MSC

Технические аспекты

MSC (на платформе Ericsson AX)
Как часть базовой сети, MSC реализует функции подключения и управления пользователями в этой области. Его работа зависит от типа сотовой сети, в которой он работает, и спецификаций данного консорциума стандартизации (например, 3GPP для GSM и UMTS, 3GPP2 для IS-95 (обычно называемый CDMA) или ARIB для PDC в Японии) . Ниже приводится общий перечень мероприятий, проводимых MSC:

-коммутация соединяет
-настройка и управление голосовыми и видеозвонками
-предоставление соединений для отправки факсов и данных (поддерживаются технологии, основанные на коммутации каналов, в настоящее время не используются для передачи данных на основе коммутации пакетов)
-телеконференция
-участие в отправке смс сообщений
-аутентификация пользователя, входящего в сеть в зоне, контролируемой данными MSC
-связь с Visitor Location Register, VLR (английский), базой данных, в которой хранится информация об абонентах, находящихся в зоне, контролируемой данными MSC (в сети всегда есть пары MSC / VLR, часто реализованные как один элемент)
-участие в некоторых типах хэндовера (сети GSM): когда пользователь перемещается между ячейками, управляемыми разными контроллерами базовых станций.

Создание подробных записей о вызовах с информацией о каждом вызове, которые можно использовать для дальнейшей обработки данных в биллинговом центре или для генерации статистики использования магистральной сети.

Первое поколение мобильной связи (1G)

Это поколение использовало в своей работе аналоговые стандарты, введенные в 1980-е годы. Впоследствии на смену им пришла цифровая технология 2G, превосходящая по всем параметрам первое поколение. Ключевое различие между ними — возможность использовать SMS и шифровать звонки — это может позволить только цифровой стандарт. Всего 1G поддерживает более 10 стандартов. Самые известные: NMT, AMPS, TACS, C-450, RtMI. Все использовались отдельно, в зависимости от региона применения. Скорость загрузки при использовании 1G не превышала 5,6 килобайт в секунду, что по сегодняшним меркам смехотворно.

Характеристики аналоговых стандартов сотовой связи

Основные аналоговые сети использовали в своей работе частоты 450, 800 и 900 мегагерц. Радиоком 2000, стандарт, используемый во Франции, отличается от остальных: он использовал диапазоны 170, 200 и 400 МГц.

Все аналоговые стандарты использовали частотную модуляцию для передачи необработанных данных. Чтобы мобильная станция работала в соответствии с этими стандартами, она должна была иметь относительно высокую мощность от трех до пяти ватт. Главный недостаток этих стандартов заключается в их низкой пропускной способности, что, по-видимому, связано с неполной экономией от использования выделенного диапазона, работающего на частоте 12,5–30 килогерц. Это привело к высоким потерям эффективности и увеличению потребления энергии.

Архитектура сети GSM

Давайте посмотрим на пример идеальной сетевой модели. На рисунке ниже представлена ​​модель, каждая BS имеет 6 соседей. Например, эти станции расположены на ровной поверхности, без холмов, деревьев, зданий и ухабов.

Базовая станция (BS) — это приемопередающая станция, которая связывается с мобильным телефоном через радиоканал. Зона покрытия БС в таких условиях представляет собой круг, который будет пересекаться друг с другом. Если соединить точки пересечения кругов, получатся шестиугольники — соты.

Соты

Сеть разделена на 2 основные системы: BSS (Base Station System) — подсистема базовой станции и SSS — система коммутации. Эта система включает:

Мобильная станцияНормальный смартфон, которым пользуемся каждый день. Следовательно, он содержит как приемник, так и передатчик для связи с базовой станцией
Форма идентификации абонента (SIM-карта)он является неотъемлемой частью телефона и необходим для распознавания абонента в сети, чтобы передавать зашифрованные сообщения.

Мобильная станция и SIM-карта

BSC — Контроллер базовой станции.

Контроллер базовой станции

В его обязанности входит:

  • Распределение радиоканалов между базовой станцией и мобильной станцией;
  • Контролирует связь с мобильной станцией (MS);
  • Уведомление MS о входящем звонке;
  • Мониторинг уровня излучаемой мощности между мобильной станцией и базовой станцией во время абонентских звонков.

Промежуточным звеном между BS и системой коммутации является транскодер (TCE): это оборудование, которое преобразует входные сигналы канала передачи голоса и данных из коммутационного центра в форму, соответствующую рекомендациям GSM для радиоинтерфейса.

