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Operaciones O+M Transmisión y Radio

Operaciones O+M Transmisión y Radio. FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGIA 3G (UMTS). Manuel Quesada Castillo. 1. Operaciones O+M Transmisión y Radio. Nombre Curso: Fundamentos a la Tecnología Móvil 3G Nº Horas: 12. Conocimientos necesarios para el curso:

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Operaciones O+M Transmisión y Radio

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  1. Operaciones O+M Transmisión y Radio FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGIA 3G (UMTS) Manuel Quesada Castillo 1

  2. Operaciones O+M Transmisión y Radio Nombre Curso: Fundamentos a la Tecnología Móvil 3GNº Horas: 12 • Conocimientos necesarios para el curso: • Conocimientos básicos de Radio Y Redes de Telecomunicación • Objetivos del Curso: • Adquirir conocimientos avanzados sobre las características y funcionamiento de las Redes de Telefonía Móvil 3G actuales Manuel Quesada Castillo 2

  3. Operaciones O+M Transmisión y Radio INDICE • 01 FUNDAMENTOS DE TELEFONÍA MÓVIL CELULAR • 02 INTRODUCCION A LA TECNOLOGÍA UMTS • 03 SURGUIMIENTO DEL 3G • 04 ARQUITECTURA DE UNA RED MOVIL • 05 UMTS: NUEVA TECNOLOGIA MOVIL • 06 PROCESO DE ESTANDARIZACION • 07 SERVICIOS Y APLICACIONES 3G • 08 FUNDAMENTOS DE LA TECNICA CDMA • 09 BANDAS DE FRECUENCIAS DEL 3G: TDD Y FDD • 10 TIPOS DE CANALES • 11 GESTION DE RECURSOS • 12 HSxPA Y EVOLUCION DE FUTURO Manuel Quesada Castillo 3

  4. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio 01. FUNDAMENTOS DE TELEFONIA MOVIL CELULAR • Comunicaciones Móviles aparecen hace poco más de un siglo • Despegue gracias a la telefonía celular • Usan el espectro UHF en la banda 300-3000 MHz • Telefonía Celular • Distintas tecnologías Evolución  Velocidad y Calidad de Servicio • Desarrollos Tecnológicos  Agrupados en torno al concepto de generación • Una generación se asocia a una tecnología de transmisión y a un determinado conjunto de servicios • 1G  Tecnología Analógica • 2G Transmisión Digital • 3G  Provisión de Servicios Multimedia Manuel Quesada Castillo 4

  5. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • En vez de cubrir una zona con un solo transmisor de gran potencia se introducen muchos transmisores de menor potencia que dan cobertura a una zona limitada • + Permite mayor capacidad • + Menor Potencia de los Terminales (y por tanto menor gasto de batería) • - Es necesario controlar las interferencias entre células • - Complica la Gestión de la Movilidad  Es necesario gestionar el traspaso entre células (handover) • Se Divide el espacio de cobertura en una serie de células o celdas cada una de las cuales está soportada por una estación base • Incorpora la antena, transmisores y controladores necesarios para proporcionar comunicación radio en el espacio geográfico asociado a la celda • GSM  Cada celda tiene asociado un conjunto de frecuencias sobre las que opera • Técnicas de Acceso al Medio • TDMA Las transmisiones de cada usuario tienen reservado un intervalo temporal • CDMA  La transmisión de cada usuario es multiplicada por un código que le permite diferenciarse de las transmisiones de otros usuarios • FDMA A cada usuario se le asigna una frecuencia Manuel Quesada Castillo 5

  6. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Los principales objetivos de los sistemas de comunicaciones móviles celulares son: • Proporcionar acceso a las redes de comunicaciones públicas • Permitir la movilidad de los usuarios • Proporcionar un servicio continuo en las zonas de cobertura • Proporcionar un grado de servicio aceptable • Los principales problemas que presentan los sistemas móviles • El espectro disponible es limitado • Situado entre 800 y 2100 MHz • La presencia de otros usuarios genera interferencias que reducen la capacidad y/o la calidad del servicio • La cobertura que proporciona una estación radiante está limitada por la distancia a la misma • La solución pasa por dividir el área de cobertura en células • Otros sistemas de comunicaciones radio (sean interactivos como LMDS o MMDS, p de distribución de la señal de radio/TV) son también sistemas celulares Manuel Quesada Castillo 6

