Обзор системы GSM dnl2601

Обзор системы GSM

6.1Bearer Services

ВGSM существует возможность передачи данных с коммутацией каналов с различными скоростями и по различным протоколам (V.35, V.35bis, V.90 и т.д.).

При передаче данных из сети GSM в сеть PSTN производится обязательное преобразование данных из цифрового вида в вид модулированного сигнала в спектре 0,3 – 3,4 кГц (спектр голосового канала).

При передаче данных в сеть ISDN преобразование информации не производится, может быть произведена лишь дополнительная проверка информации (в случае передачи Non transparent).

Вслучае передачи данных из сети GSM (в режиме с коммутацией каналов) в сеть с коммутацией пакетов (например, Х.25) обязательно нужно использовать устройства «сборки/разборки пакетов» - PAD (Packet AssemblerDisassembler).

6.2Teleservices

ВGSM существует большое количество различных телесервисов, например:

•Голосовая связь (Speech), обыкновенная телефония.

•Экстренный вызов (Emergency Call). В сети GSM существует возможность произвести вызов службы спасения, даже если телефон заблокирован. Стандартом ETSI описан номер 112, который можно набрать на любом телефонном аппарате GSM 900/1800 даже без SIM-карты.

•Факсимильная связь 3 группы (Facsimile group 3). В GSM

существует возможность передавать факсы в соответствии со стандартом ITU. Факс группы 3 подразумевает передачу сообщения в виде аналогового сигнала. Для организации такой передачи в MSC устанавливается конвертер сигналов (DTI).

•Переключение голос/факс (Alternative Speech/Fax). Кроме чистой передачи факсов, существует также возможность переключаться во время установленного соединения между передачей голоса и факсов. Эта возможность является обособленной услугой GSM, т.к. кодирование речи производится по другому алгоритму в отличие от кодирования факсимильных сообщений.

93

Глава 6 –Услуги в сети GSM

•Dual Tone Multi Frequency (DTMF). Это возможность передавать адресную информацию (цифры номера) в виде многочастотных посылок. Данная услуга используется для удаленного управления автоответчиком, донабора внутреннего номера и т.д.

•Short Message Service (SMS). Эта услуга позволяет абоненту передавать/принимать текстовые сообщения длиной не более 160 символов. Даже если аппарат выключен или абонент находится вне зоны действия сети, сообщение будет доставлено, когда он снова войдет в сеть.

6.3Дополнительные услуги GSM.

6.3.1Переадресация вызова (Call Forwarding).

Услуга Переадресации, позволяет перенаправить вызов по желанию пользователя. В GSM существует возможность активировать/деактивировать данную услугу для конкретного телесервиса (голосовых соединений, факсов и т.д., кроме SMS). Ниже приведены различные виды переадресаций:

•Безусловная переадресация (Call Forwarding Unconditional) –

это переадресация всех вызовов, вне зависимости от состояния

MS.

•Переадресация «по недоступности» (Call Forwarding Not Reachable) – это переадресация вызовов, в случае если абонент находится вне зоны действия сети. Эта услуга одинаково работает, в случае если MS в состоянии Detached и в случае если она не отвечает на пейджинг.

•Переадресация по занятости абонента (Call Forwarding on Busy) – это переадресация всех вызовов в случае, когда MS находится в состоянии Busy. Данная услуга работает только в случае, если не активирована услуга Call Waiting (постановка вызова на ожидание).

•Переадресация по не ответу (Call Forwarding on No Reply) – это переадресация в случае, когда абонент не отвечает на вызов в течение какого-либо времени. Для активации услуги необходимо указать время, сколько будет звенеть телефон перед тем, как сработает переадресация.

6.3.2Запрет связи (Call Barring).