Перекодировать

Проще говоря, по проводным линиям цифровой голос передается со скоростью V = 64 Кбит / с. Сигнал передается с той же скоростью с выхода коммутационного центра. И уже между мобильной станцией и BS речь передается со скоростью V = 13 Кбит / с. Транскодер преобразует 64 кбит / с в 13.

Mobile Switching Center (MSC) переводится с английского как центр коммутации мобильной связи. Коммутатор обслуживает ограниченную область группы ячеек, например, в определенном городе, и устанавливает все виды соединений, необходимых для работы MS.

Центр коммутации мобильной связи

Функции переключателя:

-Связь между MS и некоторыми телекоммуникационными сетями (с мобильного телефона и с коммутатора вы можете позвонить любому абоненту городской сети)
-Обрабатывает и направляет звонки
-Ответственный за «передачу». В процессе этой функции при переходе МС из одной соты в другую осуществляется непрерывность связи
-Создавайте исходные данные, необходимые для выставления счетов за услуги связи, предоставляемые биллинговому центру
-Регистрация позиции MS. Например, при переезде из Подмосковья в Ленинградскую область все эти перемещения фиксируются в базе данных

Журнал местоположения дома (HLR) — Журнал местоположения дома. Это устройство содержит информацию о местоположении любой из мобильных станций, которая позволяет коммутационному центру отправлять вызов этой станции.

Журнал домашнего местоположения

HLR — справочная база данных (БД) по абонентам, регулярно регистрирующимся в сети:

  • Параметры доверия пользователей;
  • Некоторые цифры;
  • Перечень услуг связи, предоставляемых заказчику;
  • Специалист по маршрутной информации;
  • Запись данных в роуминге.

Журнал местоположения посетителей (VLR) — журнал местоположений посетителей.

Журнал местоположения пользователя

Это временная база данных абонентов, находящихся в зоне покрытия конкретного коммутационного центра. Основная роль VLR состоит в том, чтобы минимизировать количество запросов, которые MSC должны делать в домашний регистр местоположения (HLR), который содержит постоянные данные сотовых абонентов.

В идеале должен быть только один журнал местоположения посетителей на каждый MSC, но также возможно, что VLR будет обслуживать несколько MSC.

Преимущество системы в том, что она снижает нагрузку на основную базу данных в «домашнем» реестре расположений. Он хранит ту же информацию, что и домашний журнал, пока абонент находится в зоне обслуживания определенного коммутационного центра.

Центр аутентификации (AUC) — Центр аутентификации. Это функция в сети GSM, используемая для аутентификации мобильного абонента, желающего подключиться к сети. Аутентификация происходит путем идентификации и проверки действительности SIM-карты.

Центр аутентификации

После аутентификации абонента AUC отвечает за создание параметров, используемых для конфиденциальности и шифрования радиолинии. Чтобы гарантировать конфиденциальность мобильного абонента, временный идентификатор мобильного абонента (TMSI) назначается на время, в течение которого абонент контролируется конкретным центром коммутации мобильной связи (MSC), связанным с AUC.

Определите доверие к пользователю.
Он включает в себя несколько блоков и генерирует ключи и алгоритмы аутентификации.
Права абонента контролируются и достигается доступ к сети связи.
Центр имеет несколько уникальных номеров, индивидуальный ключ и алгоритм аутентификации клиента, которые впоследствии отправляются в центр коммутации.

Реестр идентификации оборудования (EIR) — идентификационная запись оборудования.

Идентификационная запись оборудования

Реестр содержит специальные номера IMEI (международный идентификационный номер оборудования мобильной станции) практически для всех мобильных станций, имеющих доступ к определенной сети связи.

База данных разделена:

  • Белый список — для уполномоченных государств-членов;
  • В черный список включены номера, которые были украдены или которым отказано в доступе по любой другой причине;
  • Серый для MS с проблемами данных программного обеспечения.

Каналом управления сетью, который не включен в систему коммутации, является Центр эксплуатации и обслуживания, сокращенно CET.

Центр эксплуатации и обслуживания

Центр эксплуатации и обслуживания контролирует и управляет остальной частью сети. В случае возникновения чрезвычайной ситуации CET предупредит персонал и запишет информацию о чрезвычайной ситуации. В зависимости от степени повреждения ОМС позволяет устранить ситуацию в автоматическом режиме или с вмешательством персонала.

