introduccion iden
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EBTS AND IDEN CONNECTIVITY
Módulo 1
ObjetivosAl terminar el módulo cada
participante deberá ser capaz de:1. Discutir las interfases digitales
E1/T12. Discutir el uso de los diferentes
canales de a EBTS3. Describir y discutir como iDEN
utiliza LANS y WANS.
T1 / E1 TRONCAL DIGITAL
Las troncales digitales son utilizadas mayormente para conectar Las troncales digitales son utilizadas mayormente para conectar áreas remotas y para llevar “mucho” tráfico.Las llamadas intra-áreas remotas y para llevar “mucho” tráfico.Las llamadas intra-switch no utilizan troncales.switch no utilizan troncales.
T1 / E1 TRONCAL DIGITALUsos: Los sistemas de E1 o T1 son ideales para
conectar a la EBTS con el MSO. Los E1s de la EBTS llevan control y
señalización tanto como voz digital comprimida.
En EU los T1s son enrutados vía PSTN y llegan a la central empaquetados en DS3.
En Nextel México la mayor parte de la red es propia y utiliza microondas para conectar los sitios a al MSO.
Trama E1 Sistema Estandarizado por la ETSI y la ITU-T 8 bits por DS0(TS) x 8000 tramas/seg =64kbps Tramas de 256 bits. 30 TS para muestras de PCM. 2 TS para control y señalización. Utiliza código HDB3 para proporcionar un canal libre.
SS7 and MobisSignaling System Number 7 es la señalización
más utilizada para canal común. Al SS7 se la han hecho extensiones para manejar redes móviles.
SS7 provee un alto grado de seguridad y redundancia como una red de paquetes separada diseñada únicamente para señalización.
Lleva información del control de la llamada, mantenimiento, cobranza, administración y acceso a bases de datos.
SS7 and MobisLa red iDEN utiliza una versión de GSM llamada
MAP (Mobile aplication part) interfase “A”. EL control de las llamadas del Base Site
Controller (BSC) a EBTS es un protocolo MAP derivativo.
MOBIS es una adaptación de Motorola al protocolo ITU-T Abis utilizado en GSM.
MOBIS es utilizado para la señalización y control de la llamada entre el BSC Y la EBTS.
Ya que MOBIS es único en iDEN, la conversión del protocolo se efectúa en el BSC que convierte de SS7 a MOBIS y viceversa.
Protocolo X.25 X.25 PVCs (permanent virtual circuits) conectan la parte
de radio de los elementos de la red al OMC (operations & Maintenance Center) y estos son:
EBTSs. BSCs. DAPs. X.25 SVC (swicth virtual circuits) conectan la parte del
Switch de los elementos de red al OMC. MSC. MSC-HLR. SMS-SC. MPS.
Protocolo X.25 Layer 1 Conexión física obtenida vía E1 TS, V.35 ó EIA-
232 El protocolo utilizado para la operación del X.25 del
OMC es Link Access Protocol, Balanced LAPB. Balanceado significa que existe transmisor de ambos lados.
Las tramas de X.25 entre el OMC y BSC usan LAPB layer 2. Las tramas entre el BSC y EBTS usan una variante de LAPD layer 2. El BSC actúa como un traductor de protocolos de LAPB a LAPD y viceversa.
Los servicios de X:25 soportan Simple Network Management Protocol (SNMP), que es utilizado para intercambiar datos entre la administración del sistema OMC y los elementos de la red.
Protocolo X.25 Para referirse a los Links de X.25 entre el OMC y los
diferentes elementos se usa la siguiente nomenclatura:
EBTS: E-OML. DAP: D-OML. BSC: B-OML. Transcoder: X-OML. Los datos desde y hacia la EBTS incluyen: Software downloads con parámetros de configuración. Estadísticas de Performance cada 2 horas. Reportes de alarmas y eventos. Comandos de OLCC.
