Технология GPRS

Как уже было сказано, сеть состоит из множества BTS - базовых станций (одна BTS - одна "сота", ячейка). Для упрощения функционирования системы и снижения служебного трафика, BTS объединяют в группы - домены, получившие название LA (Location Area - области расположения). Каждой LA соответствует свой код LAI (Location Area Identity). Один VLR может контролировать несколько LA. И именно LAI помещается в VLR для задания местоположения мобильного абонента. Именно в соответствующей LA, а не в отдельной соте, будет произведен поиск абонента. При перемещении абонента из одной соты в другую в пределах одной LA перерегистрация и изменение записей в VLR/HLR не производится, но стоит ему (абоненту) попасть на территорию другой LA, как начнется взаимодействие телефона с сетью.

Разбиение сети на LA довольно непростая инженерная задача, решаемая при построении каждой сети индивидуально. Слишком мелкие LA приведут к частым перерегистрациям телефонов и, как следствие, к возрастанию трафика разного рода сервисных сигналов и более быстрой разрядке батарей мобильных телефонов. Если же сделать LA большими, то, в случае необходимости соединения с абонентом, сигнал вызова придется подавать всем сотам, входящим в LA, что также ведет к неоправданному росту передачи служебной информации и перегрузке внутренних каналов сети.

Рассмотрим очень красивый алгоритм так называемого handover`ра (такое название получила смена используемого канала в процессе соединения). Во время разговора по мобильному телефону вследствие ряда причин (удаление "трубки" от базовой станции, многолучевая интерференция, перемещение абонента в зону так называемой тени и т.п.) мощность (и качество) сигнала может ухудшиться. В этом случае произойдет переключение на канал (может быть, другой BTS) с лучшим качеством сигнала без прерывания текущего соединения. Handover`ра принято разделять на четыре типа:

- смена каналов в пределах одной базовой станции;

- смена канала одной базовой станции на канал другой станции, но находящейся под патронажем того же BSC;

- переключение каналов между базовыми станциями, контролируемыми разными BSC, но одним MSC;

- переключение каналов между базовыми станциями, за которые отвечают не только разные BSC, но и MSC.

В общем случае, проведение handover`а - задача MSC. Но в двух первых случаях, называемых внутренними handover`ами, чтобы снизить нагрузку на коммутатор и служебные линии связи, процесс смены каналов управляется BSC, а MSC лишь информируется о происшедшем.

1.4 Маршрутизация вызовов

Каким образом происходит маршрутизация входящих вызовов мобильного телефона? Рассмотрим наиболее общий случай, когда абонент находится в зоне действия гостевой сети, регистрация прошла успешно, а телефон находится в режиме ожидания.

При поступлении запроса, в соответствии с рисунком 1.3, на соединение от проводной телефонной (или другой сотовой) системы на MSC домашней сети (вызов "находит" нужный коммутатор по набранному номеру мобильного абонента MSISDN, который содержит код страны и сети).

Рисунок 1.3 - Маршрутизация вызовов

MSC пересылает в HLR номер (MSISDN) абонента. HLR, в свою очередь, обращается с запросом к VLR гостевой сети, в которой находится абонент. VLR выделяет один из имеющихся в ее распоряжении MSRN (Mobile Station Roaming Number - номер "блуждающей" мобильной станции). Идеология назначения MSRN очень напоминает динамическое присвоение адресов IP при коммутируемом доступе в Интернет через модем. HLR домашней сети получает от VLR присвоенный абоненту MSRN и, сопроводив его IMSI пользователя, передает коммутатору домашней сети. Заключительной стадией установления соединения является направление вызова, сопровождаемого IMSI и MSRN, коммутатору гостевой сети, который формирует специальный сигнал, передаваемый по PAGCH (PAGer CHannel - канал вызова) по всей LA, где находится абонент.

2. Состав оборудования GSM сети

Основной поставщик оборудования сотовой связи GSM900 для ТОО "GSM Казахстан" является шведская компания "Ericsson".

В состав оборудования, на основе которого построена сеть сотовой связи, входят:

- коммутационная система AXE 10;

- сеть передачи данных Mini-Link;

- базовые станции RBS 2206.

2.1 Цифровая коммутационная система AXE-10

АТС AXE-10 представляет собой современную высокопроизводительную цифровую телефонную коммутационную систему, созданную фирмой "Ericsson".

