Get a bit more. Siemens. MBO TELECOM/ICT Mobiele netwerken 1 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Agenda Get a bit more. Siemens. – – – – – – – 2 Markt Situatie 9.30-10.00 GSM 10.00-11.15 WAP 11.15-11.45 GPRS 11.45-12.15 UMTS 13.00-14.30 Metingen in mobiele netwerken 14.45-15.45 Afsluiting 15.45-16.00 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Introductie Get a bit more. Siemens. Peter Luns, Ing. System Engineer, GSM Internationale Projecten Siemens Nederland NV Email : [email protected] Mobile : +31 6 1296 2946 Phone : +31 70 333 1925 3 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Agenda Get a bit more. Siemens. • GSM netwerk ontwerp * * * * 4 Historie van GSM GSM Techniek Globaal overzicht van een GSM netwerk Voorbeeld ontwerp Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Historie van GSM (1/4) Get a bit more. Siemens. 1ste Generatie netwerken Analoge interface Beperkte capaciteit (Bandbreedte) Weinig services Onbetrouwbare kwaliteit Geen connectivity NMT 450 AMPS 1981 1982 Nordic voorstel aan CEPT 1984 900Mhz Band gereserveerd voor GSM 1985 TACS 900 NMT 900 2de Generatie netwerken Kwaliteit in bewoonde regio's Grotere capaciteit Services beschikbaar Aanvang Multimedia Connectivity (Roaming) D-AMPS, CDMA-ONE, PDC D-AMPS 1800, CDMA-ONE 1900 GSM 1800, 1900 3de Generatie netwerken 5 Mobiele Netwerken Location Based Services Full Multimedia .... 1987 15 Operators ondertekenen MoU 1989 ETSI opgericht. 1990 GSM 900 1986 Phase 1 1991 1992 1995 Phase 2 Final GSM specificaties + services 1996 Phase 2+ GSM Specs Release 96 GSM Specs Release 97 UMTS, CDMA-2000 GSM Specs Release 98 Siemens Nederland N.V. 2001 Historie van GSM (2/4) Get a bit more. Siemens. 6 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Historie van GSM (3/4) Get a bit more. Siemens. • Migratie van analoge naar digitale netwerken – – – – – Hogere capaciteit van het netwerk S/N Betere transmissie kwaliteit signal quality Encryptie mogelijk op digitale data Data stroom is te herstellen Compressie van spraak en data mogelijk analog signal digital signal Distance from transmitter 7 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 r Historie van GSM (4/4) Get a bit more. Siemens. 2G Digital Cellular Networks GSM: Since 1992 Freq’s : 900, 1800, 1900 Usage : Global Approx. 140 countries Approx. 650M users IS-136: Digital AMPS Since 1991/92 Freq’s : 800, 1900 Usage: N/Z-Amerika Approx. 15M D-AMPS Approx. 60M AMPS 8 Mobiele Netwerken PDC: Since 1993/94 Freq’s : 800, 1500 Usage : Japan Appox. 43M users IS-95: CDMA Sincs 1995 Freq’s : 800, 1900 Usage : Amerika, S. Korea Approx. 35M users Siemens Nederland N.V. 2001 Agenda Get a bit more. Siemens. • GSM netwerk ontwerp * * * * 9 Historie van GSM GSM Techniek Globaal overzicht van een GSM netwerk Voorbeeld ontwerp Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (1/8) Get a bit more. Siemens. HLR BTS BSC VLR EIR AuC MSC GMSC BSC TE BSC 10 Mobiele Netwerken PSTN Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (2/8) Get a bit more. Siemens. PLMN Service Area MSC/VLR Service Area Location Service Area BTS Cell 11 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (3/8) Get a bit more. Siemens. GSM 900 (124 channels) • * Downlink 935 - 960 MHz GSM1800 (374 channels) • * Uplink 1710 -1785 MHz Downlink 1805 -1880 MHz GSM1900 (299 channels) • * 12 Uplink 890 - 915 MHz Uplink 1850 -1910 MHz Mobiele Netwerken Downlink 1930 -1990 MHz Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (4/8) Get a bit more. Siemens. 13 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (5/8) Get a bit more. Siemens. 0 1 2 3 4 5 6 7 Carrier 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Carrier 1 0 1 2 3 4 5 6 7 Carrier 2 Frame bestaat uit 8 Timeslots Timeslot = 156.25 bits = 0.577 msec 1 bit = 3.7 µsec … 7 TB 14 Mobiele Netwerken 0 1 2 Information 3 4 TB 5 6 7 … GP Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (6/8) Get a bit more. Siemens. 15 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (7/8) Get a bit more. Siemens. 16 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek (8/8) Get a bit more. Siemens. 