  7. CONCEPCIÓN INICIAL Maximizar la zona de cobertura • Potencia de las estaciones base (BS) muy elevada.- - Potencia de los móviles (MS) elevada. “handicap” ---Eficiencia en términos de número de canales por unidad de superficie es pequeña -Un número de usuarios alto requiere un ancho de banda muy grande. N canales Eficiencia = Superficie BW N = Total canales BW Canal PRINCIPIOS BÁSICOS: • Fragmentación en células de la zona a cubrir. • Potencia de las BS y los MS reducida. • -Reuso de frecuencias. -Estructura pensada para reducir la interferencia cocanal. REQUIERE: -Asignación de frecuencias. n N -Gestión eficiente de los traspasos de llamadas canales Eficiencia= Superficie CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 7

  8.         FICTICIA IDEAL REAL Relación entre las coberturas ideales y reales. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Reutilización de Frecuencias Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 8

  9. Reutilizacion de Frecuencias Operaciones O+M Transmisión y Radio “Rehuso de frecuencias” limitación: f 2 Interferencias f3 f7 f1 f4 f6 f2 f5 f7 f3 f1 f6 f4 f2 f5 f7 f3 f1 f4 f6 f5 “CLUSTER”: conjunto de células “Hand-off” que emplean frecuencias diferentes Limitación:Complica el control En este caso el cluster es de 7 células. de la red Manuel Quesada Castillo 9

  10. N SECTOR 1 120º 120º 120º SECTOR 2 SECTOR 3 CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Sectorización Operaciones O+M Transmisión y Radio • División de una célula en tres sectores diferentes con una amplitud de 120º cada uno • Esto permite un mayor aprovechamiento de la banda de frecuencias disponible • Mejor calidad y fiabilidad de las llamadas • Disminuye la interferencia cocanal • El radio de cobertura varia de 0.8 a 35Km (máximo) • Se puede adaptar el radio de cobertura de cada sector individualmente Manuel Quesada Castillo 10

  11. B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A1 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 A2 A2 A2 A2 A2 A2 A2 A2 C1 C1 C1 C1 C1 C1 C1 C1 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C2 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 D1 D1 D1 D1 D1 D1 D1 D1 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 D2 B1 D3 D3 D3 D3 D3 D3 D3 D3 B2 A1 B3 A2 C1 A3 C2 C3 D1 D2 D3 REUTILIZACION 12 GRUPOS DE FRECUENCIAS DISTANCIA MINIMA 2:1 CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio PATRON DE REUTILIZACION DE: 3 CELULAS(sectores) Y 4 ESTACIONES Manuel Quesada Castillo 11

  12. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio Evolución de la Telefonía Móvil Manuel Quesada Castillo 12

  13. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 02. INTRODUCCION A LA TECNOLOGIA UMTS Operaciones O+M Transmisión y Radio • El objetivo principal de esta unidad es proporcionar una visión general de la Tecnología 3G. En concreto conocer: • Porque surge la Tecnología 3G • Limitaciones de los sistemas 2G y 2,5G • Ventajas de la Tecnología 3G. Mejora de las prestaciones de las comunicaciones móviles tanto vocales como de datos • Presentación de cómo se estructura una red de Telefonía Móvil: Conceptos básicos de la Tecnología GSM • Como la Técnica CDMA utilizada en UMTS, aprovecha el espectro radioeléctrico de un modo más eficiente • Las bandas de frecuencias que utiliza y utilizará UMTS • Como son los servicios y terminales UMTS • El proceso de estandarización de la tecnología UMTS y las diferentes versiones • Las previsiones de evolución en el mercado de la Tecnología UMTS Manuel Quesada Castillo 13

