Передача голоса и данных в сетях стандарта 2

Передача голоса и данных в сетях стандарта 2 G/3 G Юрьев О. А.

Различные технологии разделения каналов

Переход от сетей второго поколения к сетям третьего поколения

• 2 G: цифровые сети с коммутацией каналов. Используется метод доступа с временным разделением каналов. Поддерживают телефонию и передачу данных. Для организации более быстрого доступа может использоваться GPRS (2 G+). Стандарты: GSM, D-AMPS. Диапазон частот 890 – 960 МГц • 3 G: цифровые сети с коммутацией каналов/пакетов. Используется широкополосный метод доступа с кодовым разделением каналов, поддерживают передачу мультисервисного трафика. Стандарты: CDMA, WCDMA, cdma 2000, i-mode, LTE (3 G+). Диапазон частот 1920 – 2170 МГц

Normal Burst – нормальный пакет

Принцип передачи данных в сетях 2 G

Различия в технологиях GPRS и EDGE GPRS – General Packet Radio Service EDGE - Enhanced Data rates for GSM Evolution

CSD HSCSD GPRS EDGE Максимальная скорость (кбит/с) 9, 6 57, 6 171, 2 474 Тип выделения таймслотов постоянный (1 таймслот) постоянный (таймслоты выделяются всегда) при необходимости и наличии ресурса Circuit Switched Data Доступность Разделение с голосом всегда встречается может (предусмотрено редко отсутствовать стандартом (предусмотрено GSM) расширением стандарта GSM) стандарта GSM отсутствует, используется голосовой ресурс разделено, используются свободные ресурсы

Изменения в структуре GSM

GGSN — GPRS Gateway Service Node — узел, входящий в состав GPRS Core Network и обеспечивающий маршрутизацию данных между GPRS Core network (GTP) и внешними IP сетями. 1. Трансляция интернет адресов (локальная динамическая адресация ) 2. Маршрутизация пакетных данных 3. отслеживание информации о внешних сетях и собственных абонентах (в том числе тарификация услуг) 4. хранение маршрутизирующей базы данных, базы данных с адресами и фильтрующей базы данных

SGSN ( Serving GPRS Support Node, узел обслуживания абонентов GPRS) — функции обработки пакетной информации. SGSN выступает точкой соединения между системой базовых станций (BSS) сети радиодоступа (RAN) и базовой сетью • контроль доставки пакетов данных пользователям; • взаимодействие с реестром собственных абонентов сети HLR или аутентификация (проверка разрешения на запрос пользователями услуги); • мониторинг находящихся в режиме online пользователей; • преобразование кадров GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP глобальной компьютерной сети Internet; • регистрация или «прикрепление» абонентов, вновь «появившихся» в зоне действия сети; • шифрование данных; • сбор поступающей биллинговой информации, пересылка её в главный офис SGSN имеет динамическую базу данных текущей информации о подключенных MS местонахождение мобильного устройства в Routing Area (RA) или соте; информация о безопасности подключения текущее состояние подключения; использование Qo. S Пакетный коммутатор призван разгрузить GSM коммутатор, обеспечивая обработку пакетной информации, оставляя обычному коммутатору лишь голосовой трафик.

Сети 3 G W-CDMA (Wideband CDMA). Протокол, используемый в сетях UMTS (оно же - Universal Mobile Telecommunication System, GSM третьего поколения, или 3 GSM) и FOMA (Япония). UMTS-TDD (UMTS-Time Division Duplexing). Альтернатива связке UMTS/W-CDMA, в которой uplink- и downlink-каналы разнесены не по разным частотам, а по разным "таймслотам" на одной частоте. CDMA EV-DO (EVolution-Data Optimized). Надстройка для быстрой передачи данных. HSDPA/HSUPA/HSOPA (High Speed Downlink/Uplink/OFDM Packet Access). Первые два - апгрейд сетей UMTS для больших скоростей передачи данных (до 3 мегабит) за счет изменения протоколов сингнального уровня и способов кодирования/декодирования данных. Последнее - планируемый путь эволюции сетей UMTS за счет использования частотной модуляции в диапазоне переменной ширины. TD-SCDMA – система, используемая в Китае

Место сетей 3 G в частотном диапазоне

Таблица протоколов передачи данных в сетях 3 G Протокол Скорость вверх Скорость вниз Типовая скорость Используемые диапазоны частот CDMA 2000 1 X EV-DO Rev. A 3, 1 Мбит /с 3, 1 Мбит/с 800 Кбит/с 450 – 470 МГц UMTS W-CDMA HSDPA 384 Кбит/с 14, 4 Мбит/с 1, 2 Мбит/с UMTS W-CDMA HSUPA 5, 76 Мбит/с 14, 4 Мбит/с До 8 Мбит/с 1920 – 1980 МГц(передача) 2110 – 2170 МГц (прием) UMTS W-CDMA HSPA+ 22 Мбит/с 42 Мбит/с 1 -3 Мбит/с, зависит от условий приема и оператора

Формирование кадра в система TD-CDMA

Структура одного канала в системе с CDMA

Структура совместной сети 2 G/3 G

Основные элементы сети 2 G/3 G RNC - Radio Network Controller (BSC) • Управление группой Node. B и радиоканалами к ним • Управление радиоканалами между базовой станцией (Node. B) и абонентским оборудованием (UE) • Управление интерфейсами ко всем элементам опорной сети • Контроль за соединениями в сети UTRAN • Мониторинг качества соединений • Шифрование данных • Управление процессом хэндовера внутри сети радиодоступа и между различными сетями UTRAN (UMTS terrestrial radio network access) BTS - Base Transceiver Station (Node. B) Media gateway (MGW) и MSC-server MGW - аппаратное устройство либо программная опция, предназначенная для преобразования и коммутации мультимедийных потоков (например, голоса) между различными сетями радиодоступа (2 G, 2. 5 G или 3 G) и другими фиксированными сетями связи. MSC-server - осуществляет управление MGW, выполняет функции сигнализации и коммутацию элементов опорной сети между собой

Основные элементы сети 2 G/3 G VLR — Visitor Location Registry HSS - Home. Subscriber Server Au. C – центр аутентификации в базовой сети SGSN - Serving GPRS Support Node GGSN - GPRS Gateway Service Node PSTN – ТФо. П