Simple Network Management Protocol
Frame relay Frame relay provee comunicación por
paquetes de datos que es utilizada entre los diferentes elementos de la red. Frame relay provee un medio de multiplexar múltiples conversaciones de datos (virtual circuits) sobre un solo medio físico de transmisión.
Frame relay es del mismo tipo de protocolo que el X.25 , sin embargo difiere significativamente en su funcionalidad y formato. Es un protocolo de ráfagas en línea que facilitan un alto performance y una gran eficiencia.
Frame relay Transfiere datos a altas tazas de velocidad. Incorpora el algoritmo de Cyclic Redundancy
Check (CRC) para detección de bits corruptos. Los datos corruptos son desechados y el paquete se vuelve a enviar.
En medios de transmisión como la fibra se eliminan los códigos de detección de errorres y el protocolo se vuelve más rápido.
Permite una forma flexible y eficiente de utilizar el ancho de Banda.
Frame relayFrame Rlay es utilizado en iDEN para
transmitir voz en dispatch y paquetes de datos entre las EBTS y el MSO.
El link de 10 bits de datos llamado DLCI (Data link connection identifier) es el corazón del encabezado del Frame relay, Identifica la conexión lógica que es multiplexada en el canal físico.
Frame relay Cada Nodo en la sub-red Cada Nodo en la sub-red de dispacth tiene un DLCI de dispacth tiene un DLCI único.único.EBTSs.EBTSs. Packet duplicators.Packet duplicators. DAPs (dispatch aplication DAPs (dispatch aplication processor).processor). Mobile Data Gateway Mobile Data Gateway (MDG para packet data).(MDG para packet data). El Metro packet switch El Metro packet switch MPS provee las conexiones MPS provee las conexiones lógicas entre los diferentes lógicas entre los diferentes nodos.nodos.
Uso del E1 en la EBTS
El resto de los time slots puede ser distribuido dinámicamente para dispacth o interconnect.
El subrate de trunking es una capacidad de iDEN que permite a un grupo de interconnect subrates ser tratados como recursos de trunking disponibles para asignación dinámica.
Dispatch Dispatch
Distribución del E1 Time slot 0 siempre se utiliza para detección de
trama y monitoreo de alarmas y el 16 para señalización de canal asociado (propio del E1).
Time slot 1 se asigna para link de OMC SNMP. Time Slot 31 es asignado al link de Mobis.
USO Del E1 En La EBTSLos operadores de red le
dan utilización a los TS para dispatch e interconnect dependiendo de las necesidades del tráfico a cursar.
Subrate trunking: Subrate se refiere a
dividir cada TS en 4 canales de 16kbps.
Cada Br tiene 6 RF time slots por lo cual necesita 1.5 TS del E1.
LANS Y WANSLocal Area Networks (LANS) son utilizadas
para enviar datos en cortas distacias a alta velocidad.
Usualmente para distancias de menos de 2 millas.
Las velocidades están en el rango de Megabits . (10 Mbps para 10 BASE2 Y 10 BASE-T).
LANS Y WANS10 BASE2 ethernet es utilizada para conectar a los BRs con el ISC. 10mbsps. BASEband. Maximo de 200 metros de cable (185 mts real).
• Cable de 50 ohms coaxial (RG48 o RG 400).• La EBTS utiliza RG 400 por el mejor blindaje y el material del
cable.• La distancia mínima de entre conectores T-BNC es de 50
cm.• El máximo número de conectores T-BNC es de 30.• Se necesita un terminador de 50 ohms a cada extremo de la
red.• Se utiliza comunicación Halfduplex por que en un solo cable
están transmisor y receptor.
LANS Y WANS10base-t ethernet interconecta el OMC, MMI, x-
terminals e impresoras. 10 Mbps. BASEband. Twisted Pair.
2 pares de par trenzado que cumplan con estándares EIA/TIA 568 categoría 3 mínimo.
Distancia máxima del HUB a las estaciones es de 100 metros.