  14. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 03. SURGUIMIENTO DE UMTS Operaciones O+M Transmisión y Radio Las redes GSM/GPRS permiten a sus usuarios establecer comunicaciones de voz y datos. Las comunicaciones de datos se realizan mediante la técnica de conmutación de paquetes, con la consiguiente mejora de eficiencia y velocidad, permitiendo a los usuarios permanecer siempre conectados (always on). Sin embargo estas redes presentan una serie de limitaciones (Capacidad, velocidad, etc.) que hacen que sea prácticamente imposible dar cabida a todos los usuarios y a las necesidades de servicio que se esperan. Por este motivo, los distintos agentes del sector de las comunicaciones móviles se pusieron a trabajar en el desarrollo de una nueva Generación de tecnología móvil, la 3G, de la cual el sistema UMTS forma parte. Manuel Quesada Castillo 14

  15. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 3.1. LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS 2G Y 2,5G Operaciones O+M Transmisión y Radio La 3G móvil, y con ella el sistema UMTS, nace con el objetivo de superar las limitaciones de los sistemas GSM/GPRS para la prestación de servicios más complejos y avanzados. Estas limitaciones son las siguientes: Estas limitaciones provocaron que los principales organismos normativos del sector de las comunicaciones móviles se plantearan el desarrollo de las tecnologías de 3G. Manuel Quesada Castillo 15

  16. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON • Problemas de capacidad: El crecimiento explosivo de la penetración de la telefonía móvil ha llevado a las redes GSM a estar cercanas a su límite de capacidad en determinadas zonas (ciudades, centros turísticos). La reutilización de de frecuencias lograda con la división celular y la técnica TDMA (junto a otras mejoras más sofisticadas) no es suficiente, por lo que se necesitan nuevas bandas de frecuencia. • Velocidad de Transmisión de Datos limitada: En la práctica, el sistema GPRS permite alcanzar velocidades de Tx. De datos en torno a 30-40 Kbps, aunque es posible que sean mayores en un futuro cercano. Sin embargo, se han identificado servicios tan atractivos como la reproducción de música y de video que requieren velocidades bastante mayores para ser viables. • Rigidez en la definición de servicios: En 2G y 2,5G el proceso es bastante rígido, ya que está muy ligado a las especificaciones técnicas de los sistemas, lo que permite poca diferenciación entre operadoras. Por otro lado, los servicios que se han ido incorporando al margen de las especificaciones de 2G, como por ejemplo WAP, han dado lugar a una cierta falta de homogeneidad en su funcionamiento. • Mínimo Control de la Calidad de Servicio: Existen un conjunto de parámetros (ancho de banda, retardo, prioridad, etc.) que influyen en la calidad que percibe el usuario al recibir un servicio. Estos parámetros son poco controlables en las redes 2G y 2,5G. Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 16

  17. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 04. ARQUITECTURA DE UNA RED MOVIL Operaciones O+M Transmisión y Radio RED TELEFÓNICA MÓVIL GSM (PLMN) N7 ISDN PSTN GMSC SIG/MAP MSC MSC BS BS BS BS SIG MS HP HP Manuel Quesada Castillo 17

  18. Segunda Generación (2G) Operaciones O+M Transmisión y Radio • Surge a principios de los 90 • Sistemas de telefonía digital celulares orientados a transportar voz mediante conmutación de circuitos • Alta calidad de comunicación • Servicios de Valor Añadido • Roaming, Mensajes Cortos, Desvío de llamadas, Identificación del llamante, • Estándar Europeo GSM • (Global System For Mobile Communications) • Acceso múltiple por división de tiempos • Típicamente en la banda de los 900, 1800 • 850 y 1900 Mhz en América • Estándares Americanos • En EEUU y otros países a la 2G se la conoce como PCS (Personal Communications Systems) • TDMA (IS-136), típica evolución desde AMPS • Time Division Multiple Access • CDMAOne (IS-95 A/B) • Code Division Multiple Access • Estándar Japonés  PDC (Personal Digital Cellular) Manuel Quesada Castillo 18

