Utilizarea Ip Ului In Retele DE Telefonie Mobila

UTILIZAREA IP-ULUI ÎN REȚELE DE TELEFONIE MOBILĂ

CUPRINS

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE. EVOLUȚIA TELEFONIEI MOBILE

1.1. Evoluția telefonului mobil

1.2. Generațiile rețelelor mobile

1.2.1. Prima generație (1G

1.2.2. A doua generație (2G

1.2.3. A treia generație (3G

1.2.4. A patra generație (4G

1.3. GSM în România

CAPITOLUL 2. GSM (Global System for Mobile Communications)

2.1. Evoluția GSM-ului

2.2. Specificațiile sistemului GSM

2.3. Arhitectura sistemului

2.4. Subsitemul BSS (Base Station Subsystem

2.5. Subsitemul NSS (Network switching subsytem

2.6. Subsitemul OMS (Operation and Maintenance System

2.7. Canalul radio GSM

2.8. Structura cadrului TDMA

2.9. Salturi de frecvență

CAPITOLUL 3. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)

3.1. Arhitectura sistemului UMTS

3.2. Caracteristici ale sistemului UMTS

3.3. Modulare și rata de date

3.4. PSK

3.5. Rate de transfer UMTS

3.6. Avantajele utilizării UMTS

CAPITOLUL 4. LTE (Long-Term Evolution)

4.1. Cerințe pentru implementarea LTE-ului

4.2. Arhitectura rețelei și interfețe

CAPITOLUL 5. IP RAN (Internet Protocol Radio Access Network)

5.1. Modelul OSI (Open Systems Interconnection

5.2. IP (Internet Protocol

5.2.1. Datagramele IP

5.3. Arhitectura echipamentelor și protocoalele folosite

5.4. Prezentarea SMART ROUTER-ului 8609 de la TELLABS

5.5. Topologia unei rețele IP-RAN

5.6. Low RAN (LRAN) și High RAN (HRAN

5.7. Modelul de conectare a unei stații cu un router (PN

5.8. Legătura unui echipament din LRAN cu un echipament din HRAN

5.9. MPLS (Multi Protocol Label Switching

5.10. Alarme și prelucrarea lor

CAPITOLUL 6. CONCLUZII

LISTĂ DE ABREVIERI ȘI ACRONIME:

SUMAR FIGURI PREZENTATE ÎN LUCRARE:

Fig. 1. Motorola DynaTAC 8000X – unul din primele telefoane mobile [21]

Fig. 2. MTA-Mobile Telephone System A

Fig. 3. Telefon oferit de “Telefonica” [8]

Fig: 4. Arhitectura rețelei GSM [11]

Fig. 5. Ierarhia temporală GSM [15]

Fig. 6. Salturi de frecvență [15]

Fig. 7.1. Arhitectura sistemului UMTS [9]

Fig. 7.2. Arhitectura sistemului UMTS [9]

Fig. 8. Arhitectura protocoalelor pe interfața radio [9]

Fig. 9. Structura temporală pe interfața radio

Fig. 10. Rata de date, factorul de împrăștiere, schema de codare [17]

Fig. 11. Tabel User Equipment [10]

Fig. 12. Athitectura rețelei LTE [12]

Fig. 13. Rutele fizice ale interfețelor S1 și X2 [10]

Fig. 14. Tehnologia MIMO [24]

Fig. 15. Modelul OSI [15]

Fig. 16. Antetul datagramei IP [7]

Fig. 17. Smart Router 8609 – Tellabs [10]

Fig. 18. Smart Router 8609 [10]

Fig. 19. Legătura între PN-uri cu o singură ieșire superioară

Fig. 20. Trunk

Fig. 21. Numele și adresa IP

Fig. 22. ”Culorile”

Fig. 23. Legătura (Trunk) între PN-uri

Fig. 24. Configurarea adreselor IP pe routerele A și B

Fig. 25. Exemplu Interogare Interfețe pe un Router

Fig. 26. Cele două echipamente pot comunica între ele

Fig. 27. Cele două echipamente nu pot comunica între ele

Fig. 28. Low RAN

Fig. 29. Redundanță

Fig. 30. PN cu interfețe configurate

Fig. 31. VLAN10 și „vecinul său”

Fig. 32. VLAN200 și VLAN900

Fig. 33. Echipamentele conectate la un PN

Fig. 34. Testul ping

Fig. 35. Test ping eronat

Fig. 36. Interogare vecini

Fig. 37. BGP-4 Router

Fig. 38. Show ip bgp vpnv config

Fig. 39. OSPF, BGP din LRAN 1 către LRAN 2

Fig. 40. Legătura LRAN și legătura LRAN cu HRAN

Fig. 41. Ping între HRAN și LRAN

Fig. 42. Test ping din HRAN către echipamentul final (NodeB)

Fig. 43. Tunel funcțional

Fig. 44. Tunel nefuncțional

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE. EVOLUȚIA TELEFONIEI MOBILE

1.1. Evoluția telefonului mobil

Istoria telefonului mobil cuprinde diferite etape de dezvoltare, evoluție și evenimente legate de apariția primelor telefoane mobile, trecând prin diverse forme, de la stații de emisie-recepție, până la telefoanele celulare moderne cu diverse aplicații și utilizări multiple.

Stațiile de emisie-recepție erau utilizate la începuturi în dotarea taxiurilor, ambulanțelor, vehicolelor de poliție și pompieri, unde era necesară o intervenție rapidă, promptă. Acestea nu sunt considerate telefoane mobile în sensul actual al cuvântului deoarece nu puteau fi conectate la rețeaua de telefonie fixă clasică și nici nu erau dotate cu numere pentru apelare.

Ulterior au apărut și variantele portabile ale acestora, astfel după anul 1940 Motorola produce o stație de emisie-recepție numită “Handie-Talkie” utilizată de armata americană [21].

În Europa, telefonia-radio este folosită prima dată în 1926 în trenul Berlin-Hamburg. După scurt timp, radio-telefonia este introdusă și pe avioanele de pasageri în scopul îmbunătățirii siguranței zborului. Acest mijloc de comunicație este utilizat și de tancurile germane în cel de-al Doilea Război Mondial. La încheierea acestuia, echipamentele de telefonie intră în dotarea mașinilor de patrulă ale poliției germane. Pentru începuturi, utilizarea acestor telefoane erau încredințate doar specialiștilor. După anul 1950 telefoanele erau încredințate și nespecialiștilor, pe vasele ce navigau pe Rin [21]

Fig. 1. Motorola DynaTAC 8000X – unul din primele telefoane mobile [21]

În anul 1910, inventatorul și omul de afaceri suedez Lars Magnus Ericsson pune în practică conceptul de telefonie mobilă instalându-și un dispozitiv în mașina sa. Prin intermediul unei antene bifilare, reușește să se conecteze cu rețeaua de telefonie națională în timp ce se deplasa prin țară.

