רשתות סלולאריות טכנולוגיה ושרותים חלק ג

רשתות סלולאריות טכנולוגיה ושרותים ' חלק ג Emanuel Wind 052 -2836395 ew@windcomm. co. il www. windcomm. co. il 1

מבוא לרשתות תאיות סדר יום • מבוא • עקרונות הרשת התאית • רשת GSM • תקשורת נתונים, פקס ומסרונים • מערכות הדור השלישי 2

מבוא לרשתות סלולאריות סדר יום • עקרונות הרשת הסלולארית • משאבי הרדיו והתדרים • טכנולוגיות סלולאריות - סקירה • רשת – GSM ארכיטקטורה ותהליכים עיקריים • הודעות קצרות ) (SMS • הדורות הבאים ברשתות הסלולאריות 3

GSM – Global System for Mobile Communication 4

- GSM דרישות מסחריות הדרישות העיקריות שהועמדו בפני מתכנני הרשת • תחרות – מספר מפעילים בכל מדינה. • מערכת פתוחה המבוססת על ממשקים מוגדרים ומאפשרת תחרות בין יצרני ציוד שונים. • קישור לרשת החיוג הציבורית הקיימת. 5

יתרונות רשת GSM • • • 6 איכות שמע גבוהה לעומת רשתות אנלוגיות מעבר "שקוף" בין תאים תמיכה מלאה בשרותי תקשורת נתונים ופקס הצפנת התעבורה )דיבור, נתונים, פקס, (SMS בערוץ האווירי. תמיכה טכנית מלאה בשרותי נדידה בין כל מפעילי GSM בעולם.

ערוץ רדיו ב- GSM ) (200 KHz Frame Time Slot 7 6 5 4 3 ערוצי תעבורה 7 2 1 0 ערוץ בקרה כל ערוץ תעבורה יכול לשרת שיחת דיבור, העברת נתונים או פקס

יעילות רשת סלולאריות מס' שיחות 1 10 KHz NAMPS 3 30 KHz US-TDMA 8 8 רוחב פס רשת 200 KHz GSM ניצול התדרים ברשת GSM לשרותי קול אינו יעיל. חסרון זה הופך ליתרון בשרותי תקשורת נתונים

מבנה רשת GSM VLR HLR AUC EIR רשת חיוג ציבורית MSC BSC GMSC 9 – BTS תחנת בסיס – BSC בקר תחנות בסיס – MSC מתג – GMSC מתג שער BSC MSC תמסורת "סלקום" BTS מנוי

GSM רשת תת מערכות וממשקים ממשק אוויר תחנות הבסיס (BSS) המנוי A ממשק רשת המיתוג (NSS) O&M שו"ב (NMS) NSS – Network Switching Subsystem BSS – Base Switching Subsystem NMS – Network Management Subsystem 10

GSM - תחנת הקצה ב SIM ME IMSI IMEI זיהוי מנוי זיהוי מכשיר תחנת קצה • • ( )מכשיר קצה ME - Mobile Equipment SIM - Subscriber Identity Module IMEI - International Mobile Equipment Identity IMSI - International Mobile Subscriber Identity 11

GSM זיהוי מנוי International Mobile Subscriber Number (IMSI MCC MNC MSIC עד 51 ספרות MCC - Mobile Country Code (3 digits) (Israel – 425) MNC - Mobile Network Code (2 digits) (Cellcom- 02) MSIC - Mobile Subscriber ID Code (up to 10 digits) שבמכשיר הטלפון SIM - צרוב בתוך ה IMSI - ה 12

מס' הטלפון של המנוי ) (MSISDN ) Mobile Station ISDN Number (MSISDN דוגמא: SN 31 8765438 25 NDC 279 CC עד 51 ספרות זיהוי מדינה – CC אזור חיוג או זיהוי מפעיל – NDC מספר מנוי – SN 461. – E תקן עולמי למספרי טלפון

מידע הדרוש לרשת הסלולארית כדי לתת שרות למנוי היכן המנוי ? מיהו המנוי ? מה המנוי רוצה ? 41

מאגרי נתונים ברשת GSM הרשת עוקבת אחר המנויים בעזרת מספר מאגרי נתונים 51

מאגרי נתונים ברשת GSM ה- SIM ME 61 מידע אגור ב- : SIM v זיהוי המנוי v שירותים להם המנוי זכאי v מידע אבטחתי v מידע רישתי זמני