Terminadores de cables RJ-48. Operación full-Duplex.
LANS Y WANSWide area Networks son utilizadas
para comunicación de datos a larga distancia.
Los altos costos de las transmisiones usualmente mantienen la velocidad de los datos debajo de los cientos de kps.
La red iDEN pude considerarse como una red WAN.
TIME OUT
MAS OBJETIVOS!!!! Identificar y describir las subredes
de dispatch e interconnect. Describir el procesamiento de una
llamada de dispacth e interconnect.
Network Elements Mobile station (MS).- El MS es la interfase entre el
suscriptor y la red iDEN. Enhanced base Transceiver System (EBTS)- es la
interfase entre los MS y los usuarios de la red fija. Mobile Switching Office (MSO)- es responsable por
el control y coordinación de todos los servicios ofrecidos por iDEN.
Public Switched Telephone Network (PSTN)- aunque ninguna parte del sistema iDEN es PSTN se requiere proveer una interfase para las llamadas de interconnect a la red fija, iDEN utiliza troncales multifrecuencia y/o digitales para este propósito.
Interconnect ElementsLos siguientes elementos del MSO son comunes a
interconnect y dispatch Operations and maintenance center.- El OMC es el
punto central del monitoreo y control de la red. Customer Information and Billing Center.- es un
centro de colección de información de los suscriptores, facturación, estadísticas etc. También se le conoce como Administrative Data Center.
Digital Access Cross Connect Switch (DCS).- Es una opción adicional a la red de iDEN que permite enrutar los ts enter los elemnetos de la red iDEN y la PSTN.
Interconnect Elements Mobile switching Center (MSC).-También
conocido como DMS-MSC es responsable por el control y coordinación de las comunicaciones de interconnect.
Base Site Controller- Call Processor (BSC-CP).- Es la interfase que hace el control y switcheo de información entre el BSC y la EBTS.Concentra los links para múltiples EBTS (hasta 60 con limitaciones de tráfico).
Base Site Controller- Transcoder (XCDR) Puede estar integrado al BSC o funcionar aparte, está encargado de realizar la conversión de VSELP a PCM.
Interconnect Elements Short Message Service Center (SMS-
SC).- El SMS permite transferir pequeños mensajes entre el sistema iDEN y el suscriptor MS.
Inter Working Fuction (IWF).- Permite una conexión entre el MS y dispositivos remotos como Modems. La IWF se utiliza en el servicio de circuit data y el de internet móvil. Lá maxima velocidad de transmisión de datos es de 9600 kbps.
Interconnect call
El MS marca el número deseado y oprime send.
La EBTS recibe la solicitud de llamada en el canal de control y la pasa al BSC correspondiente.
El BSC pasa la solicitud al MSC. El MSC y el MS pasan por un proceso de
autentificación para revisar que el MS sea una unidad válida en el sistema.
Mobile station to land Mobile station to land callcall
Interconnect call Al mismo tiempo el MSC envía la solicitud de
llamada a la PSTN quien enviará de regreso un indicador de proceso de la llamada.
El MSC asigna un canal terrestre en una troncal y el BSC hace la crosconexión con el el TS correspondiente.
El MSC envía un mensaje de alerta al MS que inicio la llamada.
Una vez que una señal de respuesta es enviada por la PSTN, el MSC envía un mensaje de conexión al MS causando que este se cambie al canal asignado de tráfico en el TS correspondiente y comience la conversación.
Interconnect call
Interconnect call
Exactamente al revés.
Land call to mobile Land call to mobile stationstation
Interconnect call
La llamada comienza igual que a tierra pero se tienen 2 escenarios posibles:
Es posible que el sistema pudiera en-rutar la llamada a través de la PSTN y entonces se tratarían como dos llamadas. Sin embargo si el sistema está configurado la llamada es sostenida en el MSC.
No hay necesidad de convertir los paquetes de VSELP a PCM. Se realiza un bypass al transcoder.