Conceptul de bază de telefonie celulară se naște în anul 1947, când cercetatorii iși dau seama că, prin introducerea unor zone celulare pot îmbunătății substanțial eficacitatea convorbirilor.

Astfel, în decembrie 1947, Douglas H. și W. Rae Young, ingineri la firma americană de cercetare Bell Laboratories, propun construcția unor celule hexagonale ca relee pentru telefoanele mobile. Philip T. Porter propune ca turnurile celulare să fie plasate în vârfurile unor hexagoane imaginare, astfel ca emisia-recepția să se desfașoare în trei direcții. Dar în acea perioadă, tehnologia aferentă nu se dezvoltase încă și nici frecvențele specifice nu erau alocate. Abia prin anii 1960, Richard H. Fenkiel și Joe S. Engle (ingineri la Bell Laboratories) fac descoperiri care revoluționează electronice [21].

Primul telefon mobil complet automat, numit MTA (Mobile Telephone System A) a fost dezvoltat de Ericsson și lansat pe piață în Suedia în anul 1956 (acesta cântărea aproximativ 40 kg). În anul 1965 MTP produce o versiune mai evoluată și mai ușoară, cântărind aproximativ 9 kg.

Fig. 2. MTA-Mobile Telephone System A

Inginerul sovietic Leonid Kuprianovici a creat în anul 1957 un telefon portabil numit după inițialele sale LK-1. Acesta era prevăzut cu antenă, rotiță pentru formarea numerelor și putea comunica cu o stație-bază. Avea o greutate de 3 kg., raza de acțiune de 20-30 km., iar timpul de funcționare al acumulatorilor ajungea până la 20-30 de ore. Stația de bază se putea conecta la rețeaua locală de telefonie mobilă putând deservi mai mulți clienți. În anul 1958, Kuprianovici și-a reproiectat telefonul, ajungând la o versiune de 500 gr.

Prin anii 1960 se aduc o serie de îmbunătățiri, mai ales prin contribuțiile lui Fenkiel și Engel de la Bell Labs, care pun în practică o serie de descoperiri din domeniul electronicii și al computerului. În 1970, Amos E. Joel Jr. inventează un sistem care să permită telefoanelor să treacă dintr-o “arie celulară” într-alta fără a întrerupe convorbirile telefonice în desfășurare. În anul 1971, AT&T își prezintă oferta pentru serviciul de telefonie celulară către Comisia Federală de Comunicații (FCC).

După ani de dezbateri și audiențe, oferta este acceptată abia în anul 1982 ca Serviciu Avansat de Telefonie Mobilă (Advanced Mobile Phone Service – AMPS), alocându-i-se frecvențe din gama 824-894 MHz. Serviciul analogic AMPS este depășit și înlocuit de cel digital în anul 1990 [21].

Una dintre primele rețele publice de telefonie mobilă este ARP din Finlanda, lansată în anul 1971. Aceasta este considerată ca fiind de generație zero (0 G).

1.2. Generațiile rețelelor mobile

1.2.1. Prima generație (1G)

În 3 aprilie 1973 Martin Cooper de la Motorola efectuează o convorbire cu Joel S. Engel, șeful direcției de cercetare de la AT&T Bell Labs, în timp ce se deplasa prin New York. Această convorbire a efectuat-o cu ajutorul unui aparat Motorola DynaTAC.

Alți inventatori care au contribuit la evoluția telefoniei mobile sunt:

Nathan B. Stabbefield

George Sweigert – primul telefon modern fără fir

Charles A. Gladder și Martin H. Parelman – utilizarea frecvențelor radio

În anul 1977 AT&T și Bell Labs construiesc împreună un prototip de sistem celular, iar în următorul an se lansează testarea primei rețele celulare din Chicago, având peste 2000 de clienți de test, utilizând serviciul AMPS. Această rețea a fost aprobată abia în anul 1982 de Comisia Federală de Comunicații (FCC). Tot în anul 1982, sistemul NMT este lansat în Danemarca, Finlanda, Norvegia și Suedia.

Primul telefon mobil apărut pe piața americană a fost Motorola DynaTAC 800 X. Pentru dezvoltarea acestui telefon mobil au fost necesare costuri de cercetare de peste 100 milioane de dolari. El a fost dezvoltat cu aportul substanțial al lui M. Cooper [13].

Primul telefon mobil care putea face trecerea de la o arie celulară la alta a fost comercializat de Bell Labs în anul 1984. Astfel, telefoanele încep să se micșoreze, să fie totodată mai ușoare, iar aria lor de acoperire să se mărească considerabil.

Începând cu anii 1980 are loc o dezvoltare majoră a telefoniei mobile. Apar rețele celulare cu o multitudine de stații-bază având asigurat și protocolul aferent de trecere de la o celulă la alta, fără a întrerupe convorbirile. În anul 1987, numărul de abonați în Statele Unite ale Americii depășește un milion.

În perioada respectivă transmisia se efectua în sistem analogic, apăreau interferențe legate de electricitatea statică și de zgomot. Sistemele utilizate (NMT,AMPS,TACS,C-NET) vor fi desemnate ulterior sub denumirea generală de generația I (1G) de telefoane mobile.

1.2.2. A doua generație (2G)

La începutul anilor 1990 este lansată cea de a doua generație (2G) de telefonie mobilă, generație bazată pe sistemele GSM (Global System for Mobile Comunication), IS-116 (“TDMA” – Time Division Multiple Access), IS-95 (“CDMA” – Code Division Multiple Access). Sistemul de telefonie 2G este pus în practică prima dată în Finlanda în anul 1991, prin rețeaua Radiolinja.

În această eră transmisia se realiză în mod digital. Dispăreau interferențele iar conectarea cu rețeaua era mult mai rapidă [13].

Echipamentele (telefoanele) devin tot mai mici, ușoare și portabile, mai eficiente din punct de vedere energetic. Popularitatea lor crește și datorită faptului că devin tot mai ieftine, multă lume permițându-și achiziționarea unui astfel de telefon. Au loc diverse inovații tehnologice în această perioadă, atât în domeniul electronicii (creșterea eficienței componentelor o dată cu reducerea dimensiunilor), cât și al acumulatorilor (capacitatea lor crește, performanțe ridicate, dimensiuni reduse). Tot în această eră crește considerabil și numarul de antene ale rețelei celulare, totodată crescând și acoperirea rețelei mobile.

Ca și serviciu nou introdus o dată cu cea de a doua generație trebuie să reamintim SMS-ul (Short Message Service), serviciul de comunicare textual care este la mare cerere/căutare și în zilele noastre, având adepți în general printre utilizatorii mai tineri.