Для создания разумного иерархического управления сетью GSM подходит Центр управления сетью (NMC), центр сетевых операций, который:

-Ответственный за использование и обслуживание на уровне всей сети при поддержке региональных центров
-В случае возникновения чрезвычайной ситуации, например, выхода из строя механизма или перегрузки узлов, NMC обеспечит управление трафиком в сети и управление диспетчеризацией сети
-Контролирует техническое состояние узлов управления, используемых в сетевом оборудовании, и отображает состояние сети на мониторах для операторов центра управления сетью. Это позволяет работникам контролировать процесс и помогать операционным центрам
-Персонал отвечает за мониторинг одной или нескольких сетей на предмет определенных условий, которые могут потребовать особого внимания во избежание снижения качества обслуживания
-Организации могут управлять более чем одной ПСУ, как для управления разными сетями, так и для обеспечения географической избыточности в случае недоступности одного объекта

Центр сетевых операций

Сервер MSC

Магистральные сети, используемые в системах UMTS и GSM, переходят на решение под названием Mobile Softswitch Solution. Функциональные возможности MSC разделены между двумя NE: сервером MSC и медиашлюзом. Сервер MSC отвечает за обработку вызовов, создание записи о дате звонка, взаимодействие с VLR, интеллектуальными сетями платформы и т.д. Медиа-шлюз выполняет коммутацию каналов на основе ATM или IP и заменяет те же функции группового коммутатора, часть классического MSC отвечает за включение технологической базы TDM. Затем сотовые сети переносятся в среду All IP.

Цифровые стандарты сотовой связи 2-го поколения

С переходом на 2G появилось два основных стандарта для систем сотовой связи: вышеупомянутый GSM, используемый в Европе, и D-AMPS, который распространился на Северную Америку. Они были разработаны независимо друг от друга. Вы уже знаете историю становления GSM, давайте остановимся на D-AMPS. Работа над его созданием началась, когда стало очевидно, что существующий аналоговый стандарт AMPS не может быть полностью заменен цифровым из-за широты его применения. Но вскоре они нашли способ создать аналого-цифровую систему, способную гарантировать, что обе системы работают в одном частотном диапазоне. Работа над этим стандартом началась в 1988 году и была завершена в 1992 году. Помимо названия D-AMPS, вы можете встретить аббревиатуру IS-54, что означает «промежуточный стандарт».

Устройство D-AMPS

Переходный период (2,5G)

Шло время, развивались технологии, и вместе с этим возникла необходимость передавать данные между пользователями сотовых телефонов со значительно большей скоростью. Позже была создана GPRS, пакетная радиосвязь для общего пользования. GPRS — это своего рода дополнение к стандарту GSM, которое позволяет использовать пакетную передачу данных в сети этого стандарта. Плата за использование GPRS взимается за объем несжатого трафика, а не за время использования. Следующим шагом в развитии GPRS стал EDGE. Аббревиатура буквально означает расширение возможностей для развития GSM. Эта технология значительно ускорила передачу информации. EDGE также иногда называют стандартом поколения 2,75. Кроме того, была внедрена технология XRTT, которая теоретически может передавать информацию со скоростью 144 килобит в секунду, но на самом деле эта цифра редко превышает 60. Тем не менее, эта технология по-прежнему широко используется, как и любая другая, которую она использует в своей зарегистрированной работе радиосвязь.

Второе поколение мобильной связи (2G)

Введение новых стандартов, сформировавших второе поколение мобильной связи, было связано с невозможностью преобразования аналоговых стандартов в цифровые. Действительно, 2G начала работать в Европе в 1991 году, а к 1993 году уже было создано 36 сетей GSM в 22 странах. Японский эквивалент базовых стандартов был введен в 1994 году. При этом проводилось постоянное внутреннее совершенствование технологий с целью устранения недостатков появившихся стандартов. Внедрение 2G способствовало значительному ускорению передачи данных и возможности общаться с помощью коротких текстовых сообщений.

Источники

  • https://telephongid.ru/obshhie-voprosy/msc-tsentr-kommutatsii-mobilnoj-svyazi.html
  • https://ZvonDoZvon.ru/tehnologii/gsm/arhitektura-seti-gsm

Оцените статью
Тарифы, интернет и услуги мобильных операторов
Adblock
detector