Mobile Station to Mobile Mobile Station to Mobile StationStation
DISPATCH ELEMENTS Dispacth Application Processor (DAP): es responsable
por toda la coordinación y el control de las llamadas diferentes llamadas de dispacth.El Dap también contiene su propio D-HLR y D-VLR con funciones similares a las de la HLR y VLR en el lado de interconnect.
Mobile data Gateway (MDG): es la pieza central del sistema de packet data. Su función principal es la de hacer de “Foreign agent” tal como está especificado en el estándar de Mobile IP. El MDG puede ser visualizado como el “local address” en un enlace foraneo. En resumen recibe y envía los paquetes de datos hacia el MS y las direcciones remotas.
DISPACTH ELEMENTS Packet Duplicator (PD).- Es responsable
por replicar los paquetes de voz durante las llamadas de grupo.Advance Packet Duplicator (APD´s) proveen mayor capacidad para duplicar.
Metro Packet Switch (MPS).- El MPS es la interfase de control y switcheo entre el DAP,MDG,APD y los sitios EBTS. Esta interfase trabaja con Frame Relay sobre paquetes virtuales permanentes (PVCs).
IDAC
DISPATCH CALL PROCESS
Private Call. Call Alert. Local Service Area Group Call. Selected Serice Area Group. Wide Area Group Call.
Existen 5 tipos diferentes de Existen 5 tipos diferentes de llamadas en dispacth:llamadas en dispacth:
DISPATCH CALL PROCESS El MS originador especifica el destino y oprime el PTT. El MS envía la solicitud al DAP para ser procesada. El Dap valida al originador, la solicitud y al MS destino. Después de la validación le indica a la EBTS que reserve
un time slot para el originador de la llamada. Después el sistema identifica la ubicación del MS destino
mediante el envío de un paging hacia la última DLA (dispatch location Area) en que se vió al MS.
En la EBTS destino se reserva un TS para el MS destino. Cuando los recursos necesarios están disponibles, la
llamada será permitida y el audio pasa hacia el MS destino.
Después de que la unidad originadora suelta el PTT la llamada será sostenida por un periodo de 6 segundos para anticiparse a la respuesta, y así mantener los recursos ya asignados.
Group Call Scenario
Una llamada de grupo se procesa de Una llamada de grupo se procesa de similar manera a la privada tan solo similar manera a la privada tan solo que el APD interviene duplicando los que el APD interviene duplicando los paquetes y enviándolos a través del paquetes y enviándolos a través del Metro Packet switch a todas las EBTS Metro Packet switch a todas las EBTS en donde este un MS del grupo.en donde este un MS del grupo.
Time out
iDEN RF TECHNOLOGY Definir 6:1 y 3:1 voice interleave. Identificar los Links de comunicación de
iDEN. Explicar la interfase de RF y el radio link
control. Explicar la función de todo tipo de
canales de RF. Explicar las diferencias fundamentales
entre DSOs,T1s y E1s.
IDEN RF TECHNOLOGY
El equipo EBTS transmite en una banda de El equipo EBTS transmite en una banda de frecuencias de 851 a 866 MHZ y recive de 806 a frecuencias de 851 a 866 MHZ y recive de 806 a 821 Mhz.821 Mhz.
La separación entre frecuencias de transmisión y La separación entre frecuencias de transmisión y recepción es de 45Mhz.recepción es de 45Mhz.
Cada portadores de RF tiene un ancho de banda Cada portadores de RF tiene un ancho de banda de 25 Khz.de 25 Khz.
iDEN utiliza eficientemente el espectro disponible iDEN utiliza eficientemente el espectro disponible de dos maneras:de dos maneras:
Técnicas de modulación.Técnicas de modulación.
Compresión de Voz.Compresión de Voz.
IDEN RF TECHNOLOGY Uso de Multi-Level Quadrature Amplitude
Modulation (M16QAM). Permite transmisión de datos a alta velocidad 64kbps.
