la llamada.
El abonado A envía un mensaje de configuración sobre el código asignado por la MSC para cerciorarse de que esta configuración fue exitosa. (figura 26).
Figura 26 El abonado A envía un mensaje encriptado a la MSC
Solicitud de Identidad IMEI.
El abonado A proporciona a la MSC los datos que lo identifican dentro de la red para que ésta lo reconozca, Dicha identificación se realiza de la siguiente forma:
a) Identificación del Módulo de Identidad del Suscriptor (SIM - Subscriber identity module).
Las tarjetas SIM son muy utilizadas en todo el mundo y han sido clave en el desarrollo de la tecnología de comunicación móvil. Estas contienen 3 componentes importantes para la identificación del usuario (figura 27).
Figura 27 Estructura de la SIM
30 b) Proceso de identificación del IMSI.
La identidad internacional de abonado móvil (IMSI - International Mobile Subscriber Identify), es un numero único que está asociado con todos los usuarios de los móviles 3G o UMTS. Contiene de 13 a 15 cifras sobre la tarjeta SIM.
Los tres primeros números corresponden al código del país del móvil (MSS) seguido de un código del operador del móvil (MNC) que puede ser de dos dígitos o de tres dependiendo del estándar al que pertenezca (2 estándar europeo o tres estándares americanos) los siguientes dígitos corresponden al número de identificación de suscripción del móvil (MSNI) en la base de clientes (Figura 28).
Figura 28 IMSI (International Mobile Subscriber Identify)
Respuesta de Identidad de IMEI.
Una vez que la MSC corrobora dentro de la VLR la identidad del usuario, ésta responde al abonado A si está facultado o no para continuar con el establecimiento de la llamada.
(figura 29).
Figura 29 MSC responde si el usuario cuenta con facultades
31
Solicitud de asignación portadora de acceso de radio (RAB – Radio Access Bearer).
En este punto la MSC solicita a la RNC información de la portadora sobre la que se establecerá el canal de comunicación para la llamada.
Figura 30 Solicitud de RAB
Reconfiguración de radioenlace.
Una vez asignada la RAB por la RNC y la MSC, la MSC se comunica con el Nodo B para comenzar la asignación del radioenlace.
Figura 31 RAB asignado / Preparando el radioenlace.
32 14- Reconfiguración de radioenlace listo.
Cuando la asignación del radioenlace ha sido establecida, el Nodo B se lo informa a la RNC.
Figura 32 El Nodo B informa que la reconfiguración está hecha
15- Guardar la reconfiguración del radio enlace.
Ahora tanto la MSC como la RNC han asignado y conocen los recursos que serán destinados para el establecimiento de la llamada que está realizando el abonado A.
Figura 33 Se guarda la configuración del radioenlace
33 16- Preparar la portadora de radio enlace.
El establecimiento del circuito se inicia con una solicitud por parte del MSC, en donde se ejecuta una configuración de la portadora entre en el RNC y Node B que entrega servicios al abonado A.
Figura 34 configuración de la portadora en la RNC y Nodo B
17- Completar la portadora de radio enlace.
Una vez establecido el canal entre estos componentes se procede a comunicar al dispositivo emisor y receptor que la red está preparada para el establecer el circuito de comunicación.
Figura 35 comunicar al dispositivo emisor y receptor
34 18- Comando de reasignación de TMSI.
En este punto el abonado A envía un comando para la asignación de un TMSI que es un código temporal que protege al IMEI y se genera en el VLR.
Figura 36 Solicitud de asignación TMSI
19- Reasignación de TMSI completada.
Cuando el TMSI es generado en la VLR, la MSC notifica al abonado A que su asignación fue exitosa.
Figura 37 TMSI asignado
35 20- Alerta.
En el momento de completar la configuración del circuito se reconoce en el proceso del establecimiento de llamada el mensaje de dirección inicial (IAM – Initial Address Message) y el mensaje de alerting que activa el ring backtone (figura 38) y también reconoce el mensaje de direccionamiento completo (CAM – Complete Address Messenger).
Figura 38 Ring Backbone del emisor
23- Conectando.