מאגרי נתונים ברשת GSM • ) Home Location Register (HLR מאגר נתונים מרכזי לרשת המכיל מידע קבוע אודות המנויים ברשת • ) Visitor Location Register (VLR מאגר מידע הנמצא בכל מתג ומכיל מידע זמני אודות כל המנויים המקבלים שרות ממתג נתון 71

) Home Location Register (HLR • • 81 נתונים אודות כל המנויים: מס' הטלפון של המנוי מס' הזיהוי של המנוי השירותים להם המנוי זכאי המתג בו נרשם המנוי לאחרונה )בארץ או בחו"ל(

) Visitor Location Register (VLR כל מתג מכיל בתוכו VLR המחזיק רשומת נתונים לכל מנוי הרשום במתג ברגע נתון )ומקבל ממנו שרות(. הרשומה כוללת את הנתונים העיקריים הבאים: – נתוני המנוי כפי שנתקבלו מה- . HLR – מיקומו של המנוי )בתוך אזור השירות של המתג( VLR 91

מאגרי נתונים ברשת קיבולת – HLR עד 2. 1 מליון מנויים GSM HLR מתג VLR SIM קיבולת – VLR עד 004 אלף מנויים 02 הנתונים הכמותיים מתיחסים לציוד מתוצרת Nokia שברשות "סלקום"

מאגרי נתונים ברשת GSM • ) Authentication Center (AUC מאגר נתונים מרכזי ברשת המספק ל- HLR את הנתונים הדרושים לאימות המנוי והצפנת התעבורה ברשת. • ) Equipment Identity Register (EIR מאגר נתונים מרכזי ברשת המכיל נתוני זיהוי למכשירי הקצה 12

עדכוני מיקום רישום ראשוני ) (Registration עדכון מיקום עקב תזוזה עדכון מיקום תקופתי 22

רישום ) (Registration • • פעולת רישום מתבצעת על ידי המתג עם הדלקת המכשיר ועם מעבר בין מתגים. הרישום כולל אימות ה- SIM וזיהוי המכשיר. מיקום המנוי )ברמת (LA נרשם במתג. עם תום הרישום רשאי המנוי לבקש שירותים שונים מהרשת )הקמת שיחה, העברת הודעות וכו'(. מתג 32 Registration LA – Location Area

Location Areas סביב מתג 42 - Location Area קבוצת תאים סמוכים המוגדרת על ידי המפעיל. יחידת הקצה מדווחת למתג על מעברי LA בלבד , ולא על שינויי מיקום בתוך . LA

עדכון מיקום שוטף • תהליך עדכון מיקום שוטף מתרחש כאשר המכשיר קולט תא הנמצא ב- LA חדש. המכשיר שולח הודעת עדכון למתג. • באם התא החדש שייך למתג אחר, מועבר המנוי לטיפולו של המתג החדש. • המתג החדש מבצע תהליך רישום למנוי. מתג BSC עברתי ל- LA חדש 52 רשמתי לפני. תודה

עדכון מיקום תקופתי • תהליך עדכון מיקום תקופתי מתרחש כאשר עבר פרק זמן מסוים מאז עדכון המיקום האחרון. המכשיר שולח הודעת עדכון למתג. • פרק זמן זה הינו פרמטר מערכתי המועבר למכשיר בזמן הרישום. מתג BSC אני עדיין כאן 62 רשמתי לפני. תודה

הקמת שיחה ממנוי קווי למנוי סלולארי VLR HLR AUC EIR רשת ציבורית MSC GMSC BSC MSC 72 BSC BTS MS

ניתוב שיחה ברשת 82 GSM

ניתוב שיחה מרשת GSM לרשת ) TDMA למכשיר דו-רשת( 92

תהליך חיפוש המנוי ) (Paging מתג 03 BSC

הקמת שיחה ממנוי סלולארי למנוי קווי AUC EIR HLR VLR רשת ציבורית MSC GMSC BSC MSC 13 BSC BTS MS

שיחה יוצאת ממנוי סלולארי למנוי קווי • • • 23 המנוי מחייג את המספר המכשיר מבקש הקצאת ערוץ בקרה המתג בודק את מספר היעד מול זכויות המנוי כפי שרשומות ב- VLR ומחליט באם לבצע את הבקשה. המתג יוזם הקמת שיחה מול הרשת הקווית ומעביר למכשיר הסלולארי את ה- . Ring back עם הרמת השפופרת על ידי מנוי היעד מתחילה השיחה.