17 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 GSM Techniek Get a bit more. Siemens. • GSM netwerk ontwerp * * * * 18 Historie van GSM GSM Techniek Globaal overzicht van een GSM netwerk Voorbeeld ontwerp Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Globaal overzicht GSM netwerk Get a bit more. Siemens. Base station subsystem BSS Switching subsystem SSS AC HLR BTS IN Other networks SMP VLR EIR SCP MSC/ SSP BSC PLMN Operation + maintenance subsystem ABC AC BSC BTS CBS 19 CBS Administration and Billing Center Authentication Center Base Station Controller Base Tranceiver Station Cell Broadcast Service Mobiele Netwerken ABC EIR HLR MSC OAS SCP ISDN Data networks OMS Value Added Services PSTN VMS OAS Equipment Identification Register Home Location Register Mobile Services Switching Center Operator Assistance Service Service Control Point SMP SMS SSP VLR VMS SMS Service Management Point Short Message Service Service Switching Point Visitor Location Register Voice Mail Service Siemens Nederland N.V. 2001 Siemens Switching System (1/5) Get a bit more. Siemens. • Mobile Switching Center call verwerkings functies (gelijkend op fixed network exchange) • Set-up van signalering / gesprekken •Connection pad selectie •Supplementary service verwerking • Call monitoring • Traffic monitoring en meetingen • Overload beveiliging • Charging • Priority control (bijv. 112) • Ondersteuning van O & M functies 20 Mobiele Netwerken mobile communicatie specifieke functies • Toegang op abonnee & ME databases • Processing van mobiele services • Mobile management, bijv. paging, HOV, LR & LUP,... • Interworking Functie voor data services • Abonnee informatie, e.g. instructie berichten Siemens Nederland N.V. 2001 Siemens Switching System (2/5) Get a bit more. Siemens. 21 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Siemens Switching System (3/5) Get a bit more. Siemens. AuC Authentication Center HLR Home Location Register Taken: • Centrale opslag/management van abonnee data • Aanleveren van data aan VLR • Route information aan MTC • Geassiocieerd met AuC Tasks: • Security data storage (Ki) • Generatie van triples (VLR verzoek) • Geassocieerd met HLR Data / algorithmen: • Ki, IMSI, A3, A8 Abonnee data: • Semipermanente data: MSISDN, IMSI, abonnee services, restricties,... • Tijdelijke abonnee informatie VLR adres, LMSI, MSRN, SMS flaggen,... 22 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Siemens Switching System (4/5) Get a bit more. Siemens. VLR Visitor Location Register Tasks: • Abonnee management in MSC area • Authenticatie coordinatie • Geassocieerd met MSC Abonnee data: • Gedeeltelijke HLR data (MSISDN, IMSI, abonnee services, restricties,..) • Tijdelijke abonnee informatie (LMSI, TMSI, LAI, IMSI attach/detach, MSRN, HON, triplets,...) 23 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Siemens Switching System (5/5) Get a bit more. Siemens. CEIR Common EIR site: Dublin EIR Tasks: • Central, worldwide ME register • Worldwide ME theft prevention Equipment Identity Register Tasks: • Storage of ME data (IMEI) • Monitoring of IMEI: "white", "gray", "black" list ME data: • IMEI = International Mobile Equipment Identity = Type Approval Code TAC + Final Assembly Code FAC (manufacture site) + Serial Number SNR (device serial number) + Software Version Number SVR 24 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Service Nodes Get a bit more. Siemens. IN Features Number Translation Services Freephone Split / Reversed Charging Premium Rate / Info Service (Weather, Sports, Events, Consulting...) Ordering / Booking Services (Warehouse, Travel, Ticketing...) Call Center Service Universal Number Group Hunting Virtual Private Networks Media Enhancements Voice / Fax Messaging Interactive Voice Response Voice Activated Dialling e-mail, SMS Unified Messaging Advertisement Ad financed Calling Ad sponsored Service Applications Personal Services Personal Number / One Number Service Personal Communication Service Friends & Family Alternate Billing Screening Services /Control of Use Prepaid Service Account Card Calling Credit Card Calling Automatic Alternative Billing 25 Mobiele Netwerken Cost Optimization International Automatic Call Back Least Cost Routing Equal Access Home Zone Billing Mobile Local Call Number Portability Local Number Portability Service Number Portability Provider Number Portability Voting / Entertainment Televoting /Mass Calling Games Opinion Polls Others Emergency, Wake up Call, Reminder Service... Siemens Nederland N.V. 2001 TRAU Get a bit more. Siemens. Optimaal gebruik van PCM verbindingen * * TRAU geplaatst bij MSC BSC fungeert als controller en