Finalmente se acepta la conexión en el receptor, y se indica al emisor que la conversación se iniciará. Con este procedimiento final se reconoce el mensaje de respuesta.
Figura 39 Mensaje para establecer la conversación
36 24- Reconocimiento de conexión.
La MSC verifica la conexión y empieza el establecimiento de llamada entre el usuario A y usuario B.
Figura 40 verifica la conexión para empezar la llamada
Así es como se lleva a cabo el proceso de asignación de recursos para un usuario de la red celular cuando desea realizar una llamada.
A continuación, se analizará el proceso que debe seguirse para enlazar la llamada de la red 3G con la PSTN.
2.2.1 Ruta.
Una ruta es un trazado que se encarga de proveer la comunicación entre la MSC y sistemas externos, soportando la señalización, a continuación, se mencionan algunos ejemplos:
MSC-RSC rutas utilizadas para la interfaz A.
PSTN rutas hacia la PSTN utilizando UPR´s.
37 Existen dos tipos de rutas:
Dinámica: el administrador sólo se encarga de configurar el enrutamiento mediante comandos, en todos los equipos de la red y estos automáticamente intercambiaran sus tablas de enrutamiento con sus equipos vecinos.
Estática: es generado por el propio administrador, todas las rutas estáticas que se ingresen son las que el equipo “conocerá” por lo tanto sabrá enrutar los paquetes hacia dichas direcciones.
Creación de una ruta en la MSC.
Para lograr la intercomunicación entre la red móvil y la red PSTN es necesario
establecer la ruta de comunicación entre la MSC (en la red móvil) y la central TANDEM (en la PSTN).
A continuación, se declaran los pasos a seguir para la creación de Rutas en la MSC.
1. Validación de destinos en la central MSC.
2. Se valida que el destino en los STP’s dentro de la red móvil se encuentre activo.
3. Creación de la ruta de voz en la central móvil (MSC).
4. Configuración lógica de serie (numeración), y realizar análisis de B y RC para validar el alta correspondiente.
5. Verificación de la ruta de voz creada y cursando tráfico.
Una vez creada la ruta de voz, B-number y asignado el RC, se puede establecer la llamada a través del E1 configurado en la central MSC y así ofrecer el servicio de llamadas salientes entre la red móvil y la central de la PSTN en concreto para la serie 555325xxxx.
38
CAPITULO lll ESTABLECIMIENTO DE LA RUTA DE SEÑALIZACIÓN DESDE LA RED 3G HACIA LA PSTN
A continuación, se detallará un ejemplo paso a paso del procedimiento que se sigue para establecer la ruta de señalización que permitirá establecer la comunicación desde la red celular de 3G hacia la red telefónica pública.
Figura 41 Diagrama donde se muestran los elementos necesarios para dar de alta una ruta entre una red 3G y una PSTN
1- Validación de destinos en la central MSC (Central de Conmutación Móvil).
En Núcleo de red se tiene que validar lo siguiente:
A través de la señalización SS7 debe ser posible alcanzar el destino (2-1872), el cual ya se encuentra declarado en la central (MSC) de origen dentro de la red móvil y que los mensajes de señalización lleguen de manera correcta en ambos sentidos.
Para esto se requiere ingresar a la configuración de la central móvil (MSC) y validar que el destino de la central PSTN esté creado, activado y funcionado correctamente (Código EN-ACT-AVA).
El comando M3RSP se usa para imprimir en pantalla los datos de enrutamiento de una o más rutas de señalización, como se muestra en la figura 42.
39
Figura 42 Desplegado de datos de central M3RSP
M3RSP: DEST= all; Muestra todas las rutas de señalizacióndeclaradas en el equipo.
2- Se valida que el destino en los STP’s dentro de la red móvil se encuentre activo.
El comando C7RSP imprime en pantalla los datos de enrutamiento declarados en el STP, de una o más rutas de señalización y muestra si la ruta está activa (Working – WO) o inactiva (Manually Descativates – MD o Unavailable with transfer allowed – UN/TA). Se muestra un ejemplo de cómo se debería ver, en la siguiente figura.