Цифровая коммутационная система АХЕ является самой популярной коммутационной системой из всех когда-либо создававшихся. Начиная с 1994 года, эта система была успешно смонтирована в более чем 110 странах. Число установленных и заказанных линий превышает 94 миллиона.

AXE-10 - цифровая коммутационная система с программным управлением. Система АХЕ-10 характеризуется модульностью построения аппаратных и программных средств. Программные модули полностью независимы друг от друга и взаимодействуют между собой с помощью стандартизованных сигналов. Модульность аппаратных средств обеспечивает простое проектирование, производство, монтаж и техобслуживание.

АТС Ericsson AXE-10 предназначена для широкого спектра применений на телефонной сети и может функционировать как:

- местная "городская" телефонная станция;

- транзитная телефонная станция;

- станция сотовой и подвижной связи;

- узлы интеллектуальной и деловой сети.

Характеристика системы:

- емкость коммутационной системы до 40000 абонентских и до 60000 соединительных линий;

- емкость выносных концентраторов до 2048 абонентских и до 480 соединительных линий;

- пропускная способность 20000 Эрл в ЧНН;

- производительность управляющего устройства до 900 тысяч вызовов

в час;

- напряжение питания от 47В до 51В;

- потребляемая мощность до 2 Вт на абонентскую линию;

- станция обеспечивает возможность подключения абонентов ISDN;

- габаритные размеры стативов 2250 ? 900 ? 600 мм;

- условия эксплуатации: температура от 4 до 35 градусов, относительная влажность воздуха от 20 до 80 процентов.

Гибкость построения сети позволяет использовать АТС Ericsson AXE-10 в различных конфигурациях и с различными емкостями от небольших выносов на несколько сотен абонентов до глобальных телефонных систем крупных мегаполисов.

АТС Ericsson AXE-10 не имеет никаких ограничений для собственного развития благодаря уникальной гибкой системной архитектуре, называемой "функциональная модульность".

Новая версия оборудования АТС Ericsson AXE-10, с обозначением AXE 810, является новейшей разработкой в технологии коммутации. Оборудование АТС Ericsson AXE 810 состоит из магазинов GEM (Generic Ericsson Magazine), коммутационного поля GS 890, терминалов STM1

ET155-1, эхо-компенсаторов ECP 5, нового поколения транскодеров TRA R6.

Магазин GEM предоставляет возможность комбинировать коммутационное оборудование с устройствами обслуживания трафика в едином магазине. Групповой коммутатор GS890 является принципиально новым, неблокируемым распределенным коммутатором, включающим в себя также блоки синхронизации.

Плата ET 155-1, размещаемая в GEM магазине является терминалом STM-1. Плата поддерживает стандарты ITU-T и ANSI. Плата ECP5 - является новым поколением эхо-компенсатора, работающего в группе. Новое поколение плат транскодеров предназначено для применения в сетях 3G, GSM, TDMA, CDMA.

Основные характеристики АТС Ericsson AXE-10:

- единый коммутационный магазин GEM, в котором размещены почти все устройства обслуживания трафика;

- магазины GDM, используемые в настоящее время, возможно подключить к новому оборудованию AXE10;

- магазины GDM и GEM выполнены в конструктиве BYB 501;

- технология Plug&Play обеспечивает простую установку оборудования;

- на платах установлены новые управляющие процессоры RPI (Regional processor Integrated);

- обеспечена полная совместимость с оборудованием BYB 501;

- существующие узлы AXE10 на базе оборудования BYB 501 могут быть расширены с использованием нового оборудования AXE 810.

Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ SS N 7 (CCITT SS.N7).

Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная станция. MSC аналогичен ISDN коммутационной станции и представляет собой интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) и сетью подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Кроме выполнения функций обычной ISDN коммутационной станции, на MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся "эстафетная передача", в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностях.

Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в пределах определенной географической зоны. MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной сети общего пользования (PSTN) MSC обеспечивает функции сигнализации по протоколу SS N 7, передачи вызова или другие виды интерфейсов в соответствии с требованиями конкретного проекта.

BSS - оборудование базовой станции, состоит из контроллера базовой станции (BSC) и приемо-передающих базовых станций (BTS). Контроллер базовой станции может управлять несколькими приемо-передающими блоками. BSS управляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулирует их очередность, обеспечивает режим работы с прыгающей частотой, модуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи для речи, данных и вызова, определяет очередность передачи сообщений персонального вызова.

В цифровых сотовых систем подвижной связи стандарта GSM рассматриваются интерфейсы трех видов: для соединения с внешними сетями; между различным оборудованием сетей GSM; между сетью GSM и внешним оборудованием.

