nokia nss

1Telefónica Venezuela

INTRODUCCIÓN A LA RED GSM.

Elaborado Por:Carlos A. Marquez.Especialista de Redes V.Gcia. Soporte Avanzado de Redes.

20/01/2008


Objetivo General:Presentar una introducción básica sobre algunos conceptos y equipos que conforman la red GSM, específicamente aquellos que pertenecen al sistema NSS (Network Switching Subsystem) de Nokia, hacer una descripción general de los elementos de red involucrados en el manejo de las llamadas de datos. Buscando así lograr ampliar los conocimientos sobre la tecnología GSM para todos los participantes convocados a este curso.

Objetivo Específico # 1:

Realizar una introducción sobre el sistema NSS y la arquitectura básica de la red. Objetivo Especifico # 2:

Evolución del MSC en el Subsistema de Conmutación de la Red (NSS). Objetivo Específico # 3:

Introducción a los elementos de Red para llamadas de datos en GSM. Objetivo Especifico ·4:

Identificar cada una de las interfaces disponibles en algunos elementos del sistema NSS. Objetivo Específico # 5:

Descripción general del funcionamiento y unidades de hardware que componen el MSS. Objetivo Específico # 6:

Descripción general del funcionamiento y unidades de hardware que componen el MGW.


Introducción a la Red GSM :

La Red GSM esta dividida en tres Subsistemas: Network Switching Subsystem (NSS), Base Station Subsystem (BSS) y Network Managment System (NMS) .Las principales tareas de estos tres Subsistemas son:

Objetivo especifico #1:

Base Station Subsystem (BSS): Conecta al usuario móvil con el Network Switching Subsystem (NSS) a través de una interfaz de radio. Este controla la interfaz radio celular y los enlaces de transmisión entre los elementos de el BSS.

Network Switching Subsystem (NSS): Es el responsable por el establecimiento de las conexiones entre los usuarios móviles de la red GSM y los usuarios de otras redes de telecomunicaciones. Este maneja el establecimiento, cobro o cargo, y los aspectos de seguridad de la llamada.

Network Managment System (NMS): Es usado para el manejo u operación de la red GSM, genera las alarmas y estadísticas asociadas con el desempeño de la misma. Permite a su vez controlar la red a través de comandos remotos que se envían hacía los diferentes elementos o dispositivos que la integran.


Introducción al NSS (Network Switching Subsystem ):

El Subsistema de Conmutación de la Red (NSS), es el encargado de controlar y gestionar el trafico de las llamadas entrantes y salientes de los usuarios GSM y los usuarios de otras redes de telefonía tanto fija como móvil; esto debido a que en su diseño se incluyen las funcionalidades de conmutación para la asignación de los canales o circuitos, así como también el manejo de bases de datos que almacenan información asociada al usuario y al enrutamiento de las llamadas.

Entre sus funciones están:

-. Control del establecimiento, mantenimiento y finalización de las llamadas.

-. Manejo de los datos y servicios del subscriptor.

-. Manejo de la Movilidad y seguridad del usuario.

-. Identificación del tipo de llamada y señalización.

-. Identificación del origen y destino de la llamada para seleccionar la ruta.

-. Recolección de datos estadísticos.

-. Tasación o cobro.


El Sistema NSS esta compuesto por los siguiente elementos:

Componentes del Subsistema NSS:

auC EIRMobile Switching

Centre

Visitor Location Request

Home Location request

Authentication Centre

Equipment Identity Register


MSC (Mobile Services Switching Centre):Es el responsable por el control de las llamadas en lared móvil. Adicionalmente, se encarga de enrutar el trafico de llamadas entrantes y salientes; y la asignación de canales en la interfaz A entre MSC y las BSC . Esta integrado con una VLR.

VLR (Visitor Location Register): Contiene la información de los usuarios que están bajo el área de cobertura del MSC. Esta información es necesaria para proveer los servicios suscritos, la misma es seleccionada del HLR. También maneja información del status del móvil (apagado, encendido),etc. Los registros que se crean en la VLR son siempre temporales, una vez que el usuario sale del área de cobertura del MSC el registro se borra automáticamente.

HLR (Home Location Register): El HLR es el equipo encargado de almacenar toda la data relacionada con la información de cada uno de los subscriptores que pertenecen a la Red. Esta información incluye el IMSI (International Mobil Suscriber Number), el número que le ha sido asignado, la clave de autenticación, perfil de servicios (sms, telbox, conferencia, llamada en espera, etc) y algunos datos temporales (ID del VLR actual, parámetros de autenticación y cifrado). El HLR esta equipado con 2 elementos adicionales:

- auC (Authenticationn Centre).