1.2.3. A treia generație (3G)

În anul 2011 în Japonia (NTT DoCoMo) a fost lansată cea de-a treia generație de telefonie mobilă. Aceasta se caracterizează prin viteze de transmisie mult mai mari, capacitatea rețelei și calitatea serviciilor oferite devin tot mai diversificate.

La începutul anului 2008 existau 200 de milioane de abonați cu un venit ce depășește 120 de milioane de dolari.

1.2.4. A patra generație (4G)

Există două tehnologii principale care stau la baza 4G: WiMax Access). Sistemul de telefonie 2G este pus în practică prima dată în Finlanda în anul 1991, prin rețeaua Radiolinja.

În această eră transmisia se realiză în mod digital. Dispăreau interferențele iar conectarea cu rețeaua era mult mai rapidă [13].

Echipamentele (telefoanele) devin tot mai mici, ușoare și portabile, mai eficiente din punct de vedere energetic. Popularitatea lor crește și datorită faptului că devin tot mai ieftine, multă lume permițându-și achiziționarea unui astfel de telefon. Au loc diverse inovații tehnologice în această perioadă, atât în domeniul electronicii (creșterea eficienței componentelor o dată cu reducerea dimensiunilor), cât și al acumulatorilor (capacitatea lor crește, performanțe ridicate, dimensiuni reduse). Tot în această eră crește considerabil și numarul de antene ale rețelei celulare, totodată crescând și acoperirea rețelei mobile.

Ca și serviciu nou introdus o dată cu cea de a doua generație trebuie să reamintim SMS-ul (Short Message Service), serviciul de comunicare textual care este la mare cerere/căutare și în zilele noastre, având adepți în general printre utilizatorii mai tineri.

1.2.3. A treia generație (3G)

În anul 2011 în Japonia (NTT DoCoMo) a fost lansată cea de-a treia generație de telefonie mobilă. Aceasta se caracterizează prin viteze de transmisie mult mai mari, capacitatea rețelei și calitatea serviciilor oferite devin tot mai diversificate.

La începutul anului 2008 existau 200 de milioane de abonați cu un venit ce depășește 120 de milioane de dolari.

1.2.4. A patra generație (4G)

Există două tehnologii principale care stau la baza 4G: WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) și LTE (Long Term Evolutin). WiMax este un standard dezvoltat de IEEE (Insitute of Electrical and Electronics Engineers). Dezvoltarea standardului LTE stă în sarcina 3GPP ( the 3rd Generation Partnership Project), industrie ce sprijină furmizorii care folosesc GSM, tehnologia curentă pentru comunicarea celulară.

Atât WiMax cât și LTE se bazează pe tehnologii avansate de antenă, pentru îmbunătățirea recepției semnalului și a performanței, sprijinindu-se pe diferite tipuri de wireless spectrum.

Rețelele 4G oferă viteze de download de până la 100 mbps comparativ cu 3G care oferă viteze cuprinse între 400 kilobiți per secundă și 21 mbps.

Pe lângă serviciile obișnuite de voce și date, rețeua 4G oferă viteze de acces la Internet mult mai mari, pentru a putea livra rapid servicii precum televiziunea pe mobil sau transfer rapid de fișiere de mari dimensiuni.

1.3. GSM în ROMÂNIA

În anul 1993, prima tentativă de familiarizare cu telefonia mobilă în România a venit din partea companiei “Telefonica”. În acea perioadă telefonia fixă era nelipsită din casele românilor. Din păcate operatorul nu reușește să se dezvolte pe piață datorită dispozitivelor (telefoanelor) compatibile cu rețeaua.

Fig. 3. Telefon oferit de “Telefonica” [8]

În anul 1996, Ministerul Comunicațiilor anunță organizarea unei licitații publice în vederea acordării licențelor de operare pentru primele două rețele de telecomunicații mobile din sistemul GSM. Acest moment este marcat ca fiind începutul telefoniei mobile în țara noastră.

În noiembrie 1996, Mobil Rom și MobiFon au fost anunțați ca fiind câștigătorii licitației și urmau să furnizeze servicii de telefonie mobilă GSM.

În 15 aprilie 1997 și-a început activitatea primul operator GSM din Romania, MobiFon, operând sub brandul de Connex. Lansarea tehnică s-a dezvoltat în numai 135 de zile (de la data câștigării licenței), fiind un record mondial. Connex și-a lansat pentru început serviciile, după numai 18 saptămâni, în nouă orașe importante din țară: București, Bacău, Brașov, Cluj-Napoca, Constanța, Craiova, Galați, Timișoara și Sibiu.

La 16 mai 1997, s-a realizat primul apel în rețeua operatorului MobilRom, care a operat pe piața din Romania sub numele de Dialog, fiind operațional în toate orașele în care exista deja și Connex-ul. Dialog a lansat câteva servicii noi pe piața din România, dintre care amintim: lansarea serviciului de Roaming (cu șapte țări din Europa) și serviciul ALO GSM (serviciu pe bază de cartele preplătite).

În anul 1998 existau 112.000 de utilizatori ai rețelei MobiFon (Connex) și 100.000 de utilizatori ai rețelei MobilRom (Dialog). Serviciile Dialog acopereau 90 % din populația României.

Intră al treilea operator de telefonie mobilă în România, Cosmorom (deținut de Romtelecom), în anul 2000, având la finele său 36.00 de abonați.

Tot în anul 2000, Telefonica vinde operațiunile de telefonie mobilă societății americane Inquam, care lansează serviciul Zapp bazat pe tehnologia CDMA (Division Multiple Access).

Trecând către perioada post Dialog, piața de telefonie mobilă a cunoscut o dezvoltare rapidă. Numai în perioada 2003-2006, Orange România introducea o multitudine de servicii care erau revoluționare pentru vremurile respective, cum ar fi: mobile banking, reîncărcarea electronică, tehnologia EDGE, portalul WAP Orange World, Orange Film, soluția BlackBerry, serviciul 3G.

În anul 2004, Orange România devine lider pe piața de telefonie mobilă, iar în anul 2006 ajunge să aibe 8 milioane de utilizatori.

După ce și-a extins rețeaua de acoperire, Cosmorom a făcut primul rebranding, lansând denumirea de Cosmote, în anul 2005, și se orientează puternic către segmentul serviciilor preplătite.

Tot în anul 2005 Connex a anunțat lansarea serviciilor 3G, dar și că pachetul majoritar de acțiuni a fost cumpărat de către Vodafone, care a introdus noutăți pe piața românească: serviciul HSDPA.

Ministerul de Comunicații scoate la licitație două noi licențe de telefonie mobilă 3G în anul 2006, iar caștigătorii sunt Zapp și RCS&RDS.