שיחת ועידה – Conference Call • GSM תומכת בשיחות ועידה בנות עד 5 משתתפים )עד 3 משתתפים ב- . (TDMA • כל מנוי )בעל מכשיר מתאים וההרשאות הנדרשות( יכול ליזום שיחת ועידה ולצרף אליה מנויים נוספים. 1. שיחה בין A ל- B B 2. A מצרף לשיחה גם את C 33 C A

Handover מעבר מנוי בין משאבי רשת שונים בזמן שיחה מעבר ערוצים בתוך התא מעבר בין תאים שכנים מעבר בין מתגים 43

מתי מתרחש ? Handover ירידה באיכות הקליטה תחנת הבסיס והמכשיר מבצעים מדידות שוטפות של איכות הקליטה, ובמקביל נמדדת גם הקליטה מול תאים שכנים. כאשר המדידות מורות כי אפשר לספק למנוי שרות טוב יותר בערוץ שידור אחר – מתבצע . Handover עומס תעבורה בתא באם תא אחד עמוס במיוחד ואילו תאים סמוכים לו פנויים יחסית, יועברו מנויים בין התאים על מנת לפנות משאבים למנויים אחרים. 53

Handover בין תאים שכנים רשת מיתוג 63 תא חדש תא קודם

Handover בין מתגים 73 תא חדש תא קודם

שיפורי איכות רשת ה – GSM וה - TDMA איכות קול – השוואת כל הרשתות במדינת ישראל עולה ששתי הרשתות שסלקום מפעילה, מבדיקות איכות הקול 83 בכבישים הן הטובות ביותר במדינת ישראל.

אימות ה- SIM במכשירי הקצה ) AUC (Authentication Center הינו בסיס נתונים הכולל מפתח זיהוי אישי לכל SIM שאלה VLR תשובה נתוני אימות AUC ככלל, האימות מתבצע מידי רישום, הוצאת שיחה ומשלוח SMS 93

תהליך האימות • תהליך לבדיקת חוקיות ומקוריות ה- SIM שבמכשיר הקצה. • עם רכישת ה- SIM נצרב בו מפתח זיהוי אישי ) , (k ועותק ממנו נרשם בבסיס נתוני האימות שב- . HLR • תהליך האימות מוודא שהמפתח שב- SIM הינו המפתח המקורי. 04

תהליכי אימות 14

זיהוי המכשיר הסלולארי International Mobile Station Equipment Identity (IMEI) TAC FAC SN עד 51 ספרות TAC - Type Approval Code (3 digits) Spare FAC - Final Assembly Code (1 -2 digits) 1 digit SN - Serial Number לכל מכשיר סלולארי יש מספר סידורי המאפשר למפעיל לזהות אותו לפני ביצוע רישום לקבלת שירות במתג 42

) Equipment Identity Register (EIR Black list מכשירים גנובים או אבודים Grey list מכשירים תחת בדיקה White list מכשירים זכאים לשרות זיהוי המכשיר ) (IMEI נבדק בזמן הרישום מול הרשימות שב- . EIR לרוב אין מיושמת הרשימה הלבנה 34

שמירה על פרטיות המנוי ב- GSM • סיסמא להפעלת המכשיר • המנעות מהעברת ה- IMSI באוויר )מוקצה מספר זמני תחליפי בזמן הרישום(. • הדיבור, ההודעות והאיתותים בין המנוי למתג מוצפנים בקטע האווירי מתג 44 BSC תעבורה מוצפנת

פתרונות עסקיים מבוססי מיקום )שרותי חיוג( עדכון נוכחות סלולארי שרת נוכחות 0005* הגעתי 1005* עזבתי 0005* )הגעתי( מתג 54 BSC מעקב נוכחות עובדים מבוסס מיקום בעזרת מכשיר טלפון סלולארי בלבד

חיוב שירותי GSM מרכיבי החיוב העיקריים תשלום ראשוני תשלומים קבועים שוטפים שימוש במשאבי הרשת 64

חיוב עבור השימוש במשאבי הרשת • • • • 74 סוג השרות )שיחה, העברת נתונים, פקס, (SMS משך השיחה שעת יצירת השיחה מיקום המנוי הקורא )התא בו נמצא המנוי( יעד השיחה )רשת אחרת( שימוש בשרותי ערך מוסף ) (SMS, GPRS שימוש בשרותי נדידה ) (Roaming