C7RSP: DEST=2-1872: imprime los datos de enrutamiento del destino 2-1872 declarado dentro de la STP. **
40 Figura 43 Desplegado de datos de central C7RSP.
3- Creación de la ruta de voz en la central móvil (MSC)
Para crear la ruta de voz dentro de la MSC se realizan los siguientes pasos:
Se inicia y define la declaración de la ruta con el comando EXROI.
R: Identificador de la ruta que se está creando.
TDLOCALO: Nombre de la ruta saliente (de la MSC a las PSTN).
&: Separador para indicar las rutas entrante y saliente.
TDLOCALI: Nombre de la ruta entrante (de la PSTN a la MSC).
DETY: Declara los dispositivos que se usarán para la configuración de la ruta.
FNC: Código de función preestablecido
SI: Identificador de servicio que indica si la ruta es entrante o saliente.
SP: Se declara el destino origen de la ruta en la MSC.
OWNSP: Se declara el destino origen de la ruta del lado de la PSTN.
Se valida el estado de la ruta con el comando BLORP.
Muestra que la ruta está creada y se encuentra bloqueada
Estado working (WO)
EXROI: R= TDLOCALO& TDLOCALI, DETY=UPDR, FNC=3, SI=ISUP4,SP=2-1872,OWNSP=2-
BLORP;
** Como se mencionó al principio de este capítulo, las imágenes sólo son una referencia de cómo se debería visualizar la información de los destinos en los STP´s y MSC.
41
Se desbloquean las rutas con el comando BLORE.
Desbloque la ruta saliente y entrante.
Dar de alta el RTDMA dentro de la ruta mediante el comando NTCOI.
SNT: Indica la terminal de red de conmutación.
RTDMA-1008: Módulo de recursos de acceso remoto de control de llamadas de 31 dispositivos.
Conectar los dispositivos UPDR con la SNT mediante el comando EXDUI
DEV: Se usa para dar de alta los 31 canales o dispositivos UPDR (del 20160 al 20191).
Desbloquear la SNT mediante el comando NTBLE
Se desbloquea el SNT para poder liberar posteriormente poder el RTDMA.
Haciendo uso del comando EXDIR conectar los dispositivos UPDR a la ruta que se acaba de crear.
Conecta los dispositivos UPDR a la ruta que se acaba de crear.
Con el comando EXDAI poner en servicio (en funcionamiento) los dispositivos UPDR.
BLORE:R= TDLOCALO& TDLOCALI;
NTCOI: SNT=RTDMA-1008;
EXDUI: SNT=RTDMA-1008, DEV=UPDR-20160&&-20191;
NTBLE:SNT=RTDMA-1008;
EXDRI: DEV= UPDR-20160&&-20191, R=TDLOCALO & TDLOCALI;
EXDAI:DEV= UPDR-20160&&-20191;
42 Pone en servicio los dispositivos UPDR en la ruta que se acaba de crear en un estado de PRE-POST SERVICIO.
Desbloquear los dispositivos UPDR-20160&&-20191 haciendo uso del comando BLODE.
Ejecuta el desbloqueo de los dispositivos que se declararon, se dieron de alta y se conectaron en la creación de la ruta.
Una vez realizado el proceso de la creación de ruta por medio de los comandos ejecutados anteriormente, es posible visualizar cómo queda creada la ruta dentro de la MSC, haciendo uso del comando EXROP como se muestra en la siguiente imagen:
Figura 44 Desplegado de datos de central EXROP, ruta creada.
La interconexión vía E1´s es conectada físicamente en ambos extremos, tanto de la red móvil como de la PSTN. Por lo tanto, deberá configurase dicho E1 y la asignación de canales de voz. Una vez conectados y configurados deberá haber comunicación sobre la ruta de voz que se ha declarado en la central móvil.
Una vez creado el camino entre el E1 a nivel de transmisión, se procede con la configuración de las series del operador PSTN en la central MSC a nivel de B-number.
B-number: Enumera las series existentes dentro de la MSC en la tabla operativa y no operativa.
BLODE: DEV=UPDR-20160&&-20191;
43 4- Configuración lógica de serie (numeración), y realizar análisis de B y RC para validar el alta correspondiente.