În anul 2008, RCS&RDS lansează pe piață serviciul de telefonie mobilă DigiMobil, iar în următorii ani compania se extinde și în afara granițelor țării, în țări precum Spania și Italia, cu o mare comunitate de români. Spre sfârșitul acestui an, este lansat serviciul de portabilitate a numerelor dintr-o rețea mobilă în alta.

Grupul elen (OTE), care este acționar majoritar al Cosmote-ului, achiziționează Zapp-ul, miza principală fiind licența de 3G.Brandul Cosmote și-a încheiat existența în România în septembrie 2014, în urma fuzionării cu Romtelecom, rezultând un nume comun, Telekom România. După două decenii, avem în România trei jucători de talie mondială în telefonia mobilă: Orange, Vodafone și Telekom, plus Digi Mobil (RDS&RCS) care a pătruns și pe piețele din Ungaria, Moldova, Spania, Italia.

CAPITOLUL 2

GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS)

2.1. Evoluția GSM-ului

1981 – la propunerea PTT (Nordic Post Telephone and Telegraph), s-a constituit un grup de lucru pentru punerea la punct a unui standard pan-european de telecomunicații mobile ce va utiliza frecvențele din banda de 900 Mhz. Acest proiect poartă denumirea de Global System for Mobile Communication (GSM)

1986 se fac primele teste în Paris la care au concurat diverse soluții

1987 s-a adoptat soluția Time Division Multiple Access (TDMA)

1989 s-au adoptat standardele sistemului GSM

1991 GSM-ul a devenit operațional

2000 a apărut standardul IMT2000 (ITU-T) pentru tehnologia 3G

2.2. Specificațiile sistemului GSM

Banda de frecvență: UL (Uplink): 890-915 MHz și DL (Downlink): 935-960 MHz – pentru GSM 900 și UL: 1710-1785 MHz și DL: 1805-1880 MHz pentru GSM1800

Distanța Duplex: 45 MHz (GSM900) și 95 MHz (GSM1800)

Separarea purtătoarelor: 200KHz

Modulația: GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying)

Rata de transmisie: 270 kbps

Metoda de acces: TDMA (Time Division Multiple Access)

Codarea de convorbire: RPE LPC 13 kbps

Tehnici de diversitate: Codarea de canal, Hopping de frecvență, Egalizare adaptivă

2.3. Arhitectura sistemului

Arhitectura funcțională a sistemului GSM poate fi divizată în trei subsisteme: subsistemul stațiilor mobile (MS), subsistemul stației de bază (BSS) și subsistemul de rețea (NSS). Fiecare subsistem este compus din entități funcționale, care comunică între ele prin diferite interfețe, folosind protocoale specifice [1].

Primul subsistem este alcătuit din stațiile mobile utilizate de către abonați. Subsistemul stației de bază este compus din două părți, BTS (Base Transceiver Station) și BSC (Base Station Controller). Fiecare BTS gestionează protocoalele interfeței radio (Um) cu toate stațiile mobile dintr-o celulă. BSC coordonează resursele radio și asigură legătura cu Subsistemul Rețea. Subsistemul rețea, a cărui parte principală este centrul de comutație pentru servicii mobile (MSC-Mobile services Switching Center), realizează comutația apelurilor între utilizatori mobili precum și între aceștia și utilizatorii rețelelor fixe. MSC furnizează, de asemenea, servicii cum ar fi: înregistrarea, autentificarea, localizarea periodică, preluările și rutina de apel a unui utilizator ce se deplasează [1, 19].

Stația mobilă și stația de bază comunică prin interfața Um, cunoscută și ca interfață radio (air interface sau radio link) [19].

Fig: 4. Arhitectura rețelei GSM [20]

Figura 4 de mai sus conține următoarele elemente:

ISDN = Integrated Services Digital Network (Rețea digitală cu integrarea serviciilor)

PSTN = Public Switched Telephone Network (Rețea telefonică publică comutată)

PSPDN = Packet Switched Public Data Network (Rețea publică de date cu comutarea pachetelor)

CSPDN = Circuit Switched Public Data Network (Rețea publică de date cu comutarea circuitelor)

NSS = Network and Switching Subsystem (subsistemul rețea și comutație)

BSS = Base Station Subsystem (stația de bază)

MS= Mobile Station (conține și SIM -> cartela de identitate a abonatului – Subscriber Identity Module)

BTS = Base Transceiver Station

BSC= Base Station Controller

MSC = Mobile Services Switching Center

VLR = Visitor Location Register

AUC = Authentication Center

EIR = Equipment Identity Register

OMC = Operation and Maintenance Center

Liniile subțiri din figură reprezintă schimbul de semnalizări iar transportul informației utile pe canale de comunicație fixe sunt reprezentate cu linie groasă. Interfața radio reprezintă frontiera dintre partea fizică a rețelei și partea mobilă.

2.4. Subsitemul BSS (Base Station Subsystem)

Acest subsitem conține echipamentele specifice asptectelor radio ale GSM-ului:

BTS (Base Transceiver Station) include toate echipamentele radio și de interfață cu rețeaua fixă

BSC (Base Station Controller) gestionează interfața radio prin comanda de la distanță a BTS (alocarea canalelor, gestionarea transferului legăturilor și a nivelului semnalului emis de către MS – Mobile Station). Un BSC are funcții de comutare și controlează mai multe BTS-uri [11].

2.5. Subsitemul NSS (Network switching subsytem)

Acest sistem include principalele funcții de comutare ale rețelei și bazele de date necesare gestiunii mobilității, autentificării și gestiunii echipamentelor:

MSC (Mobile Services Switching Center) deservește un număr de BSC-uri. El reprezintă echipamentul principal de comutație.

GMSC (Gateway Mobile Services Switching Center) asigură în plus față de comutare și interfețele cu rețelele externe.

VLR (Visitor Location Register) reprezintă o bazș de date ce conține informații despre localizarea curentă a utilizatorilor în zona deservită de un anumit MSC. El este amplasat de obicei în aceeași locație cu cea a MSC-ului

HLR (Home Location Register) conține o bază de date cuprinzând toți utilizatorii rețelei. Aceste informații sunt de două tipuri: informații statice (numerotarea, categoria utilizatorului) și informații dinamice (localizarea utilizatorului, lista serviciilor suplimentare cerute de utilizator)

AUC (Authentication Center) este un echipament de calcul ce furnizează HLR-ului parametrii de autentificare și tripele pentru cifrare

EIR (Equipment Identity Register) este o bază de date ce conține identitatea echipamentelor mobile (IMEI-ul telefonului – International Mobile Station Equipment Identity) [11].

