Capacitación de Redes Móviles 2G - Centro Cultural de Telecomunicaciones de la Universidad Nacional de Ingeniería de la Especialidad de Ingeniería de Telecomunicaciones

1. CENTRO CULTURAL DE TELECOMUNICACIONES
ARQUITECTURA DE LA
RED MÓVIL 2G/GSM
Renzo Manuel
Hurtado Garrafa

2. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
Introducción …
En la Red Pública Móvil Terrestre (Public Land Mobile Network - PLMN) se
distinguen los siguientes susbsistemas:
• Subsistemas de estaciones base, BSS (Base Station System)
• Subsistemas de conmutación y gestión, NSS (Network
Switching Subsystem)
• Subsistemas de operación y mantenimiento, OSS
(Operation and Support Subsytem)

3. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
Comprende las funciones de capa física, para la interconexión con las MS a través
de la interfaz radio Um. Hace uso de un conjunto de canales lógicos. Mediante estos
realiza intercambio de información para:
• Seguimiento y localización de las MS y aviso a las mismas
• Establecimiento de llamadas
• Mantenimiento de las comunicaciones establecidas
• Supervisión y control de calidad
• Facilidades operativas
Conformado por dos unidades funcionales: BSC (Base Station Controller) y BTS
(Base Transceiver Station).
A. Subsistema de estación base
BSS (Base Station System)

4. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
BTS (BASE TRANSCEIVER STATION)
Es el elemento que se encarga de garantizar una conexión libre de error entre el
MS la red en lo referente a señalización, cifrado y el procesamiento de voz en la
interfaz Um (aire).
El sistema GSM esta conformado por múltiples celdas de radio. Cada celda incluye
una estación de radio (BTS) que tiene varios transceptores, conexión al sist.
Radiante, antenas, instalaciones y accesorios como torres, pararrayos, sist. A tierra y
energía. Por lo general están ubicadas en posiciones que permiten una cobertura
adecuada sobre la zona de servicio asignada.
La interface Abis representa la división entre las funciones
del BSC y de la BTS. Esos elementos pueden conectarse vía
Líneas físicas, radioenlaces o redes MAN.

5. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
BSC (BASE STATION CONTROLLER)
Es el elemento de red BSS y se encarga de controlar todos los elementos de a red
de radio. Sus principales funciones son:
• Conexión entre el MS y el NSS
• Control de movilidad del abonado
• Control de la calidad e intensidad de campo de los canales activos
• Configuración y gestión de los canales de tráfico
• Control de los saltos de frecuencia
• Control de transpasos (handover)
• Control de potencia de la BTS y MS’s
Entre la BSC y la BTS se encuentran diferentes tipos
de canales como por ejemplo el canal de señalización
y de tráfico (8, 16, 64 Kbps).

6. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
Tiene por función requerida manejar los protocolos de señalización necesarios para
el establecimiento, mantenimiento y liberación de las llamadas con el componente
específico de la movilidad.
• Localización y registro con autenticación de los abonados
• Encaminamiento de llamadas
• Gestión de los recursos de radio durante la llamada
• Tratamiento de los aspectos relacionados con la movilidad de los usuarios
• Intercambio de señalización entre entidades funcionales de la red GSM y redes
externas a dicha PLMN.
B. Subsistema de conmutación y gestión
NSS (Network Switched System)

7. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
MSC (MOBILE SWITCHING CENTER)
La MSC, es en esencia una central telefónica que realiza las funciones de
encaminamiento y conmutación de llamadas para los suscriptores situados en su
demarcación. Proporciona Las funciones adicionales necesarias para la movilidad y
organizar las asignación de los recursos radioeléctricos. Las funciones son:
• Procedimientos para la localización y registro de abonados y su actualización
• Ruteo de las llamadas para todo tipo de llamadas
• Gestión de llamadas y aviso a los suscriptores de llamadas entrantes
• Procedimientos para el traspaso de llamadas
• Establecimientos de circuitos con conexión entre el MS y la PSTN.
• Gestión de los protocolos de señalización con la BSC e intercambio de
información de Señalización con el protocolo MAP del SS7.
• Recopilación de datos de trafico y facturación.

8. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
MSC (MOBILE SWITCHING CENTER)
La capacidad máxima de un MSC varia bastante de una red a otra. En una red
GSM existen varios MSC.
La función de Gateway para comunicaciones con otras redes de telefonía móvil, fija
o de datos. El GMSC (Gateway Mobile Switching Center) permite la interconexión
con otras redes.
IP Network

9. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
VLR (VISITED LOCATION REGISTER)
El registro de abonados itinerantes o visitantes, se realiza en el VLR. Es una base de
datos, asociada al MSC (integrada a su hardware), donde se almacena información
dinámica sobre los usuarios transeúntes en la zona controlada por ese MSC. Cuando
un suscriptor (MS) itinerante entra en una zona de MSC, este centro notifica esa
situación al VLR asociado. El VLR realiza un proceso de inscripción o registro y
recibe una dirección de visitante (ruta), MSRN que sirve para encaminar las
llamadas destinadas a ese MSC. La información básica contenida en el VLR es la
siguiente:
• Identidad permanente del abonado
• Identidad temporal del abonado
• Numero telefónico del abonado
• Identidad de la zona de localización
• Datos del abono del usuario.

10. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
HLR (HOME LOCATION REGISTER)
Base de datos centralizada de todos los abonados registrados en un PLMN (Public
Land Mobile Network).
• Base de datos para administrar los datos del abonado móvil
• Se almacena el IMSI (International Mobile Subscriber Identity), el MSISDN
(Mobile Station Integrated Services Digital Network) y la dirección VLR del
abonado visitante.
• La principal información, se refiere a la ubicación de cada móvil para enrutar
llamadas.
• Un HLR puede servir a varias MSC.
Funcionalmente existe un solo HLR pero físicamente
suele haber mas de un equipo por razones de seguridad
y capacidad.

11. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
AuC (AUTHENTICATION CENTER)
• Base de datos protegida que contiene una copia de la clave secreta de cada
SIM (Suscriber Identity Module).
• Provee la seguridad adicional contra la clonación.
• Se ubica cerca del HLR.
• Genera tripletas, conjunto de tres números que permiten la autenticación y la
elección de la clave de cifrado
EIR (EQUIPMENT IDENTITY REGISTER)
• Base de datos en el cual se registran los equipos móviles válidos dentro de la
red. Cuando el MS quiere hacer una llamada, el MSC consulta al EIR la validez
del IMEI de ese equipo.
• Cada Equipo es identificado por su número internacional (IMEI), el EIR tiene tres
listas: blanca para todos los IMEI’s válidos, negra para equipos robados o
bloqueados y gris para equipos malogrados.

12. ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL
Tiene a su cargo todas las funciones requeridas para la operación y los procesos
de mantenimiento de la red GSM. Una gran parte del trabajo en la OSS se ha
centrado en la definición de su arquitectura. En pocas palabras, hay cuatro
elementos clave de la OSS:
• Procesos, la secuencia de eventos.
• Aplicaciones, los componentes que implementan los procesos para gestionar los
datos.
• Datos, la información que se actúa.
• Tecnología, cómo implementamos las aplicaciones.
OMC (Operation and Maintenace Center), es donde
se realizan las funciones de control y gestión de la
red de carácter técnico y/o administrativo
C. Subsistema de operación y mantenimiento
OSS (Operation Support System)

13. CENTRO CULTURAL DE TELECOMUNICACIONES
BSC
IP Network
BSC
HLR / AuC / EIR
MSC
OMC
BTS
BTS
BTS
BTS
ARQUITECTURA DE LA RED MÓVIL 2G

14. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM
MSC02MSC03BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
HLR 384
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
El MSISDN A busca llamar al MSISDN B
El MSISDN A marca el número B
“Marcando”
960220002

15. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (1)
MSC02BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
HLR 384
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
Se inicia el establecimiento de llamada
960220002
EL MSC03 recibe el intento de llamada
de A y realiza un pre-análisis con el fin
de averiguar el tipo de llamada.
MSC03

16. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (2)
MSC02BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
HLR 384
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
MSC03
Análisis digital
960220002
HLR encontrado
El resultado del análisis digital muestra
que la información acerca de la
llamada al MSISDN B puede ser
encontrada en el HLR

17. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (3)
MSC02BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
MSC03
El IMSI y Dirección VLR del suscriptor B
son encontrados por el HLR
HLR 384
EL MSC03 envía la
información de ruteo

18. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (4)
MSC02
7D0
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
MSC03
3E8
EL HLR comienza a revisar dentro de su
base de datos.
HLR 384
HLR DATABASE
MSISDN IMSI VLR Address
51960220001 X...81 NA0, SPC: 3E8
51960220002 X...82 NA0, SPC: 7D0
51960220003 X...83 NA0, SPC: 7D0

19. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (5)
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
MSC03
3E8
El HLR solicita un número de itinerancia
desde el MSC2 (MSRN).
HLR 384
HLR DATABASE
MSISDN IMSI VLR Address
51960220001 24...81 NA0, SPC: 3E8
51960220002 24...82 NA0, SPC: 7D0
51960220003 24...83 NA0, SPC: 7D0
MSC02
7D0
Solicitud MSRN
Hecha por el IMSI
241445632199882

20. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (6)
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
El MSC02 reserva un número de
itinerancia (MSRN) del pool de números
roaming
HLR 384
MSC02
7D0
Solicitud MSRN
Hecha por el IMSI
241445632199882
MSRN 5196077002 Libre
MSC03
3E8
El MSC02 entrega el MSRN al HLR para
que este forward al MSC03

21. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (7)
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
El MSC03 recibe el MSRN del MSC02
HLR 384
MSC02
7D0
MSRN 5196077002
MSC03
3E8
El MSRN identifica el origen (MSC02),
por eso este es e punto final del proceso
de enrutamiento.
Ahora, el MSC02 coteja entre todos los
IMSI el número MSRN que a reservado

22. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (8)
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
Ahora el MSC02 coteja el área de
locación y el TMSI de el suscriptor B
desde la VLR
HLR 384
MSC02
7D0
MSC03
3E8
MSRN POOL
MSRN IMSI
5196077001 24...69
5196077002 241445632199882
5196077003 24...92

23. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (9)
BSC 327 BSC 502
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
Cuando el TMSI del suscriptor B y el LAC
son encontrados, el MSC02 empieza la
búsqueda
HLR 384
MSC02
7D0
MSC03
3E8
VLR DATABASE
MSISDN LAC IMSI TMSI
51960220002 4D3A 241445632199882 3F023CA1

24. PROCESO DE LLAMADA EN UNA RED GSM (10)
BSC 327
LA 4D3ALA 3C20
MSISDN A
51960220001
MSISDN B
51960220002
960220002
La configuración de la llamada esta
completada.
HLR 384
MSC02
7D0
MSC03
3E8
BSC 502
Luego, el MS-B responde, se estables la
conexión de voz y el MS-B empieza a
timbrar
“Timbrando”
960220001
Ring!!

25. CENTRO CULTURAL DE TELECOMUNICACIONES
¡¡GRACIAS!!