Vector Sum Excited Linear Prediction Vselp (VSELP) protocolo de compresión de voz, con esta técnica se reducen los 64kbps (conversación de voz) a 7.6444Kbps para 6:1 o 14.8Kbps para interleave 3:1.
IDEN RF TECHNOLOGY
IDEN incrementa su eficiencia en el uso del espectro mediante TDMA, a los usuarios se les permite utilizar el mismo canal de RF pero tan solo por porciones de tiempo (TS). iDEN envía ráfagas de datos que al llegar al destino se complementan unas a otras y dan el efecto de continuidad.
IDEN RF TECHNOLOGY M16QAM, TDMA y VSELP permiten hasta 6 usuarios por
canal de 25 khz. La implementación básica de iDEN divide en 6 TS discretos de 15 ms incluyendo encabezados para encendido de transmisión, sincronización y retraso por propagación.
Para interleave 6:1, 90 ms de voz analógica es comprimida en 15ms de paquetes de VSELP. Un MS transmite durante su TS asignado de 15 ms y espera 75 ms para que otros MSs utilicen el canal.
EL MS cambia de transmisión a recepción después de haber transmitido su paquete de VSELP. Además el MS monitorea los canales de PCCH de las cedas vecinas y mide la calidad de señal para identificar los mejores candidatos a Handover.
Cada vez que se termina de utilizar un canal por el MS el canal se vuelve a estar disponible para ser reasignado nuevamente.
6:1 INTERLEAVING
iDEN TDM divide cada canal en 6 slots TDM. La transmisión y recepción tiene untiempo de
offset así el Br en la EBTS y el MS pueden transmitir y recibir en diferente TS. A esto se le llama TDD Time Division Duplex.
El BR tiene capacidad para transmitir y recibir al mismo tiempo.
El MS solo puede transmitir o recibir al mismo tiempo, es por esto que que el TDD es necesario. El tiempo de offset es de 19 ms que permiten al sintetizador del MS hacer el cambio de frecuencias para transmisión y recepción.
NUMBER OF CHANNELS AND NUMBER OF CHANNELS AND TDDTDD
RF Channel El BR divide su
espectro utilizando TDMA en seis TS. Comprime la voz de 90 mseg. a 15 mseg Utilizando VSELP en Dispatch, llamado 6:1.
RF Channels
Signal Quality Estimate SQE Durante los 75 ms. de los 90 ms. que no
transmite el MS está sintonizado a la frecuencia de la portadora del BR o tomando muestras de C/(I+N) en las celdas vecinas, esto lo realiza en varias ocasiones y el calculo resultante es el SQE.
El MS solo procesa información enviada durante los 15 ms que recibe. Toma los 15 ms de la señal modulada de M16QAM de cada uno de los TS que se repiten y la pasa al demodulador.
3:1 Interleaving La combinación de VSELP Y TDMA
para interleave 3:1 también consiste en 6 TS para un canal de RF de 25 khz. El interleaving es ejecutado al doble de tiempo, utilizando el doble de TS sobre el 6:1. Los la señalización y los datos también son transmitidos sobre los mismos 15 ms pero no pasan por el proceso de VSELP.
3:1 Interleaving En transmisión las 2 muestras de 45ms de voz se
comprimen por el proceso de VSELP y usando TDMA son insertados en uno de los 6 TS de 15ms da la portadora de RF.
En la recepción el proceso es inverso. Los paquetes de 15ms de VSELP son expandidos a 45 MS de Voz.
En interleaving 3:1 VSELP reduce un conversación de 64kbps PCM a 14.8 Kbps.
La rafaga de datos que da como resultado de este proceso es de 14.8 Kbps y cerca de la mitad es voz codificada.
Forward Error Correction (FEC).- es utilizado para asegurar que se recupere apropiadamente la voz codificada.