2.6. Subsitemul OMS (Operation and Maintenance System)

Acest subsistem include mai multe echipamente de calcul și periferice conectate la echipamentele subsitemului NSS și BSS. Ele realizează funcțiile de operare și întreținere a rețelei. OMC (Operation and Maintenance Center) este format dintr-o rețea de echipamente de calcul pentru operarea și întreținerea rețelei GSM. Conține și echipamente de calcul pentru tarifarea și gestionarea utilizatorilor.

2.7. Canalul radio GSM

În orice sistem de comunicații mobile spectrul radio este foarte limitat, resursele fiind împărțite între toți utilizatorii. În scopul împărțirii resurselor spectrale, GSM a ales (utilizează) o combinație între accesul multiplu cu divizare în timp și cel în frecvență (TDMA/FDMA). Rețeaua GSM operează în banda de 900 Mz [1].

Standardul GSM specifică banda de frecvență de la 890 la 915 MHz pentru legătura directă (uplink) și de la 935 la 960 pentru legătura inversă (downlink). Cele două subbenzi sunt divizate în canale de 200 KHz [2].

Alte trăsături ale interfeței pe canalul radio sunt alinierea adaptivă în timp, modulația GSMK, emisie și recepție discontinuă și salturi lente de frecvență. Alinierea adaptivă în timp permite stației mobile să își corecteze momentul de emisie a pachetului de date în funcție de întârzierea de propagare. Modulația GSMK (Gaussian Minimum Shift Keying) crește eficiența spectrală și produce o interferență redusă în afara benzii. Emisia și recepția discontinuă permit trecerea stației mobile în regim de consum redus de energie în perioadele de așteptare între pachete, realizând o lungire a timpului de viață a bateriei și reducerea interferenței de canal comun. Salturile lente de frecvență (Frequency Hopping) sunt o caracteristică adițională a interfeței radio GSM, care ajută la contracararea efectelor fluctuațiilor de nivel (fading Rayleigh) și a interferenței de canal comun [2, 5].

2.8. Structura cadrului TDMA

În GSM, banda de frecvență de 25 MHz este divizată, folosind FDMA, în 124 de frecvențe purtătoare, aflate la o distanță de 200 KHz una de alta. (În mod normal, o bandă de frecvență de 25 MHz poate furniza 125 de frecvențe purtătoare, dar prima este folosită ca bandă de gardă între GSM și alte servicii ce lucrează la frecvențe mai mici.) Fiecare frecvență purtătoare este apoi divizată în timp, folosind TDMA. Astfel, canalul radio, cu o lățime de 200 KHz, este împărțit în 8 intervale temporale. Un interval temporal este unitatea de timp într-un sistem TDMA și are o durată de aproximativ 0,577 ms. Un cadru TDMA este format din 8 intervale temporale consecutive și are o durată de 4,615 ms. Fiecărui utilizator i se aribuie unul dintre cele 8 intervale temporale, ce formează un cadru TDMA [25, 18].

Ierarhia temporală a cadrelor TDMA este ilustrată în figura 5.

Fig. 5. Ierarhia temporală GSM [15]

În funcție de tipul canalului, de trafic sau de control, 26 sau 51 de cadre TDMA sunt grupate în multicadre (120 ms sau 235 ms). 51 sau 26 de multicadre (depinzând, de asemenea, de tipul canalului) realizează un supercadru (6,12 s). Un hipercadru este format din 2048 de supercadre cu o durată de 3 h 28 min 53 s 760 ms. Cadru TDMA are asociat un cod numeric de 22 de biți, care identifică în mod unic un cadru în interiorul unui hipercadru dat.

2.9. Salturi de frecvență

Interfața radio a GSM-ului utilizează salturi de frecvență comandate pe baza unor secvențe prestabilite. Salturile de frecvență constau în schimbarea frecvenței utilizate de un canal la intervale regulate. La GSM frecvența de transmisie rămâne aceeași pe durata unui întreg burst (pachet) și, de aceea, sistemul aparține cazului de salturi de frecvență ‘lente’ (S-FH Slow Fequency Hopping).

Aceste salturi au fost introduse pentru două motive principale. Primul este diversitatea de frecvență, care aduce un câștig evaluat până la 6,5 dB, reușind într-o oarecare măsură să decoreleze variațiile datorate fadingului Rayreigh. Al doilea motiv este diversitatea de interferență, o proprietate asociată cu tehnica CDMA.

Algoritmul salturilor de frecvență este difuzat pe canalele de control de difuziune. Utilizarea transmisiei cu salturi de frecvență este opțională; ea se aplică numai canalelor de trafic, iar terminalele trebuie să fie informate de rețea înainte de trecerea la o transmisie cu salturi. Rata de salt este de 217 salturi pe secundă. În figura 6 este prezentat un exemplu de secvență de salturi de frecvență [19, 18, 4].

Fig. 6. Salturi de frecvență [15]

CAPITOLUL 3

UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM)

3.1. Arhitectura sistemului UMTS

UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) este un sistem de telefonie mobilă 3G (Third Generation) și face parte din familia IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000) a standardelor de comunicații mobile de generația a treia [20].

UMTS a fost inițial dezvoltat de ETSI, iar apoi a fost preluat de 3GPP (Third Generation Partnership Project) [20].

Sistemul UMTS reprezintă o evoluție în servicii și în viteza de transfer de la a doua generație la a treia generație (3G) și consituie o cale reală pentru dezvoltarea produselor și serviciilor multimedia.

Sistemul UMTS a fost prevăzut ca successor al sistemului GSM și se adresează unei creșteri a cererii aplicațiilor mobile și Internet [23]

Elementele de rețea ale sistemului UMTS sunt împărțite în două grupe. Prima grupă corespunde rețelei de acces radio, RAN (Radio Access Network), care suportă toate funcționalitățile radio. În cazul sistemelor UMTS, cu acces radio de tip WCDMA (Wideband CDMA), se utilizează denumirea de UTRAN (UMTS Terrestrial RAN) sau UTRA. Cea de-a doua grupă corespunde rețelei centrale, CN (Core Network), care este responsabilă de comutația și de rutarea comunicațiilor spre rețelele externe. Pentru a completa sistemul, se definește, de asemenea,

terminalul utilizator UE (User Equipement).

Fig. 7.1. Arhitectura sistemului UMTS [9]

Fig. 7.2. Arhitectura sistemului UMTS [9]

UTRAN este format din unul sau mai multe RNS-uri (Radio Network Subsystems), care la rândul lor sunt formate din stații de bază (Node Bs) și RNC-uri (Radio Network Controllers) [6]. Node B este o stație de bază, ce comunică cu UE prin interfața WCDMA. RNC controlează resursele radio.