- EIR (Equipment Identity Register)




-. auC (Athentication Centre): El auC es una base de datos localizada en el HLR que almacena y genera información relacionada con la seguridad. Guarda una copia de la clave secreta cargada en cada tarjeta SIM del suscriptor. Adicionalmente, genera las claves Ki (claves secretas encriptadas) usadas para la autenticación y encriptación de la información permitiendo así validar si el servicio es solicitado por un abonado valido.


Que es el proceso de autenticación? Es el proceso que permite chequear la validez e integridad de la data del suscriptor, permitiendo así prevenir el uso de tarjetas SIM falsas. El proceso de autenticación verifica que la Ki del lado del suscriptor sea la misma a la asignada del lado de la red; se produce cada vez que el usuario origina o recibe una llamada, actualiza su posición (location update), realiza un acceso a alguno de los servicios suplementarios.

-. EIR (Equipment Identity Register): Es una base de datos que contienen la lista de todos los equipos móviles validos en la red, donde cada móvil se identifica por su IMEI (International Mobile Equipment identity), dicho IMEI se marca como invalido si el equipo móvil se reporta como extraviado, robado, etc. En esencia, verifica si el equipo móvil esta autorizado para acceder a la red. Se manejan tres listas:

-. Lista Blanca: Contiene los IMEI que pueden acceder a la Red.

-. Lista Gris: Contiene IMEI marcados y no homologados. Son monitoreados por la red, pudiéndose localizar su ubicación y el SIM que esta siendo usado.

-. Lista Negra: Contiene IMEI bloqueados. Formado entre otros por IMEI robados a los cuales se les niega el acceso a la red.

Lista Blanca

Lista Gris

Lista Negra


Que es el IMEI? Es un código pre-grabado en los teléfonos móviles GSM. Este código es único e identifica al aparato a nivel mundial, es transmitido por el teléfono a la red al conectarse a ésta. De esta forma la operadora no solo puede saber quien y desde donde se hace la llamada (SIM), sino también desde que equipo telefónico se hizo.

Estructura del IMEI:El IMEI esta formado por 15 dígitos los cuales se agrupan o subdividen para formar cuatro campos llamados:.- TAC (Type Approval Code): en donde los 2 primeros dígitos indican el país. .- FAC (Final Assembly Code): Indica el fabricante del equipo. .- SNR (Serial Number): Es el número de serie del teléfono. .- Spare BIT: Es el dígito verificador, usado para verificar que el IMEI es correcto.

* El IMEI habitualmente esta impreso en la parte posterior del equipo, bajo la batería. Se puede obtener a través de la pantalla, marcando el codigo “*#06#”

XXXXXX YY ZZZZZZ W


Estructura Básica General del Sistema GSM:Tomando en cuenta los componentes del Subsistema NSS de la Red GSM discutidos hasta ahora, tenemos que la estructura básica de la Red sería como se muestra en la siguiente figura:


Objetivo especifico #2:Evolución del MSC en el Subsistema de Conmutación de la Red (NSS):A partir del Release M12 se introducen cambios en la funcionalidad del MSC, la misma es dividida en 2 entidades físicas: El MSC Server (MSS) y el Media Gateway (MGW). Cada uno de ellos cumpliendo funciones bien especificas dentro de la red, el primero de ellos maneja todo lo relacionado al control de las llamadas y la señalización (control plane) mientras el segundo se encarga del manejo de la conmutación de la llamadas y el transporte del trafico (user plane).


EL MSS (MSC Server) desempeña básicamente las mismas funciones que el MSC, entre estas se encuentran:

- Identifica el subscriptor

Control de Llamadas Establecimiento y finalización de las llamadas.

Manejo del plan de marcación.

Cobro o Tasación Colecta información de las llamadas para el cobro.

(Esto es: número de A y B, tipo de llamada.)

Manejo de la Movilidad Handover.

Manejo de la Señalización.

Control Sobre el Media Gateway.

Funciones del MSS (MSC Server):


Funciones del Media Gateway (MGW):EL Media Gateway (MGW) desempeña las siguientes funciones:

Codificación de la voz (Speech transcoding).

Conmutación de los circuitos.

Manejo de las interfaces que hacen el transporte del trafico voz (TDM, ATM e IP).

Manejo de las interfaces que hacen el transporte del trafico de datos (GPRS, WCDMA)

Generación de Tonos (Tonos DTMF, Test de continuidad).

Manejo de anuncios.

Cancelación de ECO.

Gateway de señalización.