  19. Segunda Generación (2G) Operaciones O+M Transmisión y Radio Ventajas de la digitalización de las redes móviles: • Mayor eficiencia espectral (modulaciones más eficientes) y mejor protección frente a interferencias • Posibilidad de utilización de codificaciones de fuente más eficientes • Ejemplo: la voz en GSM se codifica a 13 Kbps ganándose capacidad frente a las redes analógicas • La digitalización del enlace radio aumenta la seguridad y se facilita la introducción de mecanismos adicionales de cifrado • Posibilidad de introducir nuevos servicios: SMS, GPRS, etc • Miniaturización de los terminales • Se reduce el tamaño y consumo de los componentes de los terminales pudiéndose aumentar el grado de integración Manuel Quesada Castillo 19

  20. GSM (Transmisión de Datos) Operaciones O+M Transmisión y Radio • GSM proporciona acceso a Datos mediante llamada conmutada • CSD Circuit Switched Data • El usuario realiza una llamada para conectarse a la red móvil • Una vez establecida se dispone de un canal vocal dedicado a la transmisión de datos durante el tiempo que dura esa llamada • Velocidad máxima 9600 bps • Se necesita un módem GSM conectado a un portátil o una PDA o bien un móvil GSM con capacidad de acceso WAP (todos en la actualidad lo tienen) • La llamada del usuario se encamina por la red de conmutación GSM hasta los Servidores de Acceso Remoto (RAS), los cuales se encargarán de descolgar y establecer el nivel de enlace (PPP) con el usuario • Finalmente y una vez autenticado el usuario se le asignará una dirección IP • Inconvenientes • Baja velocidad • Excesivo tiempo de establecimiento de conexión • Desperdicio de recursos radio y de conmutación ya que se utiliza un canal vocal, establecido permanentemente para transmitir datos • Tráfico de Datos  Aleatorio y A ráfagas • Tarificación por tiempo de conexión y no por tráfico generado • Costes variables y no predecibles • La aparición de las redes 2.5G de conmutación de paquetes, como es el caso de GPRS, ha hecho caer en desuso el uso de GSM para transmitir datos • Las redes 2.5G y 3G han surgido como respuesta a la necesidad de transmitir datos en redes móviles con una velocidad y coste aceptables Manuel Quesada Castillo 20

  21. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 4.1. FUNDAMENTOS DEL SISTEMA GSM Operaciones O+M Transmisión y Radio A comienzos de los 90, la ausencia a nivel mundial de un sistema móvil digital común hizo que el sistema GSM se expandiera hacia Europa del Este, África, Asia y Australia. EEUU, América del Sur y Japón adoptaron otros sistemas de telefonía móvil no compatibles con GSM(Global System for Mobile Communications) • CRONOLOGIA: • 1982 – Constitución del grupo de trabajo GSM en la CEPT (Conference Européenne des administrations des Postes et des Télécommunications). • 1985 - La CEPT decide el plan de acción y plazos. La Comisión Europea acuerda que la norma que elabore el grupo GSM será adoptada en todos los países comunitarios. • 1986 –Se propone el empleo de la banda de 900 MHz para GSM • 1987 – Se acuerda que GSM sea un sistema digital y que emplee la técnica TDMA • 1988 – El grupo GSM se convierte en una comisión del ETSI (European Telecommunications Standard Institute) Manuel Quesada Castillo 21