Rețeaua de acces radio UTRAN îndeplinește mai multe categorii de funcții:

– funcții privind controlul accesului în sistem

– funcții de criptare și de decriptare a informațiilor pe canalul radio

– funcții de mobilitate

– funcții lagate de controlul și managementul resurselor radio

– funcții legate de serviciile difuzate [5]

Rețeaua Centrală (CN) este partea sistemului UMTS, ce conectează UTRAN la rețelele externe, cum ar fi PSTN (Public Switched Telephone Network) și Internet [3].

Echipamentul de utilizator (UE) este format din USIM (UMTS Subscriber Identification Module) și echipamentul mobil, ME (Mobile Equipment) [3].

Interfața radio Uu reprezintă punctul de legătură dintre terminalul mobil (UE) și rețeaua UMTS. Arhitectura protocoalelor pe interfața radio, structurată pe trei nivele, este prezentată în figura 8:

Fig. 8. Arhitectura protocoalelor pe interfața radio [9]

Nivelul fizic

Nivelul 1 (sau L1) se bazeză pe tehnologia WCDMA. El interfațează subnivelul de control al accesului la mediu MAC (Medium Access Control) din nivelul 2 și nivelul de control al resurselor radio RRC (Radio Resource Control) din nivelul 3. De asemenea, oferă pentru MAC diferite canale de transport, iar MAC oferă diferite canale logice pentru RRC. Nivelul fizic este controlat de RRC [20].

Nivelul legătura de date

Nivelul 2 (sau L2) asigură servicii și funcționalități ca MAC, RLC, protocolul de convergență a datelor în pachete PDCP (Packet Data Convergence Protocol) și controlul modurilor broadcast/multicast BMC (broadcast/multicast control). De observat că PDCP și BMC există

numai în planul informațiilor de utilizator (U-plane information) [20].

Nivelul rețea

În planul de control, nivelul 3 este partiționat în mai multe subnivele, din care subnivelul cel mai de jos este RRC. Aceasta asigură interfața cu nivelul 2 și se termină în UTRAN.

Nivelul 3 (rețea sau L3) asigură funcții pentru:

– managementul resurselor radio RRM (Radio Resource Management),

– controlul resurselor radio RRC,

– managementul mobilității MM (Mobility Management),

– managementul conexiunilor CM (Connection Management)

– controlul legăturii logice LLC (Logical Link Control) [20].

3.2. Caracteristicile sistemului UMTS

Interfața radio UMTS este cunoscută sub numele de UTRA și realizează legătura între echipamentul mobil și stația de bază. În comparație cu GSM, această interfață, utilizează o nouă metodă de transmisie, și anume, CDMA (Code Division Multiple Access).

Accesul multiplu pe interfața radio se poate face în două moduri [14]:

– DS-CDMA de bandă largă cu duplex frecvențial, WCDMA (FDD)

– DS-CDMA de bandă largă cu duplex temporal, WCDMA (TDD)

Sistemul european UMTS, în varianta pentru rețele terestre, utilizează pentru interfața radio WCDMA, în modul FDD (duplex frecvențial cu FD = 190 MHz), următoarele subbenzi de frecvență [14]:

– 1920-1980 MHz (lărgimea benzii de 60 MHz) pentru legătura ascendentă

– 2110-2170 MHz (lărgimea benzii de 60 MHz) pentru legătura descendentă

Pentru interfața radio WCDMA în modul TDD (duplex temporal) s-au alocat următoarele domenii de frecvență [14]:

– 1900-1920 MHz (lărgimea benzii de 200 MHz)

– 2170-2200 MHz (lărgimea benzii de 15 MHz)

Sistemul WCDMA presupune utilizarea unei transmisii de bandă largă. Împrăștierea spectrală realizată cu o rata de 3,84Mbps conduce la ocuparea unei benzi de 5 MHz pe purtătoare modulată. Pentru prevenirea interferenței dintre canalele adiacente, distanța dintre două purtătoare consecutive poate fi de ∆f = 4,2 ÷ 5 MHz (cu un rastru de 200 kHz) în funcție de nivelul de protecție dorit. Între canalele aparținând unor operatori diferiți, distanța dintre două purtătoare consecutive se lasă mai mare, ∆f = 5 ÷ 5,4 MHz, pentru a preveni interferența interoperator [5].

Pe fiecare purtătoare de radiofrecvență este definită o structură temporală, formată din cadre, care, la rândul lor, sunt divizate în 15 intervale temporale (time slots), numerotate de la 0 la 14, ca în figura 9.

Fig. 9. Structura temporală pe interfața radio

Transmisia datelor presupune organizarea unor canale de transport, care să includă datele de utilizator și informațiile de control codate, întrețesute și multiplexate. Canalele de transport sunt expandate spectral cu coduri de canalizare (sau spreading) și marcate cu coduri de scrambling pentru a permite identificarea UE cu BTS.

Se poate afirma că rețelele UMTS sunt cu adevărat universale în sensul că:

Sunt proiectate astfel încât să acopere întreaga planetă; acest lucru se realizează prin combinarea unei componente terestre a serviciului (Terrestrial- UMTS) și a unei componente care oferă serviciul cu ajutorul comunicației prin satelit (Satellite-UMTS)

Sunt gândite în ideea oferirii unor servicii universale utilizatorilor

Sunt proiectate având în vedere mediul universal în care vor fi utilizate (încăperi, spații deschise, locații fixe, vehicule aflate în mișcare).

Pentru ca serviciul sa aibă acoperire cu adevărat globală (chiar și pe căile maritime sau cele aeriene) este neaparată nevoie de existența unei constelații de sateliți (S- UMTS – Satellite UMTS) geostaționari care să asigure legăturile în aceste zone. Ca urmare, sateliții vor forma o parte integrantă a rețelelor UMTS, completând infrastructura terestră.

Trebuie spus că trecerea de la rețelele din a doua generație (2G) operaționale în ziua de azi spre infrastructura UMTS se face prin intermediul serviciului General Packet Radio Services (GPRS), care oferă oarecum un serviciu intermediar între primele două, permițând viteze de comunicație mai ridicate (de la 56 Kbps la 114 Kbps) decât cele atinse în cazul rețelelor 2G, dar neavând calitatea serviciilor și multitudinea aplicațiilor oferite de viitoarele rețele 3G.

3.3. Modulare și rata de date

UTRAN folosește tehnica QPSK de modulație a datelor pe purtătoarea de frecvență. Împrăștierea, adică creșterea benzii semnalului transmis peste valoarea benzii semnalului de informație, se realizează prin multiplicare în două etape cu secvență directă pe ambele canale I și Q.

Într-o primă etapă se folosesc coduri ortogonale pentru împreștiere cu scopul separării utilizatorilor între ei. Codul de împrăștiere reprezintă canalul de transmisie. În modul FDD sunt sincronizate numai transmisiile unui același Node B sau ale unui același UE; nu există sincronizări ale transmisiilor între Node B-urile ale aceluiași RNC sau între UE din aceeași celulă. În modul TDD sunt sincronizate transmisiile tuturor entităților ce participă la comunicație.

