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

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

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

GSM – Global System for Mobile Communication

הדרישות העיקריות שהועמדו בפני מתכנני הרשת - דרישות מסחריותGSM 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.

יתרונות רשת GSM 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.

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

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

מבנה רשת GSM VLR HLR AUC EIR BTS – תחנת בסיס BSC – בקר תחנות בסיס רשת חיוג ציבורית HLR AUC EIR BSC MSC MS = Mobile Station BTS = Basic Transceiver Station BSC = Base Station Controller MSC = Mobile Switching Center GMSC = Gateway Mobile Switching Center HLR = Home Location Register VLR = Visitor Location Register AUC = Authentication Centers (AuCs) EIR = Equipment Identity Registers ESN = Electronic Serial Number GMSC BTS BSC BTS – תחנת בסיס BSC – בקר תחנות בסיס MSC – מתג GMSC – מתג שער MSC מנוי תמסורת "סלקום"

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

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

זיהוי מנוי GSM International Mobile Subscriber Number (IMSI) MCC MNC MSIC עד 15 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) ה- IMSI צרוב בתוך ה- SIM שבמכשיר הטלפון

מס' הטלפון של המנוי (MSISDN) Mobile Station ISDN Number (MSISDN) 972 52 8345678דוגמא: CC NDC SN עד 15 ספרות CC – זיהוי מדינה NDC – אזור חיוג או זיהוי מפעיל SN – מספר מנוי E.164 – תקן עולמי למספרי טלפון

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

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

מאגרי נתונים ברשת GSM ה- SIM זיהוי המנוי שירותים להם המנוי זכאי מידע אבטחתי מידע רישתי זמני SIM ME

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

Home Location Register (HLR) 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) הרשומה כוללת את הנתונים העיקריים הבאים: נתוני המנוי כפי שנתקבלו מה- HLR. מיקומו של המנוי (בתוך אזור השירות של המתג) VLR

מאגרי נתונים ברשת GSM קיבולת HLR – עד 1.2 מליון מנויים מתג SIM VLR SIM קיבולת VLR – עד 400 אלף מנויים 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

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

רישום (Registration) מתג 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 Registration LA – Location Area

Location Areas סביב מתג 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. BSC מתג עברתי ל- LA חדש 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. BSC מתג אני עדיין כאן רשמתי לפני. תודה

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

ניתוב שיחה ברשת GSM

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

תהליך חיפוש המנוי (Paging) מתג BSC

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

שיחה יוצאת ממנוי סלולארי למנוי קווי 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 A C

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

מתי מתרחש Handover ? ירידה באיכות הקליטה עומס תעבורה בתא באם תא אחד עמוס במיוחד ואילו תאים סמוכים לו פנויים יחסית, יועברו מנויים בין התאים על מנת לפנות משאבים למנויים אחרים.

Handover בין תאים שכנים רשת מיתוג תא קודם תא חדש

Handover בין מתגים תא קודם תא חדש

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

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

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.

תהליכי אימות

זיהוי המכשיר הסלולארי TAC FAC SN עד 15 ספרות International Mobile Station Equipment Identity (IMEI) TAC FAC SN עד 15 ספרות TAC - Type Approval Code (3 digits) FAC - Final Assembly Code (1-2 digits) SN - Serial Number Spare 1 digit לכל מכשיר סלולארי יש מספר סידורי המאפשר למפעיל לזהות אותו לפני ביצוע רישום לקבלת שירות במתג

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

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 BSC מתג תעבורה מוצפנת

פתרונות עסקיים מבוססי מיקום (שרותי חיוג) עדכון נוכחות סלולארי *5001 עזבתי *5000 הגעתי שרת נוכחות *5000 (הגעתי) BSC מתג מעקב נוכחות עובדים מבוסס מיקום בעזרת מכשיר טלפון סלולארי בלבד

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

חיוב עבור השימוש במשאבי הרשת 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 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

הודעות כתובות Short Message Service (SMS) GSM הינה הרשת הסלולארית הראשונה בה פעל שרות ההודעות הכתובות. הודעה כתובה יכולה לכלול טקסט, תמונה או קול ומוגבלת ל- 160 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 I-TONES TIPPCOM הודעות תמונה

כיצד מיושם שרות SMS ? הודעה עולה ממנוי הודעה יורדת למנוי 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 מרכז הודעות B A שולח הודעה כתובה ל- B

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

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

שרשור הודעות SMS ניתן לשרשר הודעות SMS וליצור הודעה אחת ארוכה. GSM תומכת בשרשור מירבי של 5 הודעות (700 תווים באנגלית, 300 בעברית) TDMA תומכת בשרשור של עד 3 הודעות. נדרשת תמיכת מכשיר הקצה מרכז הודעות חלק 1 חלק 2 חלק 3 חלק 4 חלק 5

מול רשתות חיצוניותSMSשרותיי

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

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

הודעות כתובות - סיכום 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.