Controlar el Media Gateway.


MSS

ISDN / PSTN

BACKBONE

TCBSC

NSS

HLR

BTS

Control Plane

User Plane

BSS

MSS

MGW

MGW

Control Plane = Se refiere a todas las funciones para el Control de la llamada y el manejo de la Señalización.User Plane = Se refiere a todas las funciones para el manejo del trafico (conmutación y transporte del trafico).

Estructura Básica de una red GSM con MSC Server (MSS):

BTS: Base Transceiver Station MGW: Media GatewayBSC: Base Station Controller HLR: Home Location Request.TC: Transcoder PSTN: Public Switched Telephone Network.MSS: Mobile Switching Subsystem Server ISDN: Integrated Services Digital Network


Objetivo especifico #3:Introducción a los elementos de Red para llamadas de datos en GSM:Inicialmente GSM fue un sistema diseñado para llamadas de voz (conmutación de circuitos). Posteriormente se incorporaron algunos servicios de datos (conmutación de paquetes) que permitían el envío y recepción de mensajes de texto y conexiones de datos móviles a velocidades muy bajas (9,6 Kbps); con estas velocidades y el poco desarrollo de internet para la época (1995), no cobraba mucha fuerza la necesidad de un acceso masivo que al mismo tiempo permitiera movilidad.

Con el creciente desarrollo de internet, se crea la necesidad de realizar cambios en la red GSM para lograr mejoras en las velocidades de conexiones móviles que permitieran una apreciación aceptable del servicio por parte del usuario, hasta alcanzar en la actualidad conexiones de datos móviles que compiten con los servicios de banda ancha que se ofrecen a través de las redes fijas. De lo anteriormente expuesto tenemos entonces la siguiente figura que muestra la evolución progresiva en GSM para los servicios de datos:

384 Kbps – 2000 Kbps (2Mbps)

57.6 Kbps 144 Kbps 384 Kbps

2G Generation 2.5G Generation 3G Generation

HSCSD (High Speed Circuit switched Data)

GPRS (General Packet Radio Service)

EDGE (Enhanced Data Rates Over GSM Evolution)

UMTS (Universal Mobile Telephone System)


GPRS (General Packet Radio Service):

Es considerada la generación 2.5, en la segunda generación (2G) de redes para transmisión de datos en GSM, esta nueva tecnología permite velocidades de transmisión de datos de hasta 171,2 Kbps. GPRS utiliza la misma interfaz de radio que GSM, reutilizando las BTS y BSC tradicionales, con las siguientes modificaciones:

Las BTS requieren nuevo software especifico para separar las comunicaciones de voz (hacia la red GSM) y de datos (hacia la red GPRS).

Las BSC deben estar equipadas con el hardware y software propio para GPRS, por lo que es necesario instalar una nueva unidad de hardware denominada PCU (Packet Control Unit).

- SGSN (Serving GPRS Support Node)

- GGSN (Gateway GPRS Support Node)

- PCU (Packet Control Unit)

SGSN (Serving GPRS Support Node) : Permite la transferencia de paquetes desde y hacia los móviles que están bajo su área de cobertura, al mismo tiempo hace el enrutamiento de estos paquetes hacia el GGSN el cual los convierte para la transmisión sobre la red deseada, pudiendo ser Internet, X.25 o una red privada. Los paquetes desde Internet hacia el móvil primero se reciben en el GGSN y se reenvían hacia el SGSN, para luego ser transmitidos al móvil.

Funciones:

-. Protocolo de conversión entre el backbone IP y los protocolos usados en el sistema BSS y el terminal móvil.

-. Manejo de la autenticación y movilidad del terminal del usuario.

Adicionalmente la arquitectura de la red GSM debe experimentar algunos cambios que permitirán el manejo de los paquetes de datos. Estos cambios consisten en agregar los siguientes nuevos elementos de red:


GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Su función principal es actuar como una interfaz entre la red GPRS y las redes externas. El protocolo GSP se utiliza entre el SGSN y el GGSN para el intercambio de la información.

Funciones:

-. Traducir los paquetes que recibe del SGSN al formato de la red externa (X.25, IP).

-. Traducir la dirección IP entrante, en la dirección del móvil destino.

-. Manejo de la autenticación.

-. Recolección de la data para el cobro o tasación de los servicios de datos.

-. Maneja direccionamiento IP dinámico o estático para el móvil. Puede apoyarse con un servidor DHCP o Radius.

-. Se involucra en el establecimiento de túneles contra el SGSN, contra otras redes externas y contra VPN´s.