Fiecare din canalele I și Q sunt supuse unei noi împrăștieri prin multiplicare cu secventă directă folosind secvențe de coduri pseudoaleatoare cu bune proprietăți de autocorelație. Node B-urile folosesc coduri diferite pentru reducerea interferenței intercelulare. Pe legătură inversă toate UE dintr-o celulă folosesc același cod, dar cu diverse decalări pentru ca semnalele să poata fi separate de Node B-ul cu care comunică.

UMTS utilizează o rată de chip de 3.84 Mbps pe o purtătoare de 5 MHz (efectiv se utilizează doar 3.84 MHz cu restul de bandă acționând ca o protecție față de frecvențele adiacente). Din moment ce modulația maximă în UMTS este QPSK ½, adică 1 bit pe simbol, făcând ca throughput-ul maxim pentru o purtătoare de downlink de 5MHz să fie 3.84 Mbps. În condiții radio potrivnice poate fi utilizat QPSK 1/3 (0.7 bits per simbol) cu prețul throughput-ului. [20]

Pentru a permite mai multor utilizatori să acceseze purtătoare în același moment de timp, utilizatorii sunt separați de codurile PN, ce permite utilizatorilor să distingă semnalul lor unic și să-i vadă pe ceilalți ca pe un zgomot. Din moment ce semnalele celorlalți utilizatori contribuie la creșterea zgomotului, controlul puterii este un factor foarte important.

Codurile OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor Codes) permit fiecărui utilizator să acceseze un cod unic ce este ortogonal cu alte coduri ce sunt transmise. Pentru downlink factorii de împrăștiere utilizați în UMTS sunt: 4, 8, 16, 32, 64, 128 și 256. Dacă un cod din arbore este utilizat, toate codurile de dedesubt mai pot fi utilizate.

Cel mai înalt factor de împrăștiere utilizat în UMTS este SF=8, ce corespunde cu rata de bit a utilizatorului de 384 kbps. Rata de voce în întregime este pe SF=128, adică un maxim de 128 de convorbiti simultane pe o purtătoare de 5 MHz. 

Fig. 10. Rata de date, factorul de împrăștiere, schema de codare [17]

Au fost luate în considerare unele caracteristici în momentul în care s-a decis formatul de modulație utilizat de UMTS. Acestea sunt:

este necesar să se asigure că datele sunt purtate în siguranță pe spectrul disponibil și de aceea maxima utilizare este realizată pe spectrul disponibil și deci capacitatea sistemului este maximizată

schema de modulație trebuie să fie aleasă pentru a asigura eficiența amplificatorului de putere RF. Prin activarea amplificatorului de putere, se consumă mai puțina baterie pentru aceeași putere transmisă

formatul modulației trebuie ales astfel încât să evite interferența radio cauzată de alte echipamente electronice aflate în imediata apropiere.

Deoarece formatele uplink și downlink au cerințe diferite, formatul exact pentru modulație este oarecum diferit și el.

Schemele de modulație pentru uplink și downlink deși ușor diferite utilizează formatul Phase Shift Keying. Acest format aduce un plus de eficiență față de alte formate.

3.4. PSK

Phase shift Keying, PSK este o formă de modulație utilizată în particular pentru transmisia de date. Oferă practic o cale efectivă de transmitere a datelor. Prin alterarea numărului de stări diferite de fază ce pot fi adoptate, viteza datelor pot fi obținute printr-un anumit canal ce poate fi mărit, dar cu costul scăderii rezistenței la zgomot.

Modulația downlink

Formatul modulației UMTS pentru downlink este mult mai simplă decât cel folosit la uplink. Downlink-ul utilizează modulația în cuadratură PSK, adică QPSK.

Modulația QPSK utilizată în downlink este utilizată cu controlul timpului multiplexat și cu șirul de date. În timp ce timpul multiplexat ar putea fi o problemă în uplink, unde transmisia în acest format ar genera interferențe în sistemele audio locale, acesta nu este relevant în downlink unde Node B-ul asigură inexistența problemei legate de interferență [23].

Modulatia uplink

Deși uplink-ul utilizează două canale separate astfel încât transmițătorul nu cauzează interferențe pe liniile audio. Cele două canale sunt obținute prin aplicarea datelor codate ale utilizatorului în faza de început In sau I a modulatorului DQPSK, și datele de control ce au fost codate utilizând un cod diferit de intrarea cuadraturii Q a modulatorului [23].

3.5. Rate de transfer UMTS

Potrivit specificațiilor standardului UMTS volumul de date obiectiv pentru throughput este 600-700 kbit/s per 5MHz purtătoare de frecvență. Cu UMTS, utilizatorului unui serviciu îi este alocat un canal fizic cu rata de transmisie a datelor ce poate fi selectat din sistem. Ce este de notat este faptul că throughput-ul maxim apare ca fiind cel mai înalt cu canale de 64 sau 128 kbit/s, atingând aproximativ 570 kbits. Rata de date de 2Mbit pentru utilizatori este bazată pe simplificările motivaționale de publicitate. Este adevarat că o rată de date de 2Mbit este posibilă pentru o purtătoare de 5MHz, dar doar dacă un utilizator comunică și există o mica interferența și dispersie de timp a semnalului pe calea radio. Din păcate este rar întalnit acest caz. Întreaga rată de date disponibilă per purtătoare este divizată între utilizatori [9].

Forward Error Correction

Din păcate legăturile wireless nu sunt atât de fiabile ca legăturile fixe. Nu e vreo excepție să existe rată de eroare de bit de 10-3 sau chiar 10-2. Acest lucru semnifică faptul că fiecare un bit din 1000 sau 100 de biti este achiziționat incorect. Utilizând un pachet de dimensiune 512 bytes implică faptul că niciun pachet nu va fi achiziționat corect. Pentru a împiedica această problema, UMTS suportă două tipuri de coduri de corecție de erori de tip forward (FEC): codarea convoluțională și codarea turbo. Codarea de erori de tip forward adaugă biți redundanți pe partea transmițătorului, ce face posibil decodarea cadrului fară erori pe partea receptorului. Utilizând aceste cadre de coduri se poate totuși primi corect când canalul are o rată de eroare de bit de 10-1. Codarea turbo este curent una din cele mai sofisticate codari de tip forward error correction disponibilă [9].

3.6. Avantajele utilizării UMTS

Avantajele utilizatorilor

Servicii mobile atractive și personalizate pentru utilizatorii rezidențiali și business

Aparate noi multimedia atractive

Transport de date la viteze înalte de până la 2 Mbit/s

Servicii ireproșabile independente de locația operatorului

Aspect unitar al tuturor serviciilor – VHE (Virtual Home Environment) [9]

Avantaje ale operatorilor

Acces rapid la date pentru aplicațiile multimedia, conexiunile la internet/intranet, biroul mobil, servicii bancare.