Присоединение GSM сотовых операторов к телефонной сети общего пользования (ТФОП/PSTN). Соединение с телефонной сетью общего пользования осуществляется MSC по линии связи 2 Мбит/с в соответствии с системой сигнализации SSN7. Электрические характеристики 2 Мбит/с интерфейса соответствуют Рекомендациям МККТТ G.732.

Типовая схема присоединения GSM (MSC) сотового оператора к AXE-10 телефонной сети общего пользования (ТФОП) соответствует рисунку 2.1.

ЕТ155, SDH AXE/CME20 Ericsson терминал. В качестве оптимального решения для присоединения сети связи GSM оператора к сети электросвязи общего пользования компанией "РИМКО XXI" предлагается блок ЕТ 155 Ericsson, который соответствует рисунку 2.2.

ET155 Ericsson является 155 Мб/с STM-1 для 63 x 2 Мб/с потоков PDH (Плезиохронной цифровой иерархической системы) терминалом обмена SDH (Синхронной цифровой иерархической системы) поддерживающим стандарт ETSI (Системы ввода с разделением времени) и интегрированным в AXE/CME20. Блок ET155 является полностью интегрированной частью АХЕ/CME20, поэтому кроме физической интеграции в АХЕ/CME20, производится управление и техобслуживание также системой АХЕ/CME20. В результате этого, техническое обслуживание всей транспортной иерархии PDH и SDH, можно произвести из станции.

Рисунок 2.1 - Схема присоединения MSC (GSM-MSC) к ТФОП

Рисунок 2.2 - ET155, SDH AXE/CME20 терминал

Присоединение между различным оборудованием сетей GSM. Интерфейс между MSC и BSS (А-интерфейс) обеспечивает передачу сообщений для управления BSS, передачи вызова, управления передвижением. А-интерфейс объединяет каналы связи и линии сигнализации. Последние используют протокол SS N7 МККТТ.

В соответствии с рисунком 2.3, ET155 AXE/CME 20 может быть применен в архитектуре GSM сети:

- BTS (Base Transceiver System) - BSC (Base Station Controller);

- BSC - Mobile Services Switching Centre (MSC);

- MSC - TE (Transit Exchange);

- MSC - ISC (International Switching Centre);

- MSC - LE (Local Exchange).

Рисунок 2.3 - Применение ET155,SDH AXE/CME20 терминала в GSM сети

Преимущества Цифровой коммутационной системы AXE-10. Преимущества предложенного решения:

- сильно упрошенная архитектура GSM сети - телекоммуникационная система AXE/CME20 напрямую подсоединяется к SDH сети или к телекоммуникационной системе AXE ТФОП;

- значительное уменьшение аппаратных средств - 63 терминала, емкостью 2048 кбит/с, плюс магазины и шкафы заменяются на один блок ЕТ155;

- 126 (63 x 2) электрических кабелей емкостью 2048 кбит/с заменяются на два оптических, либо два электрических кабеля;

- большой цифровой кросс (DDF) заменяется на небольшой DDF, или на оптический кросс ODF для установления двух электрических, либо оптических связей;

- не требуются SDH мультиплексоры;

- ET155 связывает каналы для нагрузки между STM-1 155Мбит/с и Групповой Ступенью (ГИ) станции AXE/СME20;

- ET155 передает 63 сигнала 2048кбит/с преобразующихся в контейнерах SDH.

Основные характеристики:

- полная поддержка режима передачи данных: 14,4 кбит/с, HSCSD, GPRS;

- поддержка EDGE на 12 трансиверов во всех временных интервалах;

- поддержка всех речевых кодеков: HR, FR и EFR;

- расширенный радиус действия - 121 км;

- дуплексор и поддержка TMA для всех конфигураций;

- поддержка программно задаваемого увеличения мощности;

- четыре порта передачи, поддерживающие скорость до 8 Мбит/с.

Технические характеристики базовой станции RBS 2206 приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Технические характеристики станции RBS 2206

Сеть передачи данных Mini-Link Е. Применение Mini-Link Е в сети сотовой связи ТОО "GSM Казахстан". MINI-LINK E и E Micro обеспечивают микроволновую передачу точка-точка с пропускной способностью от 2 до 34+2 (17х2) Мбит/с в частотных диапазонах от 7 до 38 ГГц. Ниже дана краткая характеристика этих систем.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8