Algunos de los servicios permitidos a través de GPRS:

-. Acceso a redes de datos publicas y privadas.

-. Navegación en Internet.

-. Descarga de correo electrónico.

-. Ejecución de FTP (File Transfer Protocol).

-. Aplicaciones WAP (Wireless Application Protocol)

-. Paging (aviso), para que el móvil pase del estado de reposo a activo y pueda así intercambiar datos.-. Recolección de la data para el cobro o tasación de los servicios de datos-. Recolección de data para el manejo de estadísticas.-. Maneja la interfaces de señalización entre el (MSC/MSS)/VLR y el HLR.

El SGSN esta conectado al BSC (Base Station Controller) a través de la interfaz Gb.


Estructura básica de la Red GSM con servicio de GPRS :

A

PCU

PCU (Packet Control Unit):Unidad sumada a la BSC, la misma permite hacer la distinción entre los paquetes de voz y de datos para dar así paso de los mismos hacia la red GPRS (llamadas de datos) o la red GSM (llamadas de voz).

RED GPRS

RED GSM


PCU (Packet Control Unit).

La mayoría de los fabricantes colocan la PCU en la BSC, sin embargo el estándar permite que la misma pueda ser colocada en cualquiera de las siguientes 3 posiciones:

BSCPCU SGSN

A bis

Gb

SGSN

SGSN

BSC

BSC

PCU

PCU

Gb

BTSBSC site GSN site


Voz y datos en GSM - GPRS


EDGE (Enhanced Data Rate Over GSM Evolution):

Es la evolución de GPRS.

Permite mayores velocidades teóricamente hasta 384 Kbps.

Se utiliza la infraestructura del núcleo de GPRS (SGSN y GGSN).

Funcionamiento igual de PCU (Packet Control Unit)

Solo se requieren cambio en la interfaz de radio, es decir, entre el terminal del usuario y la BTS.

Los cambios en la interfaz se radio de logran instalando unidades transmisión para EDGE (TRU EDGE).

Se deben instalar paquetes de software para EDGE del lado de BTS y la BSC.


Objetivo especifico #4:Interfaces en el Sistema de Conmutación de la Red (NSS):

La arquitectura general de la red GSM esta compuesta por los siguientes Subsistema: BSS , NSS y NMS. Entre cada par de elementos de la arquitectura existe una interfaz independiente la cual permite la comunicación entre ellos, cada interfaz requiere de su propio conjunto de protocolos para lograr dicha comunicación. Para simplificar la descripción e información correspondiente a las diferentes interfaces, las mismas serán agrupadas de acuerdo a la parte de la Red a la cual le prestan el servicio, de esta forma tendríamos:

Interfaces para la Red de Acceso (BSS)

Interfaces para la Red Core (NSS)


Nombre Interfaz

Situada entreTrafico Usuario

Protocolo Interfaz Fisica

Abis BSC - BTS SI LADP E1/T1

AterBSC - TCSM SI LADP E1/T1

BSC - MGW SI SS7 (BSSAP) STM1(VC11, VC12)/E1

A MSS - BSC SI SS7 (BSSAP)STM1(VC11, VC12), E1/T1

Gb BSC - SGSN SI BSSGP STM1, E1/T1

Iu-CS MGW - RNC SI RANAP STM1, E1/T1

Interfaces para la Red de Acceso (Red Radio Celular)

Interfaces para la Red Core.Nombre Interfaz

Situada entreTrafico Usuario

Protocolo Interfaz Fisica

Mc MSS - MGW NO H.248 (Megaco) LAN

Nb MGW - MGW SIRTP, RTCP/UDP, AAL2

LAN, STM1, E1/T1

PSTN MGW - PSTN SI SS7(ISUP/TUP),R2E1/T1


BTS

Interfaces de la Red GSM.

MGW

MGWRNC

IP / ATM / TDM

BACKBONEIu-CS

Ater

AMc Mc

Nb Nb PSTNWCDM

A

ISDN / PSTN

MSS MSSTC

BSC

HLR

AAte

r

AbisGS

M

BTS

SGSN

GGSN

Gb

Internet


LAPD (Link Access Protocol D Channel): Es el protocolo usado para la comunicación entre la BTS y la BSC.

BSSAP (Base Station Subsystem Application Part): Es el responsable de la transferencia de mensajes entre el MSC/MSS y la BSC, y entre el MSC/MSS y el móvil. El BSSAP puede ser divido en partes:

-. DTAP (Direct Transfer Application Part): Maneja la transferencia de mensajes entre el MSC y el móvil, tales como: establecimiento de la llamada, alerta y mensajes actualización de la ubicación. Estos mensajes son transparentes para la BSC.