Запреты связи делятся на те, которые активируются только оператором (Operator Determined Barring) и те, которые активируются пользователем (Subscriber Determined Barring). Ниже приведены примеры услуг запрета связи, активируемых абонентом:

94

Обзор системы GSM

•Запрет исходящих соединений (Outgoing Call Barring) – это услуга, позволяющая ограничить исходящую связь абоненту в соответствии с заданными критериями:

o Запрет всех исходящих соединений (Barring of All

Outgoing Calls - BAOC).

o Запрет всех исходящих международных соединений

(Barring of all Outgoing International Calls - BOIC).

oЗапрет всех исходящих соединений кроме тех, которые направлены в страну «домашней» сети (Barring of all Outgoing International calls EXcept those directed to the Home PLMN country - BOIEXH).

•Запрет входящих соединений (Incoming Calls Barring) – это услуга, позволяющая ограничить входящую связь абоненту в соответствии с заданными условиями:

oЗапрет всех входящих соединений (Barring of All Incoming Calls - BAIC).

oЗапрет всех входящих соединений при международном роуминге (Barring of all Incoming Calls when Roaming Outside home PLMN - BICRO).

6.3.3Call Waiting (CW).

Это услуга, позволяющая абоненту во время разговора получить оповещение об ожидающем втором вызове. Также, при активной услуге «определитель номер», MS через сигнальный канал получит цифры номера вызывающего абонента.

6.3.4 Удержание вызова (Call Hold).

Это услуга, позволяющая при установленном соединении, принять второй вызов или произвести второе исходящее соединение. При этом первое соединение будет находиться «на удержании», т.е. MSC переключит разговор на второго.

6.3.5 Конференц-связь (Multiparty call - MPTY).

Это услуга, позволяющая после постановки на удержание, осуществить разговор одновременно с несколькими (двумя абонентами). Данная услуга организуется проключением на MSC, при этом на радиоинтерфейсе для MS занимается один таймслот.

95

Глава 6 –Услуги в сети GSM

6.3.6Услуги определения номера.

•Определение номера вызывающего абонента (Calling Line Identification Presentation - CLIP) – это услуга, которая позволяет отображать на дисплее мобильного телефона номер (MSISDN) вызывающего абонента.

•Запрет определения номера (Calling Line Identification Restriction - CLIR) – это услуга, которая позволяет запретить определение номера вызывающего абонента.

Услуги работают следующим образом:

Пусть абонент A подключил услугу CLIP, а абонент B – CLIR. Если абонент B звонит абоненту A, на дисплее мобильного телефона абонента A будет отображено сообщение «Private Number» (или любое другое сообщение

оневозможности показать номер вызывающего абонента).

•Определение номера подключенной линии (COnnected Line identification Presentation – COLP) - это услуга позволяет отобразить на дисплее вызывающей мобильной станции номер абонента, ответившего на вызов. Например, абонент A звонит абоненту B, у которого установлена переадресация всех вызовов на номер абонента C, после того как абонент C ответит на вызов, на дисплее абонента A отобразится номер абонента C.

•Запрет определения подключенной линии (COnnected Line identification Restriction - COLR) – это услуга, аналогичная CLIR,

но относится к подключенной линии.

6.3.7 Закрытая группа пользователей (Closed User Group - CUG)

Это услуга, позволяющая объединить абонентов в группы и каждому назначить возможности связи (исходящей/входящей, внутри группы и с внешними пользователями).

96

Обзор системы GSM

6.4 Интеллектуальные услуги.

Интеллектуальные сети сначала появились на базе стационарной сети связи, а потом были применены и в мобильных.

Услуги, которые предлагает интеллектуальная сеть, называются интеллектуальными. Эти услуги позволяют оператору предложить пользователям больший спектр услуг и получить упрощенная реализация существующих.

Ниже приведены примеры интеллектуальных услуг:

•Pre-paid SIM. Это услуга позволяет вносить средства на счет абонента заранее и расходовать их по мере надобности. При этом тарификация и проверка состояния счета будут производиться в «горячем режиме», что исключает разговоры в кредит и повышает доход оператора.

•Free Phone. Эта услуга позволяет стоимость соединения отнести на счет вызываемого абонента, и тогда звонок для вызывающего абонента будет бесплатным. В России под данную услугу зарезервирована зона 800 (т.е. если Вы набираете 8 800 …., звонок будет условно бесплатным).