concentrator BSC MSC TRAU naar BTSs 4 TCH’s 16 kbit/s 26 Mobiele Netwerken 4 TCH’s 64 kbit/s 4 TCH’s 64 kbit/s Siemens Nederland N.V. 2001 BSC Get a bit more. Siemens. Management van: • • • • • • 27 Transmissie netwerk “Channels” op de radio interface Base Transceiver Station Radio Netwerk Informatie van/naar OMC BSS database Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 BTS (1/2) Get a bit more. Siemens. Pico BTS BS-40 BS-240 / 240XL Micro BTS 28 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 BTS (2/2) Get a bit more. Siemens. Abis parity bits convolutional encoding interleaving BTS channel coding Um ciphering burst blocks formation HF generation burst multiplexing modulation + • Frequency hopping • Synchronization (time and frequency) • Monitoring and optimization of transmission quality • Power Control PC • Timing Advance TA transmit modulation receive 29 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Operation & Maintenance Center (1/3) Get a bit more. Siemens. EIR MSC/VLR HLR/ AuC SSS MSC/VLR WS OMS TRAU • Subscriber and equipment data management e.g. clearing services, bills • Network operation, configuration and management BSC BSS BTS • Error detection and correction • Security management • Performance management •Test management 30 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Operation & Maintenance Center (2/3) Get a bit more. Siemens. OMC-B OMC-S Radio Commander MSC VLR BSC BSC SSS BSS CG : Charging Gateway DNS : Domain name server 31 Mobiele Netwerken Switch Commander LMT MSC VLR EIR HLR AC CT Siemens Nederland N.V. 2001 Operation & Maintenance Center (3/3) Get a bit more. Siemens. Applications Service Management Tools Network Status Display Service Management Performance Management Network Planning Tools Statistics Fault Management Performance Management e.g. Metrica Mobile Integrator (based on TeMIP) Network Management SS7 Management Event & Log Management Security Radio Commander Backup / Restore HLR Redundancy Concept Documentation, Help ... 32 Switch Commander BSS Mobiele Netwerken RNC NodeB IN Commander GSN MSC UMSC TMOS EM of other NE Ericsson NE other NE Element Management CSC SMP SCP (e.g. ransport) Siemens Nederland N.V. 2001 Network Elements Mobile Station (1/2) Get a bit more. Siemens. + SIM Mobile Equipment • Frequentie band • Power klasse: • 900Mhz = 2W • 1800Mhz = 1W • 1900Mhz = 0.6W 33 Mobiele Netwerken • IMSI = Subscriber Identification nummer Mobile Country Code + Mobile Network Code + Mobile Subscriber Id Number •Network data (preferred / forbidden) •Geheime Sleutels •SMS Berichten •Telefoon boek Siemens Nederland N.V. 2001 Mobile Station (2/2) Get a bit more. Siemens. reverse speech conversion speech conversion • channel decoding • de-interleaving • reformation • channel coding • interleaving • burst block formation ciphering de-ciphering • filtering • amplification • de-modulation • HF generation • modulation • amplification Mobile Equipment ME Subscriber Identity Module SIM 34 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Agenda Get a bit more. Siemens. • GSM netwerk ontwerp * * * * 35 History van GSM GSM Techniek Globaal overzicht van een GSM netwerk Voorbeeld ontwerp Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Ontwerp parameters Get a bit more. Siemens. • • • • • • • 36 Aantal gebruikers Wat voor dekking Transmissie eisen / mogelijkheden Verkeers matrix Gewenste services Groeiscenario … Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Globaal netwerk ontwerp Get a bit more. Siemens. Operation and Maintenance Center SN BTS BTS VMS SN IN mgmt SMS SMS SC Cmd IN RC Cmd BTS LMT BTS VMS MSC RIG CBC BP PSTN PDN 37 Mobiele Netwerken MSC TRAU BSC Sonet BTS BTS HRL/VLR/AuC/EIR BM BTS GGSN SGSN Siemens Nederland N.V. 2001 Capaciteit en fasering Get a bit more. Siemens. Planning Launch date Tobago BSS Capacity BTS sites BSC sites TRAU sites MSC/VLR Trinidad SSS Core Capacity BSS Capacity BTS sites BSC sites TRAU sites MSC/VLR 38 Mobiele Netwerken Phase 1 01/04/2002 Phase 2 31/12/2002 Phase 3 31/12/2002 20,000 10 0 0 0 20,000 10 0 0 0 30,000 16 0 0 0 100,000 0 0 1 1 1 200,000 100,000 66 2 2 2 300,000 270,000 104 3 3 3 Siemens Nederland N.V. 2001 Initieel Radioplan (1/2) Get a bit more. Siemens. 39 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001 Initieel Radioplan (2/2) Get a bit more. Siemens. 40 Mobiele Netwerken Siemens Nederland N.V. 2001