-. BSSMAP (Base station Subsystem Application Part): Maneja la señalización entre el MSC/MSS y el BSS, adicionalmente desempeña otros procedimientos tales como: control de handover y paging.

BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Protocol): Es el responsable del enrutamiento y la información de la calidad de servicio de la red.

RANAP (Radio Access Network Application Part): Es el responsable de manejar la señalización entre la red de acceso (3G RAN) y el MSS. Esta señalización pasa primero por el MGW el cual actúa como un gateway de señalización y la envía al MSS usando para ello el protocolo SIGTRAN.

SIGTRAN (Signalling Transport): Permite transportar trafico de señalización SS7 sobre IP.

Protocolos de comunicación.

Red de Acceso:


H.248 Megaco: Es el protocolo de comunicación usado entre el MSS y el MGW. Permite que el MSS pueda controlar el manejo de recursos que se encuentran en el MGW para el tratamiento de las llamadas, estos es: asignación de circuitos, ejecución de algún tono o anuncio, etc.

AAL2 (ATM Adaptation Layer 2): Es el protocolo de comunicación usado entre el MGW y el RNC. Permite transportar voz y data comprimida.

ISUP (ISDN User Part): Dentro de la red GSM es usado para el manejo de los circuitos conmutados, permitiendo la gestión de las llamadas de voz y datos sobre la red PSTN. El servicio básico que proporciona ISUP es el establecimiento y la libración de las llamadas, algunos otros servicios que proporciona son: identificación de llamadas, llamada en espera, redireccionamiento de llamadas, conferencia de llamadas, entre otros.

Red CORE:


Mobile Switch Centre Server ( MSS):El MSC Server (MSS) es un Switch digital diseñado para el manejo y control de trafico de llamadas en redes de telefonía celular GSM. Este producto es incorporado dentro de las soluciones ofrecidas por el proveedor Nokia a partir del release M12; con la incorporación del mismo la funcionalidad del MSC es dividida en 2 entidades lógicas: El MSC Server (MSS) y el Media Gateway (MGW). Cada uno de ellos cumpliendo funciones bien especificas dentro de la red; el primero tiene como función principal el manejo de la movilidad y control de las llamadas (handoff, establecimiento de llamadas, plan de marcación, tasación, , etc). El segundo, es donde se llevan a cabo las funciones de conmutación de circuitos, éste a su vez posee las interfaces que van hacia el backbone ATM, PSTN e ISDN.



Hardware MSS.

El hardware del MSC Server (MSS) esta basado en las series-i de los productos Nokia para soluciones de Core Network, los elementos de hardware que integran el MSS están compuestos de unidades plug-in y cartuchos (cartridges), estos a su vez son albergados en gabinetes metálicos para brindarles protección, estabilidad y durabilidad.

Existen diferentes 3 tipos de Gabinetes en el MSS, estos son:

IPCF.

IPCG.

IPCH.

La solución básica del MSS esta compuesta por los gabinetes IPCF y IPCG0, el uso de los gabinetes IPCG1, IPCG2 y IPCH es opcional. En su configuración máxima el MSS contiene esto 5 gabinetes.


Tipos de Gabinetes


Localización del Hardware por Gabinete


Distribución de unidades funcionales y cartuchos para el gabinete IPCF


Distribución de Cabling para el gabinete IPCF


Distribución de unidades funcionales y cartuchos para los gabinetes IPCG


Diagrama de bloque de la unidades funcionales que integran el MSS:En el MSC Server el GSW (Group Switch) es opcional, de ser requerido puede incorporarse un pequeño GSW, el mismo puede ser utilizado por ejemplo para interconectar una PABX (Private Automatic Branch Exchange). El diagrama de bloque que incluye todos los elementos de red que conforman el MSS se muestra a continuación:

Billing LAN


Unidad Central de Procesamiento: Central Memory Marker (CMM): Es usada como una unidad central de almacenamiento de la data y como

punto de distribución de archivos, contiene toda la información de configuración, control de tasación, enrutamiento. Sobre las bases de esta información las otras unidades pueden tomar decisiones para el establecimiento de una llamada..

Unidades para la generación, control y almacenamiento de data: Charging Unit (CHU): Colecta y almacena toda la información necesaria para la tasación o cobro. Statistical Unit (STU): Colecta data de las métricas y performance desde la Red. La STU también contiene un

unidad LAN Switch, la cual colecta y conmuta data de señalización de control SIGTRAN entre las CCSUs y la red IP.

