Generalidades Sobre Telefonia Celular Y Gsm

Generalidades sobre
Telefonia Celular y GSM

Iván Carreño
Noviembre 2009
Generalidades sobre Telefonía Celular y GSM

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS
CELULARES


Concepto Celular

PSTN

CCIC CCIC = Centro de Comutación Inter-Central

DL ERB= Estación Radio Base
EM = Estación Móvil
UL DL = Downlink (de la ERB a la EM)
UL = Uplink (de la EM a la ERB)

CCIC


Concepto Celular
• Sistema celular planificado en
la década de los años 70 e
implementado por 1era. vez 5
en 1983 (Chicago). 3 7
1
• Idea viabilizada por el uso de 6 2
computadores en los 4
terminales (móviles o fijos).
• Área a ser cubierta es dividida
en áreas menores = celdas.

• Cada celda tiene su propia • Cluster: Conjunto de
ERB, con un transmisor de celdas que utilizan
baja potencia. subconjuntos distintos del
total de canales del
sistema.

Concepto Celular - Reuso de Frecuencias

• Similar al reuso de 5
frecuencias para las emisoras 3 7 5
1 3 7
de radio. 6 2 1
• Los canales asignados a una 5 4 6 2
3 7 5 4
celda, son re-utilizados en 1 3 7 5
otra celda. 6 2 1 3 7
4 6 2 1
• celdas geográficamente 5 4 6 2
3 7 5 4
distantes para evitar (limitar) 1 3 7
la interferencia cocanal ⇒ 6 2 1
4 6 2
distancia de reuso D 4
D = R 3N D
3
3
Geometría hexagonal D D
Generalidades sobre Telefonía Celular y GSM N = i 2 + ij + j 2 3

Concepto Celular - Reuso de Frecuencias

Otras geometrías D = i 2 + j 2 2R
D = i − ij + j R
2 2

Triangular Cuadrangular


Macro y Microceldas

• Células grandes para
atención en areas remotas
• En areas de alta densidad de
usuarios, células de menor
diámetro


¿Qué es GSM?
• Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) es una tecnología
inalámbrica de segunda generación (2G) que presta servicios de voz de
alta calidad. Es un sistema celular de estándar mundial que opera en
bandas de frecuencia 900, 1800, 1900 y 850 Mhz.
• Esta compuesto por cuatro (04) subsistemas básicos y tres (03)
Interfaces “abiertas”*


ELEMENTOS DE LA RED GSM

• Estación móvil (MS)
• Subsistema de radio estaciones
(BSS)
• Subsistema de conmutación de
red (NSS)
• Subsistema de monitoreo de
red (NMS)


Redes GSM
NMC

OMC OMC
BTS

GS
M
BTS BSC
VLR
BTS MSC
MS BSS EIR

BTS AUC

BTS BSC
MSC HLR
MS VLR
BSS Interfaz con otras
redes

Mobil Stations (MS)
Estación móvil
Es el terminal portátil de transferencia de
voz y datos
Se comunica con la red móvil a través del
interfaz aire (Um).

SIM Card (Suscriber Identity Module)
Es una tarjeta que contiene un microprocesador y una
pequeña memoria.
Ésta contiene las características del abonado y se puede
utilizar en cualquier teléfono compatible.
Guardará, entre otras, la siguiente información para la
comunicación:


Mobil Stations (MS)
• Número de serie
• Identificación internacional del abonado móvil
(IMSI)
• Identificación temporal del abonado móvil (TMSI)
• PIN (Clave corta de desbloqueo)
• PUK (Clave larga de desbloqueo)
• Clave del algoritmo de autentificación (Ki)
• Algoritmo de autentificación (A3)
• Algoritmo de generación de claves de cifrado (A8)
• Algoritmo de cifrado (A5)
• Clave del algoritmo de cifrado (Kc)


Subsistema De Radio Base (Bss)

Funciones del BSS:

Gestionar y controlar la red de acceso
Establecer la conexión entre el MS y el NSS
Gestión de Movilidad del MS
Mantener el contacto con el MS
Encriptamiento de la Interfaz de aire
Procesamiento y codificación de la voz
Señalización
Recolección de datos estadísticos


Subsistema De Radio Base (Bss)

Estación Radio-Base Estación Controladora Transcoder


Base Transceiver Station Equipment (BTSE)

