1 תקשורת נתונים סלולארית שירותים וטכנולוגיות Emanuel Wind חלק ה '

2 UMTS - Agenda Introduction and principles UMTS Architecture UMTS Services IP Multimedia Subsystem (IMS) Architecture and services High Speed Packet Access (HSPA) UMTS Future

3 What drives the 3G ? Better spectral efficiency; in some places, 2G systems are running out of capacity. There is a desire for higher quality voice services. There is a desire to introduce higher data rates and multimedia services into wireless networks. יעילות רשת סלולארית (CS) Users/(Hertz*Cell) יעילות רשת סלולארית (PS) bps/(Hertz*Cell)

4 חזון הדור השלישי Universal global roaming Multimedia (voice, data & video) Increased data rates –384 Kbps while moving –2 Mbps when stationary at specific locations Increased capacity (more spectrally efficient) IP architecture Problems –No killer application for wireless data as yet –Vendor-driven

5 הדור השלישי חזון הרשת המשולבת של הדור השלישי Satellite Macrocell Microcell Urban In-Building Picocell Global Suburban Basic Terminal PDA Terminal Audio/Visual Terminal

6 מה ייתן לנו ה- UMTS ? שידורי וידאו (קליפים וסרטים ) משרתים חיצוניים אל המכשיר הסלולארי העברת צילומים חיים בין מכשירים סלולאריים שרותי קול להם הורגלנו בדורות הסלולארים הקודמים שידורים מהירים בין תחנות נייחות

7 טכנולוגיות הדור השלישי UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service) –שילוב UMTS עם EDGE למשל פריסת UMTS באזורים עירוניים ומתן שרותי EDGE באזורים הבינעירוניים CDMA 2000 –מתבססת על התקן הקיים של CDMA –התפתחות בשלבים : CDMA x CDMA x סלקום Orange פלאפון

8 יכולות רשת UMTS תקשורת נתונים בחיוג ובמיתוג מנות מגוון שרותים ומהירויות תקשורת –קול, נתונים, ווידאו –144Kbps, 384 Kbps, 2 Mbps נדידה בין סוגי רשתות (סלולארית, לווינית, WLAN) קיבולת רשת גבוהה תנועה ברכב 144 Kbps תנועה רגלית 384 Kbps Indoor 2 Mbps

9 UMTS coverage vs. bit rate Out- doors Vehicle Walk Fixed Indoors 155Mb/s GSM UMTS Wi-Fi Wi-MAX

10 International Standardization ITU (International Telecommunication Union) –radio standards and spectrum IMT-2000 –ITU’s umbrella name for 3G which stands for International Mobile Telecommunications 2000 National and regional standards bodies are collaborating in 3G partnership projects –ARIB, TIA, TTA, TTC, CWTS. T1, ETSI 3G Partnership Projects (3GPP & 3GPP2) –focused on evolution of access and core networks –3GPP: Evolution of GSM to UMTS –3GPP2: Evolution of IS-95 to CDMA2000

11 UMTS - Agenda Introduction and principles UMTS Architecture UMTS Services IP Multimedia Subsystem (IMS) Architecture and services High Speed Packet Access (HSPA) UMTS Future

12 Wideband CDMA ממשק הרדיו של UMTS Frequencies –Uplink 1920 – 1980 MHz –Downlink 2110 – 2170 MHz Carrier bandwidth – 4.7 MHz Frequency Division Duplex (FDD) Maximum data rate per user – 384 Kbps Switched core network – GSM-MAP Packet core network – GPRS

13 מבנה רשת UMTS Circuit Switched Domain (גרסא 3) מבנה רשת UMTS Circuit Switched Domain (גרסא 3) Node B מנוי רשת חיוג ציבורית EIR AUC HLR VLR BTS – תחנת בסיס RNC – בקר תחנות בסיס 3G-MSC – מתג 3G-MSC – מתג שער תמסורת "סלקום" 3G-MSC 3G-GMSC RNC

14 BTS מנוי רשת חיוג ציבורית EIR AUC HLR VLR תמסורת "סלקום" 3G-GMSC RNC UMTS מבנה רשת Packet Switched Domain (גרסא 3) SGSN GGSN InternetIntranet

15 ארכיטקטורת UMTS – גרסא 4 Soft Switching SS7 IP/ATM BTS BSC MSC Server VLR HLR AuC GMSC server BSS SGSNGGSN PSTN Internet Abis B H Node B RNC RNS IuCS Mc CS-MGW PSTN Mc ATM Intranet Forget the Switch – Welcome the Call-Server and MGW concept

16 Voice Over IP (VOIP) Evolution Steps R4 R5 Migrate from TDM (E1) To Packet (IP/ATM) VOIP Services using SIP Voice over packet only in the network Phones remain the same Services assigned to a person End to end VOIP “Phones” change to SIP clients