De los 14.8 kbps aproximadamente 6.35kbps son utilizados para FEC.
La señalización ocupa .532kbps de la señal de 14.8kbps.
3:1 InterleavingEn 3.1 Time Division Duplex aun tienen un offset de 19ms.
La función de full duplex se describe a continuación:Utilizando Time Divison Duplex permite al MS encender el
transmisor, enviar su información de voz y apagarse, en 15 ms. Los siguientes 4ms los utiliza el radio para sintetizar la frecuencia de recepción y estará listo para cuando el TS de recepción llegue.
Los radios normales de full duplex necesitan un transmisor y un receptor para operar y simultáneamente y un duplexor para transmitir y recibir o ya sea compartir la antena durante esta operación. El MS de iDEN no transmite al mismo tiempo lo cual le da la capacidad de utilizar circuitos comunes y no necesita de un duplexor. Usando técnicas de TDD el MS puede ser físicamente menor, menos complicado mecánicamente y mas eficiente en su costo. ?????(radios).
RF Channel En el caso de
interconnect se comprime de 45 a 15 mseg dando una mayor calidad de voz que dispatch y se muestrea dos veces mas rápido llamado 3:1.
Ejercicio
Con 36 BRs cuantas llamadas de Interconnect se pueden cruzar al mismo tiempo?
Cuantos E1 se necesitan?
IDEN Channel Types.Los TS disponibles en las portadoras de RF
están diseñados para llevar diferentes tipos de datos. Algunos canales llevan tráfico de voz, otros señalizacióny control.
Un canal que lleva tráfico de voz se le denomina Traffic Channel (TCH)
A un canal que lleva control y señalización se le denomina Control Channel.
Los canales de control tiene diferentes nomenclaturas dependiendo de cómo sean utilizados y el protocolo que manejen.
Types of Control Channels Outbound Primary Control channel (PCCH).- Outbound
Primary Control Channel, lleva las señales de control de todos los MSs operando en el área de cobertura.
Broadcast Control Channel (BCCH).- Transmite información especial de la célula como:
Cell ID. Cell Access Parameters. Neighbour Cell List. Cell handover, Reconnection, and Reselection Parameters. ILA & DLA Color Code, Etc.
Common Control Channel (CCCH).- Outbound Control Channel signalling.
Channel assignments and paging.
Types of Control Channels Inbound Primary Control Channel (PCCH).- Señales de
control que son requeridas por todos los MSs de la célula.
Random Access Control Channel (RACH)- El MSs compite por tener acceso primero al PCCH. El BR capturará la primer señal que llegue en el time slot e ignorará todas las demás.
Secondary Control Channel (SCCH).- Similar al PCCH puede ser utilizado para agilizar el tráfico de la célula. (parámetro en estudio por RF).
Dedicated Control Channel (DCHH).- Dado especialmete para señalización de control extendida a MSs.
Call Setup. Registration. ILA & DLA updates.
Types of Traffic Channels
Traffic Channel (TCH).- Provee al usuario de transmisión de voz y datos. Este tipo de canal es reservado para MSs individuales o de grupo.
Packet Channel (PCH).- Preovee transmisión de paquetes e datos al usuario.
Miscellaneous Channels Associated Control Channel (ACCH).- In-Band signalling for traffic
channel. El Ancho de banda para el ACCH se obtiene tomando símbolos del traffic channel.
Handover Request. Handover Target cell information. Call status. Short Message Services (SMS) reconocimiento y datos. Temporary Control Channel (TCCH).- Canal de múltiples accesos
utilizado para acceso aleatorio de señalización en canales que normalmente son usados para acceso reservado.
Solo aparece el tiempo necesario para que el acceso aleatorio tome lugar.
Handovers ( asignados por la célula destino para reservar un slot para traffic channel).
Reconnect requests. Aparece durante tiempos de espera en conversaciones de dispatch. Unassigned Channel (UCH) RF Channel y TS disponibles para su
uso.