•Universal Access Number. Эта услуга позволяет набирать один и тот же номер, вне зависимости от того, в каком городе находится абонент. Система сама направит вызов в ближайший офис компании, которой принадлежит этот номер. Например, при заказе такси по единому номеру, соединение будет направлено в таксопарк, ближайший соте, в которой находится абонент.

•Premium Rate Call. Эта услуга позволяет абоненту получить доступ к дополнительным сервисам (прогноз погоды, справка и т.д.) за дополнительную плату. В России под данную услугу зарезервирована зона 809.

•Televoting (Голосование). Эта услуга позволяет при организации голосования по телефону колоссально разгрузить транспортные сети. В случае, когда данная услуга не применяется, каждый голосующий абонент установит соединение через транзитные сети до АТС, обслуживающей компанию-инициатора голосования. А когда используется Voting, каждый вызов (голос) будет посчитан на локальных АТС (MSC), а дальше через сеть сигнализации информация будет передана на сервер, подсчитывающий

97

Глава 7 –GPRS

Глава 7 - General Packet Radio Service (GPRS).

GPRS использует общий физический ресурс радиоинтерфейса GSM совместно с коммутацией каналов. GPRS можно рассматривать как технологию, наложенную на сеть GSM. Это позволяет использовать одну и ту же физическую среду в сотах как для передачи речи с коммутацией каналов, так и для передачи данных с коммутацией пакетов. Ресурсы GPRS могут выделяться под передачу данных динамически в периоды, когда отсутствует сеанс передачи информации с коммутацией каналов.

Для GPRS предназначены те же физические каналы, но эффективность их использования намного больше по сравнению с традиционной GSM с коммутацией каналов, поскольку несколько пользователей GPRS могут использовать один и тот же таймслот. Это позволяет повысить использование каналов. Кроме того, GPRS использует ресурсы только в период передачи и приема данных.

7.1 Архитектура сети GPRS

На приведенном ниже рисунке показана структура системы GPRS. Поскольку GPRS является новой технологией сети GSM, для нее используется существующая инфраструктура GSM с некоторыми модификациями. Решение для системы GPRS разрабатывалось таким образом, чтобы можно было быстро и с небольшими затратами внедрять GPRS на сети.

Для внедрения GPRS необходимо выполнить модернизацию программного обеспечения элементов существующих сетей GSM, за исключением BSC, для которого требуется модернизация аппаратных средств

(см. рис. 7.1).

В сети GSM появляются два новых узла: Обслуживающий узел поддержки GPRS – Serving GPRS Support Node (SGSN) и Шлюзовой узел поддержки GPRS – Gateway GPRS Support Node (GGSN). Эти два узла физически могут быть реализованы на базе одного оборудования. Возможно гибкое внедрение GPRS, сначала, например, внедрение комбинированного узла GPRS, который представляет собой комбинацию узлов SGSN и GGSN. На следующей стадии они могут быть разделены на узлы SGSN и GGSN.

Ниже описывается, каким образом внедрение системы GPRS оказывает влияние на узлы GSM и какие терминалы GPRS существуют в сети.

99

Обзор системы GSM

Рис. 7.1 Архитектура сети GPRS (показаны BSS, CSS и PSS)

Интерфейсы SSGN называются интерфейсы G (Gb, Gr и т.д.), все они определены стандартами ETSI. Стандартизация позволяет стыковать оборудование различных производителей. Интерфейсы к узлам сети UMTS (3G) называются интерфейсы I (Iu, Iur и т.д.).

7.2 Терминалы GPRS

Существуют три класса MS, которые могут работать с GPRS.

Класс А: MS класса А одновременно может зарегистрирована в сети GPRS и в сети GSM. MS класса А может также одновременно передавать/принимать речевую информацию и данные с коммутацией пакетов.

Класс В: MS класса В одновременно может зарегистрирована в сети GPRS и в сети GSM, но в каждый момент времени может принимать/передавать информацию либо службы с коммутацией каналов, либо службы с коммутацией пакетов.