Vistor Location Register Unit (VLRU): Almacena la información de cada subscriptor que esta siendo servido por el MSS.

Unidades de sincronismo: Clock System (CLS): Genera las señales de reloj necesarias para las funciones de sincronismo del MSS. Estas

señales son transmitidas hacia las CLBU que se encuentran en los otros gabinetes.

Unidad de control para actividades de Operación y Mantenimiento: Operationat and Maintenance Unit (OMU): Es la interfaz entre el usuario y el sistema, permite el manejo de

las sesiones MML utilizadas por los técnicos o especialistas para la ejecución de comandos. Adicionalmente, recibe información de los eventos de falla o alarmas y puede automáticamente activar el procedimiento apropiado para diagnosticar y recuperar una determinada unidad.

Unidades Funcionales usadas en el MSS:

Las siguientes unidades funcionales conforman la estructura de hardware para el MSS. Las misma serán agrupadas de acuerdo a la funcionalidad que desempeñan dentro del Switch:


Unidades de Señalización:

Base Station Signalling Unit (BSU): Maneja la señalización CCS7 entre el MSCi y la BSCs. También controla los PCMs equipados hacia el sistema Bases Station System (BSS).

Signalling Unit (SIGU): Maneja las funciones de señalización de señalización SS7 basada en IP (SIGTRAN).

Basic Data Communications Unit (BDCU): Contiene los links de comunicación para la red de operación y mantenimiento, para el Short Message Centre y para el Billing Centre.

Common Channel Signalling Unit (CCSU): Maneja las funciones de señalización CCS7 para las líneas o circuitos de los PCM externos que van hacia PSTN, así como también para los otros elementos de red dentro del sistema NSS.

Primary Rate Access Unit (PAU): Maneja los protocolos de señalización para PBX. Dos protocolos están disponibles: ISDN primary rate access 30B+D y DPNSS 1. Es instalada en la central solo cuando se requiere señalización entre el MSCi y una Private Branch Exchange (PBX).

Unidades para el control de Red Radio Celular (Red de Acceso):

Cellular Management Unit (CMU): Controla la Red Radio Celular y la unidad CDSU*.

*Compact Data Service Unit (CDSU): Ofrece servicio de datos del estándar GSM, los cuales incluye conexiones digitales basadas en modems hacia la PSTN y conexiones digitales hacia ISDN.


Unidades para el manejo de los medios de Transmisión:

Exchange Terminal (ET): Permiten la conexión de los PCMs externos.

Echo Cancelling and Terminal (ECET): Cumple la misma función que las ET pero adicional a esto permite la eliminación del eco en las llamadas.

Unidades de interconexión o comunicación:

Message Bus (MB): Permite la conexión física entre las unidades computacionales, las cuales están localizadas todas en la primera fila del gabinete. El MB es controlado por las Message Bus Interface plug-in units (MBIF-A o MBIF-B) que se encuentran localizados en cada unidad computacional.

Unidades para el manejo de Power:

Power Distribution Fuse Unit (PDFU) y (PDFU-A): Distribuyen -48V / -60V que reciben desde los rectificadores y bancos de baterías hacia los cartuchos (cartridges) a través de los cables para la distribución.


Media Gateway ( MGW):

El Multi Media Gateway (MGW) ha sido diseñado usando una arquitectura modular distribuida, permitiéndole así soportar una variedad de configuraciones.



Multi Media Gateway para MSS:

MSS desempeña las funciones de señalización (Control Plane):

- Señalización para el control de la llamada.

- Señalización para el manejo de la movilidad.

Dentro del escenario de Redes Conmutadas Independiente del Portador, el MGW es parte de esta solución y es controlado por uno ó más MSS de acuerdo al estándar 3GPP Reléase 4. La idea básica de este concepto de Red, es dividir las funciones de señalización y las funciones de trafico, en elementos de Red separados. De manera más especifica esto es:

MGW desempeña las funciones para el manejo del trafico (User Plane):

- Speech Transcoding.

- Manejo de Media Resources (Inserción de tonos y anuncios, señales DTMF, eco cancelación).

- Transportar trafico de los usuarios sobre medios de transporte IP, ATM o TDM.

- Actúa como gateway de señalización, enrutando trafico de señalización entre el MSS y el RAN (Radio Access Network), la red PSTN, otras redes móviles. En esta función el MGW no interviene en el manejo de los protocolos de señalización de la capa más alta.


Arquitectura y Hardware MGW.