  22. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • CRONOLOGIA: • 1990 – Se cierra la Fase I de las especificaciones. Validación de los sistemas implementados y primer congreso mundial GSM en Roma con 650 participantes • 1991 - Primera llamada oficial GSM en el mundo (1 de julio) • 1992 - Primera red GSM en el mundo (Finlandia). Primeras pruebas en la Expo de Sevilla • 1993 - 13 operadoras en enero. Debido al considerable aumento de usuarios comienza a utilizarse adicionalmente la banda de 1800 MHz. Primeros acuerdos de itinerancia internacional • 1994 - 32 operadoras en enero. Primera red en Afrecha (Sudáfrica). Lanzamiento de los servicios portadores de datos/fax de GSM fase 2. 69 operadoras en diciembre • 1995 - 117 operadoras. Implementación de servicios de fax, datos e itinerancia de SMS. Se completa la estandarización de GSM fase 2 incluyendo la adaptación para GSM 1900 (PCS 1900). Primera red GSM 1900 en USA Manuel Quesada Castillo 22

  23. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • CRONOLOGIA: • 1996 - 120 operadoras en diciembre. Mas de 4 millones de usuarios de GSM 1900 en USA y un total de 250 millones de GSM 900/1800/1900 en todo el mundo • 2004 – 626 operadoras. Se alcanza la cifra de mil millones de usuarios a lo largo del primer cuatrimestre, finalizando el año con 1.268 millones • 2005 – Finaliza el año con 670 redes comerciales en 200 países y 1.675 millones de clientes. Manuel Quesada Castillo 23

  24. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Funciones de movilidad de una Red Móvil: • Registro (attach) • Localización • Aviso (paging) • Traspasos (handover) • Itinerancia (roaming) • Abandono de la red (detach) • Roaming o itinerancia internacional: Permite recibir y realizar llamadas en el extranjero sin cambiar de terminal y utilizar todos los servicios suscritos si están disponibles. Se caracteriza por el pago del tramo internacional de la llamada por parte del desplazado y por la posibilidad de elección de la operadora destino. • Si en el país destino no hay tecnología GSM, la operadora puede prestar un terminal al cliente, desviando las llamadas desde el móvil original al prestado y en situaciones especiales sin cobertura se proporciona telefonía móvil por satélite. Manuel Quesada Castillo 24

  25. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Funciones de gestión de red • Operación y Mantenimiento (gestión de alarmas, estadísticas, software de elementos de red, reclamaciones de clientes, etc) • Gestión de abonados (facturación, atención al cliente) • Gestión de los recursos radio • Asignación de frecuencias • Mediciones de señal • Saltos de frecuencia Manuel Quesada Castillo 25

  26. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio 4.2. JERARQUÍA EN LA RED MÓVIL • Zona de sistema: Es el nivel más alto, constituido por el área resultante de la unión de todas las zonas del mundo en las que se presta servicio GSM. El área de la zona GSM de España tiene un código, el MCC (Mobile Country Code), cuyo valor es 214. • Zona de servicio PLMN: Es el área geográfica servida por un operador GSM. El código MNC (Mobile Network Code) de Telefónica Móviles España es el 07, el de Vodafone el 01 y el de Amena el 03. • Zona de conmutación: Es la superficie controlada por un MSC, es decir, el conjunto de zonas de cobertura de estaciones base conectadas al mismo MSC. Manuel Quesada Castillo 26

  27. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Zona de servicio PLMN-GSM Manuel Quesada Castillo 27

  28. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Zona ó Área de localización (LA=Location Area) : Es el área dentro de la cual una estación móvil puede moverse libremente sin que se modifique su registro de localización. Comprende varias estaciones base. Cuando es necesario alertar a un móvil para pasarle un mensaje o una llamada entrante, se le avisa por las estaciones base de la zona de localización. Manuel Quesada Castillo 28

  29. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Cada móvil realiza una actualización de localizacióncuando accede a una nueva LA. Un mismo MSC puede controlar varias áreas de localización. El LAI es la identificación del área de localización. Consta de tres partes: el MCC, el MNC y el LAC. Manuel Quesada Castillo 29

  30. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Zona de celda o de estación base (CI): Es el área cubierta por una estación base, dentro de la cual un móvil puede conectarse vía radio a esa estación base. Si se utiliza cobertura sectorizada con 2 ó 3 sectores, se definen 2 ó 3 áreas de celda servidas por otras tantas estaciones base. Cada estación base se identifica mediante el CI (Cell Identity). Manuel Quesada Castillo 30

