Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža-Saobraćajni Odsek –

24-05-2012

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža

Mreže Mobilne Telefonije (GSM/GPRS/UMTS/LTE)

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža-Saobraćajni Odsek –

24-05-2012

Istorijat mobilne telefonije

Prvi telefon – Alexander Bell, 1880 Prvi radio-telefon prikačen na

automobil – 1921

Istorijat mobilne telefonije

1946 – Prvi komercijalni mobilni radio-telefonski servis u ponudi Bell-a i AT&T-a u Saint Louis-u, USA. Half-duplex.

1960 – Bell Labs razvija koncept nazvan cellular mobile networks

1973 – Prvi mobilni telefonski uređaj koji je prilagođen nošenju u ruci – Motorola.

Prva ćelijska mobilnamreža - Bahrein 1978

Prva generacija mobilnih sistema

NMT-450 (Nordic Mobile Telephony) Skandinavski standard, prihvaćen u Evropi 450 MHz Prvi Evropski sistem u Švedskoj 1981.

TACS (Total Access Communication Systems) UK, 1985.

AMPS (Advanced Mobile Phone Service) USA standard

C-Netz (Nemačka), Radiocom 2000 (Francuska)...

Prva generacija mobilnih sistema

Analogni govorni signal, FM prenos

Svi sistemi međusobno nekompatibilni Nema međunarodnog roaming-a

Prvi sistemi na 450 MHz, kasniji na 900 MHz

Bolje povezivanje tehnologija i tržišta je bilo neophodno – inicijativa za GSM

Druga generacija mobilnih sistema

Opet paralelan razvoj u različitim regionima: GSM – Global System for Mobile – EU D-AMPS – USA IS-95 CDMA – USA Personal Digital Cellular (PDC) – Japan

Rade na 900 MHz i 1800 MHz

GSM ubedljivo najrasprostranjeniji, pored EU pokriva i većinu ostatka sveta

Arhitektura GSM mreže

MSC – Mobile Switching Centre

Centralna komponenta mobilnog dela mreže Telefonska centrala za mobilne korisnike Sadrži funkcije:

Registracija Autentikacija Handover Rutiranje poziva Povezivanje prema PSTN mreži Tarifiranje poziva SMS servisi

Arhitektura GSM mreže

BSC-BTS

MSC komutira pozive za oblast koju pokriva veći broj baznih stanica

Direktno povezivanje ka korisnicima preko radio-interfejsa upravlja se kroz BSC (Base Station Controller) BSC upravlja radio resursima na više baznih

radio primopredajnika tj. BTS-a (Base Transceiver Station)

Base Station Subsystem BSS = BSC + BTS

Arhitektura GSM mreže

HLR – Home Location Register

Svaki korisnik mreže mora da ima identifikaciju u HLR registru

HLR sadrži: IMSI (međunarodni broj-identifikator) Servisi na koje je korisnik pretplaćen Restrikcije na servise (npr. roaming restrikcije) Informacije o dodatnim servisima Informacije o terminalu (mobilnom uređaju)

AUC – Authentication Center Podaci za autentikaciju, često je AUR deo HLR-a

VLR – Visitors Location Register

Najčešće jedna VLR baza po MSC-u ali moguće je da jedan VLR pokrije i veći broj MSC-a

VLR sadrži: IMSI svih korisnika koji su trenutno u domenu

MSC-a Unos se kreira kada MS uđe u domen MSC-a Sadrži slične podatke kao HLR za svakog od

lokalnih korisnika

GPRS – General Packet Radio Service

2.5G mobilne telefonije Proširenje GSM mreže da podrži servise

paketskog prenosa podataka Maksimalan protok ka korisniku u praksi

najčešće iznosi do ~115 kbit/s Mod paketskog prenosa je aktivan samo za

vreme stvarnog prenosa paketa, inače je neaktivan – tarifiranje prema količini prenetih podataka a ne prema vremenskom trajanju konekcije

Privremeno rešenje na putu ka 3G sistemima

GPRS Arhitektura

SGSN – Serving GPRS Support Node

Najčešće deo (upgrade) BSC elementa Najčešće jedan po BSC-u ali može da pokriva i veći

broj BSC-ova Osnovne funkcije:

Autentikacija mobilnih GPRS korisnika Registracija mobilnih GPRS korisnika u mrežu Mobility management Prikupljanje informacija o tarifiranju

GGSN – Gateway GPRS Support Node Interfejs ka eksternim mrežama za paketski prenos

podataka (GPRS ruter)

EDGE – Enhanced Data Rates for GSM Evolution Poslednji upgrade GSM/GPRS mreže pre

uvođenja 3G tehnologije (UMTS)

GPRS upgrade koji upotrebom naprednih kom. tehnika povećava protok na 384 kbit/s

UMTS – Universal Mobile Telecommunications System

3G mobilne telefonije 3GPP - 3rd Generation Partnership Project

Globalni sistem 3G mobilne telefonije 3G osobine:

Protok od 2Mbit/s (indoor), 384 kbit/s (urban outdoor) i 144 kbit/s (rural outdoor)

Ostvaruje se različitim tipovima ćelija (Macro, Micro i Pico ćelije)

Prenos baziran na W-CDMA tehnologiji

UMTS Arhitektura

Mreža funkcionalno podeljena na: UTRAN – UMTS Terrestrial Radio Access Network

• Bazne stanice i kontroleri baznih stanica

CN – Core Network• MSC i SGSN uređaji (ruteri govornih poziva i

ruteri paketskog prenosa podataka)

UE – User Equipment

UMTS Arhitektura

UMTS Terminologija

MS – Mobile Station = UE – User Equipment

BST – Base Station Transceiver = NB - Node B

BSC – Base Station Controller = RNC – Radio Network Controller

BSS – Base Station Subsystem = RNS – Radio Network Subsystem

Sadašnjost i budućnost 3G sistema

3G sistem je baziran na tzv. Release ‘99 setu standarda

Buduće verzije 3G sistema predstavljaju nove Release standarde

Trenutno se završava Release 8 (LTE) a radi se na Relase 10 (LTE-Advanced)

LTE – Long Term Evolution

Nova generacija mobilnih mreža – 3.9G Novi koncepti u odnosu na UMTS/HSxPA

OFDM/SC-FDMA i MIMO sistemi su glavne nove tehnologije

Smart Antennas / Beamforming Višestruko povećanje protoka, do 100 Mbit/s Potpuno packet-based sistem

Rad na Release 8 standardima završen 2008. Prva mreža u funkciji krajem 2009.

Telia/Sonera u Oslu i Stockholm-u

Wireless vs Wireline

LTE-Advanced (Release 10)

4G mobilnih sistema LTE ne dostiže 4G zahtev od 1 Gbit/s, LTE-A

treba da ostvari ovaj zahtev Nove ideje:

Coordinated Multipoint (CoMP) Relaying and Cooperative Communications HetNets Concepts ...

Rad na standardu u završnoj, očekuju se prve test postavke sistema

Pitanja?

Opisati arhitekturu GSM mreže i njene osnovne elemente?

Opisati evoluciju tehnologija (od 2.5G do 4G) za prenos podataka preko mobilne mreže i ostvarive digitalne protoke?

Mreže Mobilne Telefonije (GSM/GPRS/UMTS/LTE)

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža-Saobraćajni Odsek –

08-03-2011