El Multi Media Gateway de Nokia esta construido sobre la plataforma IP2800, todas las unidades internas de conmutación (switching) y multiplexación (multiplexing) están basada en la tecnología ATM. El hardware del Media Gateway (MGW) consiste de uno o más gabinetes , los cuales a su vez están dividos en subracks y dentro de estos las unidades funcionales. De acuerdo a su funcionalidad las mismas podrían ser agrupadas en las siguientes categorías:

1.- Unidades de Conmutación (Switching) y Multiplexación (Multiplexing). SFU, MXU, A2SU

2.- Unidades Computacionales (Computing Units). VANU, CM, CACU, SPMU, ISU, OMU, WDU, NEMU, FDU

3.- Unidades de Interface de RED (Network Interface Unit) ESA 24, IPFE/GE/GO, NIS1, IWS1, NIP1, NIWU

4.- Unidades de procesamiento de señal (Signal processing Unit). TCU

5.- Unidades para manejo de Hardware (Hardware Managment Units) TBU, EHU


Diagrama de bloque de las unidades funcionales que integran el MGW:


1.- Unidades de conmutación y multiplexación: La conmutación y multiplexación en el MGW esta basada en tecnología ATM, las unidades que permiten esta funcionalidad dentro de la plataforma son:

Switching Fabric Unit (SFU):Es la responsable por la conmutación de la celdas ATM las cuales contienen los diferentes tipos de información, tales como: Mensajes de señalización, circuitos y paquetes relacionados con el trafico; así como también toda la comunicación interna del MGW. La SFU ofrece 16 puertos de conmutación, cada uno con una velocidad de transmisión de datos de 622 Mbit/s. La velocidad de conmutación de la SFU es de 10 Gbit/s.


Multiplexer Units (MUXs): Esta unidad combina el trafico que viene de las demás unidades que conforman el MGW y lo enruta hacia la SFU y viceversa. Cada unidad MUX esta conectada con ambas SFU para mayor disponibilidad.

Hacia la SFU

Desde la SFU

A2SU Switch Units: Ejecuta la multiplexación y conmutación de paquetes para la capa AAL2 del protocolo ATM.


2.- Unidades computacionales: dentro de esta categoría se encuentran las siguientes unidades:

Control and Administrative Computer Unit (CACU): Centraliza parte de la funcionalidad de la plataforma para la conmutación ATM; controla la SFU permitiendo el establecimiento de las conexiones internas así como también de las conexiones externas que van a la SFU, también controla las unidades MUX y A2SU. Plug-in Unit: CCP10 / CCPC2-A Redundancia: 2N Ubicación: Subracks 1 y 2 Gabinete CAMA

Central Memory (CM):Es usada como una unidad central de almacenamiento de data. También maneja parte de las funciones asociadas a señalización CCS. Ejemplo: Análisis de dígitos. Plug-in Unit: CCP10 / CCPC2-A Redundancia: 2N Ubicación: Subracks 1 y 2 Gabinete CAMA Interface Signalling Unit (ISU): Esta unidad desempeña las tareas asociadas a la señalización del MGW; incluyendo la señalización BSSAP´ sobre la interfaz A` (aplicación del MGW para MSS), señalización RANAP sobre la interfaz Iu (aplicación del MGW para MSC) ; y manejo de los protocolos de más bajo nivel, en el caso de SS7 los protocolos MTP y SCCP y en el caso de SIGTRAN los protocolos SCTP y M3UA. Plug-in Unit: CCP10 / CCPC2-A (MGW para MSC) Redundancia: 2N Ubicación: Subracks 1 y 2 Gabinete CAMA


Network Element Management Unit (NEMU): Esta unidad tiene como función el manejo de diferentes servicios, tales como: Interfaz MMI para la ejecución de comandos MML, transferencia de alarmas desde sus elementos de red hacia NMS (Network Management System), manejo de la data asociada con el performance de la plataforma. Viene equipada con una unidad WDU (Hard Disk Drive Unit) que sirve como unidad redundante de almacenamiento para las metricas y estadistica que maneja la NEMU. Plug-in Unit: MCPC2-A / MCPC2 Redundancia: None

Operation and Maintenance Unit (OMU): Maneja las funciones básicas de mantenimiento, tales como: configuración de hardware, supervisón de hardware, recuperación automática de hardware ante eventos de fallas. Plug-in Unit: CCP10 / CCPC2-A Redundancia: 2N

Signalling Processing Management Unit (SPMU): Es la responsable de la asignación de los recursos DSP (Digital Signal Processibg) en la TCU, así como también de otras tareas de control sobre esta unidad. Plug-in Unit: CCP10 / CCPC2-A Redundancia: 2N Ubicación: Subracks 1 y 2 Gabinete CAMA