רשת - GSM סיכום • מבנה רשת GSM • מעקב אחר המנויים – – • • 84 יוזמת המנוי רישום ראשוני מעבר בין Location Areas עדכון תקופתי תהליכי הוצאת שיחה וקבלת שיחה – Hnadover סיבות ומקרים אופיניים אימות המנוי בעת רישום ראשוני והוצאת שיחה יישומים מבוססי מיקום

מבוא לרשתות סלולאריות סדר יום • • עקרונות הרשת הסלולארית משאבי הרדיו והתדרים טכנולוגיות סלולאריות - סקירה רשת – GSM ארכיטקטורה ותהליכים עיקריים • הודעות קצרות ) (SMS • הדורות הבאים ברשתות הסלולאריות 94

הודעות כתובות ) Short Message Service (SMS • • • • 05 GSM הינה הרשת הסלולארית הראשונה בה פעל שרות ההודעות הכתובות. הודעה כתובה יכולה לכלול טקסט, תמונה או קול ומוגבלת ל- 061 תווים. אפשרות לשיגור SMS לרשת GSM ממקורות חיצוניים כגון רשת ה- . Internet למכשיר הקצה יכולת לשדר או לקלוט SMS בזמן שיחה. אפשרות לפיתוח יישום במחשב הנמצא במכשיר הקצה המשתמש ב- SMS כקלט/פלט. המפעיל יכול לשלוח הודעה כתובה לכל המנויים בתא סלולארי נתון ). (cell broadcast – SIM Toolkit כלי פיתוח ליישומים מבוססי SMS

SMS שירותים ה נתמכים על ידי ה : SMS אייקונים שומרי מסך הודעות תמונה 15 I-TONES TIPPCOM

כיצד מיושם שרות ? SMS הודעה יורדת למנוי 25 הודעה עולה ממנוי ) SMS Center (SMSC מרכז ההודעות

כיצד מיושם שרות ? SMS • "מרכז ההודעות" הינו התקן בו נאגרות ההודעות הכתובות הממתינות למשלוח אל המנויים. • הודעה הנשלחת ממנוי סלולארי מגיעה אל מרכז ההודעות ומקוטלגת שם. יחידת הקצה השולחת מקבלת אישור על כך. • מרכז ההודעות שולח את ההדעה אל מנוי היעד מהר ככל האפשר בכפוף למצב הרשת וזמינות מנוי היעד. A B 35 מרכז הודעות A שולח הודעה כתובה ל- B

הודעת SMS עולה ממנוי VLR מתג שער מנוי מתג SMS בדיקת תכונות מנוי SMS מרכז הודעות SMS אישור 45

הודעת SMS יורדת למנוי מרכז ההודעות מתג שער HLR מתג VLR מנוי SMS איתור המנוי Page ומענה SMS אישור 55

שרשור הודעות SMS • • ניתן לשרשר הודעות SMS וליצור הודעה אחת ארוכה. GSM תומכת בשרשור מירבי של 5 הודעות )007 תווים באנגלית, 003 בעברית( TDMA תומכת בשרשור של עד 3 הודעות. נדרשת תמיכת מכשיר הקצה מרכז הודעות 65 חלק 4 חלק 3 חלק 2 חלק 1

שרותיי SMS מול רשתות חיצוניות 75

שיגור SMS מרשת ה- Internet שרות למנויי סלקום דרך אתר הבית של החברה שרות לחברות דרך רשת ה- Intranet שלהם SMS web server מרכז הודעות 85 Cellular SMS web client Internet

– Traffic ניהול עובדים על פי מיקום איכון עובדים, ניהול משימות ודיווחי נוכחות מבוססי מיקום משולב מפות היישום משתמש ב- SMS להעברת המידע בין המשרד לבין העובדים בשטח • הצגת מיקום עובדים ביחס ללקוחות • פתיחה וניהול משימות במערכת ושליחתן באמצעות SMS לעובדים, דיווחי נוכחות על בסיס מיקום • הגדרת נקודות עניין ע"ג מפה )סניפים, לקוחות ועוד( • דיווח מצוקה 95

הודעות כתובות - סיכום • • • 06 הודעות כתובות – השירות המפתיע והרווחי ביותר למפעיל. "מרכז ההודעות" כמאגר אחסון להודעות כתובות. תהליכי הוצאת וקבלת הודעה כתובה. שימוש ברשת ה- Internet להזרמת הודעות לרשת הסלולארית. שרות העברת הודעות כתובות מהווה בסיס ליישומים שונים.