En el B-number se tiene que definir la serie y asignarle un caso de ruteo (RC - Routing Case) para que el tráfico hacia la serie (555325xxxx) pueda dirigirse por la ruta y el E1 asignado para establecer la interconexión entre ambas redes, móvil y PSTN.
Descripción para crear el Routing Case:
Se inicia del procedimiento de especificación de un caso de enrutamiento RC con el comando ANRPI.
ANRPI: Indica que se inicia un caso de ruteo
RC: Número de caso de enrutamiento asignado manualmente.
CCH: Verificación de compatibilidad, YES indica que se detecta cobro, NO indica que no se realiza cobro.
Se inicia un caso de enrutamiento completo o parcial en el área no operativa
ANRSI: Indica el inicio del caso de enrutamiento completo o parcial.
P01: indica el tipo de programa de enrutamiento de 1 a 8 alternativas.
SP: Este parámetro se especifica si una alternativa de ruta consiste en una ruta o un número de suscriptor.
MM1: Indica número de suscriptor.
Con el comando ANRPE declara el cierre del proceso de caso de ruta.
Se activan los casos de enrutamiento para los que se ha especificado un cambio mediante el comando ANRSI.
Activación de cambios de enrutamiento
ANRPI:RC=105, CCH=YES;
ANRSI:RC=105, CCH=YES, P01=1, R= TDLOCALO, SP=MM1;
ANRPE
ANRAI:RC=105
;
44 Se crea el B number asociado a la serie 555325xxxx siguiendo los siguientes pasos:
Se genera una copia de las tablas para el análisis de B.
Con el comando ANBCI se inicia la copia de los datos de operaciones al área no operativa para poder realizar el análisis de B. Después que el comando se ejecuta la impresión del resultado será: comando ejecutado o si falla será comando no ejecutado.
Se da de alta la serie y se asigna un caso de enrutamiento mediante el comando ANBSI.
B141-555325xxxx: Serie que se da de alta (B-number).
CC: Número de caso de carga.
L: Longitud del número.
M: Especificación del número, donde 125= número asignado al operador PSTN y 118=
número asignado al operador de la MSC móvil.
Una vez que se dio de alta la serie (B-number) dentro de la tabla no operativa de la MSC de la red móvil y después de haber realizado las pruebas necesarias para verificar su funcionamiento. Haciendo uso del comando ANBAI se procede a activar y rotar las tablas operativa y no operativa.
Implica que una tabla NO OPERATIVA que ha sido modificada reemplazará a la tabla de operaciones.
Después de la activación, la tabla operativa anterior se guarda en un estado sin cambios durante un cierto período de tiempo denominado período de protección.
Una vez transcurrido el período de protección, la tabla se puede utilizar como una nueva tabla no operativa.
A continuación, se muestra un ejemplo de cómo se debe mostrar una serie creada dentro de la MSC.
ANBCI;
ANBSI:B141-555325xxxx, RC=105, CC=62, L=13, M=3-125118;
ANBAI;
45
Figura 45 Desplegado de datos de central ABSP, B-number.
5- Verificación de la ruta de voz creada y cursando tráfico.
Mediante el comando STRsp es posible desplegar los dispositivos UPDR pertenecientes a una ruta funcional y verificar que estos se encuentran en servicio.
En la siguiente figura se muestra que la ruta de voz se encuentra configurada y cursando tráfico.
46
Figura 46 Desplegado de datos de central STRSP, ruta creada y cursando tráfico de voz.
Una vez creada la ruta de voz es posible establecer una llamada a través del E1 configurado en la MSC en concreto para la serie 5553259000.
A continuación, se muestra un trazado por Wireshark de la llamada establecida:
Numero origen: 5512684584.
Numero destino: 5553259000.
47 Figura 47 Establecimiento de llamada.
Significado de los mensajes en el establecimiento de llamada:
Mensaje de Dirección Inicial (IAM) - Primer mensaje enviado para informar al switch, que la llamada ha de ser establecida en el CIC contenido en el mensaje. Contiene el número del llamado y el llamador, tipo de servicio y algún parámetro opcional más.
Mensaje de Dirección Completa (ACM) - Mensaje devuelto por el último switch cuando el suscriptor es llamado y la llamada comienza.