Класс С: MS класса С может быть зарегистрирована в один момент времени либо в сети GSM либо в сети GPRS.

100

Глава 7 –GPRS

7.3 Система базовых станций (BSS)

Система GPRS по радиоинтерфейсу взаимодействует с MS, передавая и принимая радиосигналы через систему BSS. BSS управляет передачей и приемом радиосигналов для всех видов сообщений: речи и данных, передаваемых в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов. При внедрении GPRS для базовых станций BTS требуется дополнительное программное обеспечение.

BSS используется для разделения данных, передаваемых в режиме коммутации каналов и в режиме коммутации пакетов, поскольку только сообщения, передаваемые в режиме коммутации каналов направляются в MSC. Пакеты перенаправляются в новые узлы коммутации пакетов GPRS.

7.4 Система коммутации каналов (CSS)

CSS представляет собой традиционную систему SS сети GSM, включающую в себя уже рассмотренные ранее узлы (см. Главу 1, раздел 1.7: «Описание компонентов сети GSM»).

При внедрении GPRS необходима модернизация программного обеспечения MSC, которая позволяет выполнять комбинированные процедуры GSM/GPRS, например, комбинированную процедуру подключения MS (Attach): IMSI/GPRS.

Внедрение GPRS не оказывает влияния на GMSC.

HLR является базой данных, в которой содержатся все абонентские данные, в том числе, относящиеся к услугам GPRS. Таким образом, в HLR хранятся данные, как для службы коммутации каналов, так и для службы коммутации пакетов. Эта информация включает в себя, например, разрешение/запрет на использование услуг GPRS абоненту, текстовое имя точки доступа (Access Point Name – APN) провайдера службы Интернет

(Internet Service Provider – ISP), а также указание на то, выделен ли для MS

фиксированный IP адрес.

Информация о GPRS хранится в HLR в виде подписки на PDP (Packet Data Protocol) контекст. В HLR может храниться до 5 PDP контекстов на одного абонента. Доступ к хранящейся в HLR информации осуществляется из SGSN. При роуминге обращение за информацией может осуществляться в HLR, не связанный с собственным узлом SGSN.

101

Обзор системы GSM

Для работы HLR в сети GPRS необходима модернизация его программного обеспечения.

AUC не требует какой-либо модернизации при работе с GPRS. Новым свойством с точки зрения AUC в сети GPRS является только то, что шифрацию выполняет сам SGSN.

SMS-IW-MSC позволяет MS с функциями GPRS передавать и принимать SMS через радиоканалы GPRS. SMS-IW-MSC не изменяется при внедрении GPRS.

7.5 Другие объекты

Биллинговый шлюз (Billing Gateway – BGw).

BGw облегчает внедрение GPRS в сети мобильной связи путем реализации функций, упрощающих управление начислением оплаты для GPRS в биллинговой системе.

Критерии начисления оплаты при пользовании услугами GPRS фундаментально отличаются от тех критериев, которые применяются для услуг с коммутацией каналов. В частности, они основаны на объеме переданной/полученной информации, а не на времени занятия каналов. Сеанс GPRS может быть активным в течение достаточно длительного периода времени, тогда как реальная передача данных осуществляется в короткие промежутки времени при наличии свободных радиоресурсов.

В этом случае время занятия радиоресурсов является несущественным критерием для начисления оплаты в сравнении с объемом данных.

Информация о начислении оплаты может быть получена от SGSN и GGSN, использующих интерфейсы, отличающиеся от интерфейсов MSC и для этой информации создаются отчеты CDR нового типа. Некоторыми новыми типами CDR являются:

•S-CDR, связанные с использованием радиосети и переданные от

SGSN.

•G-CDR, связанные с использованием внешних сетей передачи данных и переданные от GGSN.

•CDR, связанные с использованием службы коротких сообщений,

основанной на GPRS.

Во время одной сессии GPRS может быть сгенерировано несколько S- CDR и G-CDR.

BGw позволяет начислять оплату за услуги передачи данных с минимальным влиянием на уже существующие биллинговые системы. BGw

102