17 UMTS Release 5 It’s all about IP Multimedia IP Multimedia Subsystem (IMS) Phase 1 High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) Wideband Adaptive Multi-rate codec IP in the UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) IMS is the UMTS Revolution

18 UMTS - Agenda Introduction and principles UMTS Architecture UMTS Services IP Multimedia Subsystem (IMS) Architecture and services High Speed Packet Access (HSPA) UMTS Future

19 שרותי UMTS – שיחות וידאו UMTS שיחת טלפון משולבת בוידאו בין שני מנויים מיושמת בערוץ ממותג בקצב 64 Kbps

20 What is Video Telephony ? Real Time two way human interactive audio + video conversation. Audio typically prioritized over video. Low audio delay –One way speech delay msec (200 msec preferably Synchronized Audio and Video –Out of synch – 500 msec Given the size of a cellphone display, a CSD of 64 Kbps is adequate for Video Telephony

21 Video Telephony PSTN IP RNC MSC HLR VIG

מחלקת הדרכה ופיתוח ארגוני 22 שרותי UMTS – Video Streaming IP RTP UMT S RTSP RTCP הורדת תכנים (וידאו חי, clips וכו') במיתוג מנות בקצב של עד 384 Kbps Video Server

23 What is Video Streaming ? Video Streaming is –One way Audio/Video from the user perspective –Typically machine to human –Less stringent quality requirements –Requires buffering (->delay) to overcome jitter and/or loss –Not really a Real-Time servie

24 שרותי UMTS – גלישה ב-Internet UMTS Internet IP Web Server

25 הרחבת גבולות שרותי ה- Multimedia ViG enables calls between 3G video phones and IP-based terminals IP-based terminal e.g. PC with NetMeeting (H.323 or SIP) Corporate environment Residential users IP Network WCDMA Network VIdeo Gateway System (ViG) Video Gateway (ViG)

26 מכשירי קצה ל- UMTS (רשימה חלקית) Sony Ericsson Z1010 Motorola A835 Novatel U530 Nokia 6630

27 Mobile TV Commercial Services

28 UMTS - Agenda Introduction and principles UMTS Architecture UMTS Services IP Multimedia Subsystem (IMS) Architecture and Services High Speed Packet Access (HSPA) UMTS Future

29 Connectivity Layer Networks External Networks Access Application Layer CS DomainPS Domain IP Multimedia Subsystem (IMS) Control Layer IM Subsystem

30 IMS Architecture IMS 3G RAN 3G PS-CN Internet PSTN Signaling Media

31 IMS Architectural Overview in a nutshell GGSN / IP Network Transport Layer Control Layer Service Layer Application Servers (AS’s) Call Session Control Function (CSCF) HSS (Home Subscriber Server)

32 IMS Main Protocols SIP DIAMETER Session Initiation Protocol is defined in RFC 3261 (and many others as well) Diameter (an evolution of RADIUS) is defined in RFC 3588 and 3589

33 SIP - Session Initiaion Protocol What is SIP ? –SIP initiaites interactive Communication sessions including real-time services (voice and video) between users (not devices) What does a session between users include ? –Signaling –Video/Audio/game call SIP is a protocol for –Session invitation –Connection Management SIP an IETF protocol adapted by the 3GPP

34 SIP Benefits to the End User Available Anywhere Anytime -Various clients & terminals -Registration via IP connection Improved Communication -One address -Instant messaging -Click to call -Collaborate/Shared applications Control Incoming Calls -Call screening -Caller ID, Pictures, Subject & Priority

35 Examples of future IP connectivity use CSCF IP SIP Invite player Peter accepted the challenge! Thomas Peter Thomas challenges you to a game of checkers! AcceptDecline Accept IP Connection Game data Quit Chat Push to Stream Peter: 00:00:00 Thomas: 00:00:00

36 CSCF IP SIP Invite player Peter: 00:00:00 Thomas: 00:00:00 Chat > Peter: I am going to win this time! >Thomas: Yeah right, in your dreams! Thomas Peter IP Connection Game data Chat Push to Stream Quit Chat Peter: 00:00:00 Thomas: 00:00:00 > Peter: I am going to win this time! >Thomas: Yeah right, in your dreams! Examples of future IP connectivity use

37 CSCF IP SIP Invite player Peter: 00:00:00 Thomas: 00:00:00 Chat > Peter: hey, look what just passed by! Thomas Peter IP Connection Game data Streaming video Push to Stream Quit Peter chooses to add a streaming component to share what he is seeing Streaming video from Peter: Examples of future IP connectivity use

38 IMS PS CS SN UTRAN/BSSUTRAN/BSS UTRAN/BSSUTRAN/BSS Voice Take picture PTW Context: CS voice Picture transfer Check remote PTW ability and enlighten PTW icon if PTW enabled MSISDN PTW Combinational Services example - Push-To-Watch See what I see !!!