  31. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • CGI (Cell Global Identificación). Incluye el MCC, MNC, LAC y CI. Ejem. 214-07-00201-00781 Manuel Quesada Castillo 31

  32. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio ARQUITECTURA DE LA RED GSM La arquitectura de UMTS es igual que ésta en la parte de Núcleo de Red, y similar en la parte del subsistema Radio. Manuel Quesada Castillo 32

  33. OSS NSS BSS CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio Subsistemas del GSM GSM Agrupación de elementos en subsistemas Manuel Quesada Castillo 33

  34. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio 4.3. UNIDADES FUNCIONALES DEL SISTEMA • SIM (Subscriber Identity Module) • Contiene la siguiente información del sistema GSM: Parámetros como el IMSI, MSISDN y TMSI que identifican al abonado en la red, información de localización (identidad de área de localización LAI), algoritmos (algoritmos de autentificación A3 de obtención de la clave kc (A8) y de cifrado (A5)), autenticación para acceder al terminal (parámetros PIN, Personal Identification Number, PUK, Personal Unblocking Key) y a la red (ki), PLMN no autorizadas e información del usuario como la agenda, SMS recibidos y enviados, servicios GSM adicionales etc. Manuel Quesada Castillo 34

  35. Operaciones O+M Transmisión y Radio UNIDADES FUNCIONALES: MS • Estación móvil (MS, UE:User Equipment) • Es el equipo físico utilizado por el usuario de GSM para acceder a los servicios proporcionados por la red a través de la interfaz Um. Se identifica por su IMEI (International Mobile Equipment Identity). Como equipo, la MS proporciona la plataforma física para el acceso pero es anónima y no puede funcionar con la red hasta que se personaliza mediante la inserción de una SIM (Subscriber Identity Module) donde figura, entre numerosas informaciones, la identidad del abonado, IMSI (International Mobile Subscriber Identity) Manuel Quesada Castillo 35

  36. UNIDADES FUNCIONALES:BTS Operaciones O+M Transmisión y Radio Operaciones O+M Transmisión y Radio • Estaciones base (BTS) • Constituidas por los equipos transmisores/receptores de radio (transceptores), los elementos de conexión al sistema radiante (combinadores, multiacopladores, cables coaxiales), las antenas y las instalaciones accesorias (torres soporte, pararrayos, tomas de tierra, etc..). Debido a que funcionan en lugares donde no hay mantenimiento “in situ”, los equipos de BTS deben ser sencillos, fiables, duraderos y de coste moderado. • La BTS maneja el interfaz de radio a la estación móvil. Manuel Quesada Manuel Quesada Castillo 36 36

  37. UNIDADES FUNCIONALES:BSC Operaciones O+M Transmisión y Radio • Controlador de estaciones base (BSC) • Elemento de red que se encarga de la gestión de varias BTS en lo relativo a los recursos radio : asignación, utilización y liberación de las frecuencias, ciertos tipos de traspasos, control de potencia etc... También puede realizar ciertas funciones de conmutación • Se interacciona con él a través del OMC para labores de operación y mantenimiento. También recoge todo tipo de estadísticas y alarmas tanto de su propio funcionamiento como de las BTS que controla para detectar posibles problemas en la red radio Manuel Quesada Castillo 37

  38. UNIDADES FUNCIONALES:TRAU Operaciones O+M Transmisión y Radio • TRAU (Transcoder) • Es la unidad de transcodificación/adaptación de velocidad • En la interfaz Abis, cada canal de voz tiene una velocidad de 16 kbit/s mientras que en la interfaz A la velocidad es de 64 kbit/s. La TRAU se encarga de la conversión de velocidades para poder adaptar la velocidad entre ambas interfaces. Manuel Quesada Castillo 38