•Soporta la Interfaz aire e interconecta al MS con el resto de los Sistemas.
• Aplica el acceso por división de tiempo TDMA
•Maneja canales de voz de 16 Kbps BTSE
BTSE
•Maneja canales de Datos hasta 384 Kbps “EDGE”
• Maneja Señalización por un canal común del tipo LAP-D hacia MS y
hacia BSC
• Posee el sistema radiante (Antenas) de acceso.
• Ejecuta la Encriptación
• Soporta varios tipos de celdas (Omni y sectorial)
•Se conecta a través de un PCM hacia la BSC, para trafico de voz y
señalización
2Mbit/s a la BSC
2Mbit/s a la BSC


Base Station Controller (BSC)

• Agrupa y Controla varias BTS y TC
• Conmutación de los canales de tráfico y datos
• Manejo de Movilidad Handovers Inter BSC
• Participa en el proceso de Call Setup
• El manejo de canales de voz lo hace a 16 Kbps
• Manejo de Señalización LAP-D hacia elementos de Red y SS7 hacia el
conmutador principal MSC
• Utiliza las Interfaces Abis hacia las BTS’s y Asub hacia los TC
•Captura de Datos Estadísticos y Mediciones
• Almacenamiento de Base de Datos del Sistema de BSS


Network Sub-system (NSS)

MSC

NSS
MSC: Mobile Switching
Funciones del NSS: Center
VLR: Visitor Location
Control de llamadas y del BSS Register
Interconexión con otras redes HLR: Home Location
Register
Manejo de los datos y servicios del suscriptor
Manejo de la movilidad y seguridad AuC: Authentication
Center
Charging
EIR: Equipment Identity
Señalización Register
Recolección de datos estadísticos


• Es el equivalente a una central de conmutación digital
en la red fija, pero por supuesto añadiendo las
características necesarias para el servicio móvil.
MSC



• El Home Local Register (HLR), es una Base de datos donde la
información almacenada en este registro es de dos tipos:
• De suscripción del abonado móvil (características del abonado); el
IMSI, el MSISDN (Número RDSI del abonado móvil, el que hay que
marcar para conectar con él), la clave de autentificación, restricciones
impuestas a ese abonado, características del equipo, servicios
contratados…
• De localización del abonado móvil, que permitirá encaminar las
llamadas dirigidas al móvil. En realidad se almacena el MSC en el
móvil se encuentra registrado en ese momento y así se conocerá el
camino que debe seguir la llamada.


VISITOR LOCATION REGISTER (VLR)

Es una Base de Datos temporal que contiene la
ubicación, en cada momento, de los suscriptores que
se encuentran dentro del área de cobertura de dicho
VLR/MSC.


• El centro de autenticación (AC) suministra las tripletas Número
aleatorio, Resultado esperado y Kc que se almacenan
posteriormente en el VLR y el HLR y que se utilizarán para la
autenticación de usuario y el cifrado de las comunicaciones. De
este modo se crean listas de tripletas y para cada llamada se
utiliza una de la lista, cuando se termine se piden más al centro
de autenticación.


• El registro de identificación de equipos (EIR) es opcional. Es
una base de datos sobre los equipos móviles que contiene
datos como el número de serie, fabricante, homologación...
• La función básica es impedir un uso malicioso de la red y de
terminales móviles robados o no homologados.
• Existen tres listas
• Blanca: Terminales no problemáticos
• Gris: Terminales que interesa tener aparte
• Negra: Aquellos a los que no se les debe permitir el acceso
(robados, no homologados...)


NMS Network Management Subsystem


BANDAS DE FRECUENCIA GSM
Sistema Uplink (megaciclos) Downlink (megaciclos) Número de canal

T-GSM-380 380.2-389.8 390.2-399.8 Dinámico

T-GSM-410 410.2-419.8 420.2-429.8 Dinámico

GSM-450 450.4-457.6 460.4-467.6 259–293

GSM-480 478.8-486.0 488.8-496.0 306–340

GSM-710 698.0-716.0 728.0-746.0 Dinámico

GSM-750 747.0-762.0 777.0-792.0 438–511

T-GSM-810 806.0-821.0 851.0-866.0 Dinámico

GSM-850 824.0-849.0 869.0-894.0 128–251

P-GSM-900 890.0-915.0 935.0-960.0 1–124

E-GSM-900 880.0-915.0 925.0-960.0 975-1023, 0-124

R-GSM-900 876.0-915.0 921.0-960.0 955-1023, 0-124

T-GSM-900 870.4-876.0 915.4-921.0 Dinámico

DCS-1800 1710.0-1785.0 1805.0-1880.0 512–885

PCS-1900 1850.0-1910.0 1930.0-1990.0 512–810


Preguntas

Contactos:
email: icarreno@gmail.com
Twitter: @mandoler
Tlf: 0412 – 808.24.97


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