Voice Announcement Unit (VANU): Controla la funcionalidad de anuncios en el MGW, permitiendo el almacenamiento de los mismos, los anuncios son construidos a partir de las muestras de audio almacenadas. Plug-in Unit: CCP10 Redundancia: SN+


3.- Unidades para la Interfaz de elementos de red: Estas unidades sirven como interfaz para las troncales que van al MGW, cumplen al mismo tiempo funciones asociadas a la capa física y ATM. Dentro de este grupo de unidades tenemos:

ESA 24: Es un switch ethernet que proporciona interfaces físicas entre la NEMU y otras unidades del MGW o el sistema de supervisión NetAct. También proporciona conexiones para la interfaz de control H.248 y la interfaz SIGTRAN entre la ISU y el MSS. Plug-in Unit:ESA24

IPFGE/GO: Proporciona interfaces ethernet hacia la interfaz Nb, o para conectar la interfaz Mb que va del MGW al GGSN. Plug-in Unit: IPFGE Redundancia: None ó 2N NIS1: Esta unidad proporciona 4 interfaces SDH STM-1 con una velocidad de transmisión de datos de 155 Mbit/s. Esta unidad es usada para la conexión de la interfaz Iu-CS o el backbone ATM (Interfaz Nb). Plug-in Unit: NIS1/ NIS1P Redundancia: None ó 2N

NIP1: Esta unidad posee interfaces PDH E1/T1/J1.Permite la conexión de la interfaz Iu-CS. Plug-in Unit: NI16P1-A Redundancia: None


NIWU: Esta unidad posee interfaces TDM E1/T1/J1. Las mismas llevan trafico a la interfaz A, esto es entre el MGW y el MSS, la interfaz Ater, el backbone TDM. Plug-in Unit: IW16P1 Redundancia: None

IPNIU: Proporcionan las interfaces Fast Ethernet (100 Mbps), Optical Gigabit Ethernet. Al mismo tiempo ejecuta las funcionalidades para la capa física e IP. IWS1E/T: Proporciona interfaces STM1/VC-12 (63 PCM) y OC-3/VC-11 (84 PCM). Esta unidad es usada para la conexión hacia la PSTN, la Interfaz A o el backbone TDM. Plug-in Unit: IW1S1 Redundancia: None


4.- Unidades de procesamiento de señal:

Transcoder Unit (TCU): Esta unidad proporciona un pool de recursos para el procesamiento de señales digitales. Entre las tareas que esta unidad ejecuta sobre el trafico están:

-. Transcodificación entre el formato de voz usado en la red de acceso y el formato de voz PCM (Pulse Code Modulation) usado en el Core de la red y la PSTN. -. Inserción de tonos, anuncios y señales DTMF. -. Chequeo de continuidad y manejo de la cancelación de eco.

Plug-in Unit: CDSP-C 5.- Unidades para el manejo de hardware: Timing and Hardware Management Unit (TBU): Maneja la funciones necesarias para la sincronización y señales de reloj (timing). Plug-in Unit: TSS3, TBUF Redundancia: 2N Ubicación: En cada subrack slotp 19.

External Hardware Alarm Unit (EHU): Permite la posibilidad de manejar alarmas externas de otros dispositivos de la red. Esta función la ejecuta a través de la OM. Plug-in Unit: EHAT Redundancia: None Ubicación: Subracks 1 Gabinete CAMA


Interfaces de Red del MGW el MGW:


Vista General del Gabinete del MGW:


ESTRUCTURA RED GSM PARA FINALES 2.007

MSSCOL01

IPBB

Conexión MegacoConexión PSTN o BSS SigtranConexión al BBIP

MGWCOL01

COL01

CCS5

MGWPOZ01

MGWPLC01

MGWVAL01

MGWSNC01

MGWMBO01

MGWBTO01

MSSVAL01

COL04

COL03

COL02

CCS6

CCS1

PLC02

PLC1

POZ02

PLC1

POZ01

VAL2

VAL3

VAL1

VAL01

VAL02

SNC01

SNC2

SNC1

BTO01

BTO2

MBO2

MBO3

MBO1

MBO02

MBO01

HLRCOL01 HLRVAL01

MSSMBO01

HLRPLC01 HLRMBO01

BACKUP

MSSCAN01

MGWCAN01

CAN01

CAN02

MGWVAL02

VAL04

VAL03

MGWMBO02

MBO02

MBO01MSSBTO01

MSSPLC01

PLC01

NEW BSC

OLD BSC

CDMA

nokia nss

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