  39. Operaciones O+M Transmisión y Radio UNIDADES FUNCIONALES:MSC • Centro de conmutación de móviles (MSC): • Es, en esencia, una central telefónica que realiza las funciones de encaminamiento y conmutación de llamadas para las MS situadas en su demarcación. Además, proporciona las funciones adicionales necesarias para sustentar la movilidad y organizar la asignación de los recursos radioeléctricos al realizarlos traspasos de llamadas entre BTS controladas por distintas MSCs • Las G-MSC (Gateway-MSC) son aquellas MSC dotadas de una funcionalidad adicional encargadas de dar acceso a redes externas a la propia PLMN. • Otras MSCs incorporan funcionalidades más especializadas para el procesado y encaminamiento de los mensajes cortos (SMS-IW-MSC y SMS-G-MSC) Manuel Quesada Castillo 39

  40. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Registro general de abonados (HLR) • Es una base de datos donde están inscritos todos los clientes de un operador, que se utiliza para la gestión de los abonados móviles. El HLR contiene información estática: toda la información administrativa de cada abonado (parámetros de identificación, servicios contratados, limitaciones de servicio) junto con los datos de localización del mismo (información dinámica: direcciones del VLR y del MSC e identidad temporal de la MS). Manuel Quesada Castillo 40

  41. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Registro de abonados itinerantes (VLR): • Base de datos, asociada a un MSC, donde se almacena información dinámica (temporal) sobre los usuarios transeúntes en el área geográfica cubierta por la MSC. Cuando un MS itinerante entra en una zona de MSC, éste lo notifica al VLR asociado. El MS recibe una dirección de visitante que sirve para encaminar las llamadas destinadas a ese móvil. • El VLR contiene otras informaciones necesarias para el tratamiento de las llamadas desde/hacia el móvil como los datos de los servicios contratados por el usuario, identificación completa del cliente, estado del terminal (apagado, registrado), restricciones...etc.. Manuel Quesada Castillo 41

  42. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Centro de autentificación (AuC): • Base de datos en donde se guardan las identidades IMSI de los clientes junto con la clave secreta de identificación ki de cada usuario, el cual tiene almacenada en la tarjeta SIM de su teléfono móvil una copia de ki. • El AuC está asociado al HLR y proporciona la información necesaria para la validación de los usuarios por parte de la red. Manuel Quesada Castillo 42

  43. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Operaciones O+M Transmisión y Radio • Registro de identidad de equipos (EIR): • Base de datos que contiene las identidades de los equipos móviles, IMEI (International Mobile Equipment Identity).El IMEI permite identificar cada terminal internacionalmente de forma unívoca. Incluye, junto a otra información, el código del fabricante y el número de serie del equipo. También se almacena en la memoria del terminal. Cuando un MS trata de realizar una llamada, el MSC consulta al EIR la validez del IMEI de ese equipo. • Contiene tres tipos de listas: • lista blanca: terminales autorizados para el acceso a la red • lista gris: terminales en observación (fallos, irregularidades) • lista negra: terminales que tienen prohibido el acceso a la red (por ejemplo por haber sido robados) Manuel Quesada Castillo 43

  44. Estas novedades son significativas en el Subsistema de acceso radio: Nuevas bandas de frecuencia: Ayudan a superar los problemas de capacidad de los sistemas 2G y 2,5G. Nueva técnica de acceso compartido al medio, CDMA: Esta técnica permite un mayor aprovechamiento espectral y, por tanto, un aumento de la capacidad de la red. En cambio, en el Subsistema de red troncal: Se conserva la filosofía de 2,5G, manteniendo la conmutación de circuitos para las comunicaciones vocales y la conmutación de paquetes para las comunicaciones de datos. También se requieren nuevos equipos e infraestructuras en este subsistema. Debido a la existencia de diferencias en los protocolos, codificadores y otros elementos definidos en UMTS. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 05. UMTS: NUEVA TECNOLOGIA MOVIL Operaciones O+M Transmisión y Radio La tecnología UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) nace con un objetivo muy claro: solucionar las limitaciones de los sistemas 2G y 2,5G, y de este modo, poder ofrecer servicios móviles más avanzados y atractivos. El sistema UMTS requiere el despliegue de una nueva red, ya que introduce importantes cambios en los distintos subsistemas de sus predecesores de 2G y 2,5G, que hace que éstos no sean reaprovechables. Incluye desde nuevas antenas y estaciones base hasta nuevas centrales de conmutación en las siguientes fases. Manuel Quesada Castillo 44