Mensaje de Respuesta (ANM) - Enviado cuando el suscriptor coge el teléfono.
Normalmente la carga comienza en este momento.
Liberación (REL) - Enviado para limpiar la llamada cuando el suscriptor es enganchado.
Liberación completa (RLC) - Reconocimiento de la liberación de la llamada - el timeslot queda ocioso y puede ser usado otra vez. Esto es enviado también ( sin mensaje REL precedente) si el switch terminador determina que la llamada no puede ser completada. El switch terminador también manda un "valor de causa" para explicar la razón del fallo.
48 Diagrama de flujo de la creación de una ruta
Figura 48 diagrama de flujo de la creación de una ruta
49 Diagrama de flujo del análisis de B y RC
Figura 49 Análisis de B y RC
50 Diagrama de flujo del establecimiento de una llamada.
Figura 50 Establecimiento de una llamada
En este capítulo se describió el procedimiento de asignación datos de central para poder crear una ruta de comunicación entre red móvil hasta la central de la PSTN. El procedimiento que se realizó es muy específico y por lo tanto puede variar dependiendo del tipo de tráfico, en este caso el tráfico se dirige a la central de la red PSTN.
Para poder realizar la creación de ruta de la red móvil a la PSTN se realizó lo siguiente:
validación de destinos en la central de conmutación móvil, validación de destinos en los ruteadores de señalización, interconexión vía E1s entre operadores (central móvil-central local PSTN), configuración de serie, análisis de B y RC.
Una vez creada la ruta de voz, B-number y asignado el RC, se pudo establecer la llamada a través del E1 configurado en la central MSC a la central de la red PSTN en concreto para la serie 5553259000.
51 Glosario
3GPP: Proyectos de Asociación deTercera Generación AuC: Authentication Center
BTS: Estación Base Transceptora
CDMA: Acceso Múltiple por División de Código
Celda: Área geográfica manejada por la BTS en una red GSM.
Central TÁNDEM: Son centrales de tránsito (sin abonados) a las que se conectan otras centrales.
Conmutación de circuitos: Establecimiento de un camino de comunicación único (dedicado) entre dos elementos de una red.
Conmutación de paquetes: Transmisión de información mediante paquetes entre dos elementos de red, de forma independiente.
E1: Arreglo básico de 32 canales con capacidad de 2,048 Kbps EDGE: Tarifas de Datos Realzadas para Evolución GSM
E-UTRAN: Red de Acceso de Radio Terrestre Universal Evolucionado.
FDMA: Acceso Multiple por División de Frecuencia GPRS: Paquete General de Radio Servicio
GSM: Grupo Especial Móvil
HSPA: Acceso a paquetes de alta velocidad HLR: Inicio Ubicación Registro
HSDPA: Enlace descendente de alta velocidad de paquetes.
IMEI: International Mobile Equipment Identity.
IMSI: Identidad Internacional del Abonado a un Móvil.
MAHO: Mobile Assisted Handover.
MIMO: Múltiple Entrada-Múltiple Salida.
MSC: Central de Conmutación Móvil.
Modo Idle: Se encuentran en modo idle los UE que no se encuentran en conexión de control con la red de acceso E-UTRAN.
52 NodeB: Equipos situados en la caseta de las radio bases conectados a las antenas que emiten y reciben las señales 3G.
OFDMA: Acceso Múltiple por división de Frecuencias Ortogonales PDC: Celular Digital Personal
PSTN: Red Telefónica Pública de Conmutada.
RAB: Portador de acceso de radio RNC: Radio Network Controller SDP: Session Description Protocol SGSN: Serving GPRS Support Node
SIM: Módulo de Identificación del Suscriptor
SMS: Servicio de Mensajes Cortos.
STP: Punto de transferencia de señalización
SUPA: Acceso Ascendente de paquetes de alta velocidad TDMA: Acceso múltiple por División de Tiempo
UMTS: Sistema Universal de Telecommunicaciones Móvil UTRAN: Red de Acceso de Radio
Señalización: Conjunto de normas y reglas que se utilizan para intercambiar información entre los elementos de una red.
VLR: Visited Location Register
W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access
VoIP: Voz sobre IP.