  45. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 5.1. PRINCIPALES VENTAJAS DE UMTS Operaciones O+M Transmisión y Radio Por las razones anteriores se suele hablar de UMTS como una evolución/revolución respecto a GSM/GPRS: Evolución en el subsistema de red troncal y revolución en el subsistema de acceso radio. La solución de 3G que adoptaron las operadoras GSM/GPRS es la tecnología UMTS. ¿Qué ventajas presenta UMTS respecto a GSM/GPRS? Mayor Aprovechamiento Espectral: Gracias a la técnica de acceso compartido CDMA, UMTS consigue utilizar de un modo más eficiente cada frecuencia dando cabida a más usuarios simultáneos (incrementando por tanto la capacidad). Manuel Quesada Castillo 45

  46. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Control de la Calidad de Servicio: Los usuarios UMTS podrán, antes de utilizar el servicio, definir los principales parámetros de calidad del mismo, como la velocidad mínima garantizada y el tiempo máximo que puede durar el servicio. Las operadoras pueden utilizar la calidad de servicio elegida como una nueva variable de facturación. Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 46

  47. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON UMTS: NUEVA TECNOLOGÍA MÓVIL Entorno de servicios amigable y consistente: Gracias a la capacidad avanzada VHE (Virtual Home Environment o Entorno Doméstico Virtual) que incorpora UMTS, los usuarios accederán de mismo modo a los distintos servicios de la operadora, independientemente del país y de la red en que se encuentren. Sus preferencias personales de acceso y uso de los servicios se mantendrán constantes en las distintas redes. Definición de Servicios flexible: En las especificaciones de UMTS no se definen los servicios, sino únicamente las capacidades y estructuras sobre las que se apoyarán éstos (se define una arquitectura de servicios estándar). Esta forma de trabajar permite a las operadoras definir de forma más flexible y dinámica sus servicios utilizando las capacidades de la red. Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 47

  48. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON Altas Velocidades de Transmisión de Datos: Como se puede ver en la tabla, en UMTS se podrán alcanzar mucho más altas velocidades de transmisión que en GSM/GPRS. Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 48

  49. CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON 5.2. FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGÍA UMTS Operaciones O+M Transmisión y Radio • La arquitectura de UMTS esta constituida por Entidades Funcionales, Interfaces y Puntos de acceso al servicio: • Entidades Funcionales: • UE: User Equipment (Equipo de Usuario). • UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network (Red de Acceso Radio). • CN: Core Network (Núcleo de Red). • Interfaces: • Uu: Radio (Air) Interface • Iu: Interface CN/UTRAN • Entidades Funcionales: se insertan en dos estratos: • Estrato de no acceso. • Estrato de acceso: El estrato de acceso contiene básicamente todos los elementos específicos de radiotransmisión que proporcionan servicios al estrato de no acceso. Manuel Quesada Castillo 49

  50. CN protocols (Non Access Stratum, NAS), UMTS Relay PDCP GTP GTP GTP L3CE PDCP GTP RRM UDP/TCP UDP/TCP UDP/TCP UDP/TCP RLC RLC IP IP IP IP MAC MAC L2 L2 L2 L2 WCDMA/ WCDMA/ L1 L1 L1 L1 TD-CDMA TD-CDMA Uu Iu UE UTRAN 3G-SGSN 3G-GGSN Gn RAN protocols (Access Stratum, AS) RAN protocols (Access Stratum, AS), UTRAN CURSO EE.BB DE UMTS ERICSSON • Estratos de acceso y no acceso: Plano de control. • Estratos de acceso y no acceso:Plano de usuario. Operaciones O+M Transmisión y Radio Manuel Quesada Castillo 50

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