Generarea de profit și diferențierea prin noi servicii

Servicii suplimentare, de exemplu serviciile preplătite

Noi oportunități de afaceri pentru furnizorii deja existenți sau potențiali în domeniul aplicațiilor mobile de date

UMTS poate fi combinat cu GSM și in viitor cu alte interfețe radio precum WLAN si EDGE

utilizare mai eficientă a resurselor rețelei [9]

CAPITOLUL 4

LTE (LONG-TERM EVOLUTIN)

4.1. Cerințe pentru implementarea LTE-ului

LTE se concentrează pe suportul optim pentru serviciile de rutare de pachete (PS).

Cerințele principale ale design-ului unui sistem LTE sunt amintite mai jos:

Rata de transfer: Scopul este atingerea unui maxim de 100 Mbps (downlink) și 50 Mbps (uplink) pentru o lătime de bandă de 20 MHz, presupunând două antene receptoare și una emițătoare la un terminal.

Capacitatea: S-a stabilit ca obiectivul mediei capacității de download per MHz să fie de cel puțin 3-4 ori mai mare decât cel din versiunea 6, iar pentru upload de 2-3 ori mai mare.

Eficiența Spectrală: Target-ul pentru downlink este de 3-4 ori mai bun și pentru uplink de 2-3 ori mai bun decât versiunea 6.

Latență: timp de tranzit într-o direcție între un pachet fiind disponibil în nivelul de IP, fie în terminal, fie în rețeaua de radio-acces și disponibilitatea acestui pachet, la nivelul IP în rețeaua de radio-acces/terminal trebuie să fie mai puțin de 5 ms. De asemenea, latența se va reduce, pentru a permite perioade de tranziție scurte de mai puțin de 100 ms de la starea de repaos la starea activă.

Lațimea de bandă: Vor fi suportate lărgimi de bandă scalabile la 5, 10, 15, 20 MHz. De asemenea, lățimi de bandă mai mici de 5 MHz trebuie să fie susținute pentru mai multă flexibilitate. 

Interoperabilitatea: Trebuie asigurată interoperabilitatea cu sistemele existente UTRAN / GERAN și cu sistemele non-3GPP. Terminale hibride vor sprijini trecerea de la și la UTRAN / GERAN. Întreruperea pentru timpul de transfer între E-UTRAN și UTRAN / GERAN trebuie să fie mai mică de 300 ms pentru servicii în timp real și mai mică de 500 ms pentru servicii care nu sunt în timp real.

Servicii de tip Multimedia Broadcast Multicast (MBMS): MBMS va fi îmbunătățit și va fi redenumit E-MBMS. ( Enhanced – MBMS)

Costuri: Migrația de la o versiunea 6 a interfeței de radio UTRA și a arhitecturii trebuie să aibă costuri reduse. Complexitatea sistemului și a terminalelor trebuie să fie rezonabile, odata cu costul și consumul de energie. Toate interfețele specificate vor fi compatibile, pentru a se realiza interoperabilitatea echipamentor multi-vendor. 

Mobilitate: Sistemul ar trebui să fie optimizat pentru miscări la viteze mici (0-15 km / h), dar și viteze mai mari trebuie să fie susținute, inclusiv cea a unui tren de mare viteză.

Alocarea spectrului: Trebuie să fie posibilă funcționarea în pereche (Frequency Division Duplex / Modul FDD) și nepereche spectrului de frecvențe (Time Division Duplex / TDD mode).

Co-existența: Co-existența în aceeași zonă geografică și colocare cu GERAN / UTRAN trebuie asigurată. De asemenea trebuie asigurată co-existența între operatorii din benzile adiacente, precum și coexistența între cele două limite.

Calitatea serviciilor: Se va asigura calitatea serviciilor de la un capăt la altul. VoIP ar trebui să fie suportată cu o eficiență cel puțin la fel de bună ca și serviciul de voce comutare de circuite în UMTS (CS).

Sincronizarea rețelei: Sincronizarea timpilor diferitelor rețele nu va reprezenta un obiectiv important [9].

4.2. Arhitectura rețelei și interfețele

Arhitectura rețelei LTE este similară cu cea GSM și UMTS, fiind împărțită, în principiu, în

partea de rețea radio și partea de nucleu al rețelei.

Dispozitivul mobil este referit ca echipament al utilizatorului (User Equipment – UE), la fel

ca la UMTS. Clasele UE sunt trecute în tabelul de mai jos. Modulația folosită de LTE este 64-QAM la downlink, combinat cu diversitate a antenelor și MIMO (excepție clasa 1 UE). La uplink, se folosește modulația 16-QAM pentru clasele 1-4 și 64-QAM pentru clasa 5 de UE.

Folosirea MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) presupune transmiterea a mai multor șiruri de date pe aceiași frecvență purtătoare de la mai multe antene de la stația de bază la echipamentul mobil. Dacă există multipropagare, UE distinge între semnalele recepționate și recrează semnalul original. Schemele MIMO pot fi 2×2 sau 4×4 (antene transmisie și antene recepție).

Fig. 11. Tabel User Equipment [10]

Fig. 12. Arhitectura rețelei LTE [12]

eNode-B-ul este cel mai complex dispozitiv din rețeaua LTE, numele pornind din UMTS cu adăugarea termenului “evolved” (evoluat). Termenul se mai regăsește și în alte elemente arhitecturale LTE precum eUTRAN (evolved Universal Telecommunications System Terrestrial Radio Access Network).

eNode-B-ul conține 3 elemente majore:

Antenele, cea mai vizibilă parte

Modulele radio care modulează și demodulează toate semnalele primite și recepționate pe interfața radio

Module digitale pentru procesarea tuturor semnalelor primite și recepționate pe

interfața radio, care acționează ca o interfață cu nucleul rețelei peste o conexiune backhaul de înaltă viteză

Funcțiile pe care le îndeplinește eNode-B-ul sunt:

managementul utilizatorilor, în general, și planificarea resurselor de pe interfața radio

asigurarea QoS, cum ar fi asigurarea latenței și lățimii de bandă minime pentru servicii de timp real și capacitatea de transfer maximă pentru aplicații de background, depinzând de profilul utilizatorului

balansarea încărcării între diferite servicii radio simultane către useri diferiți

managementul mobilității

managementul interferențelor, adică reducerea impactului transmisiunii downlink asupra staților de bază vecine în scenarii despre marginea celulelor

Interfața Uu reprezintă interfața dintre UE și eNode-B și este singura interfață din rețea care este întotdeauna wireless. Ratele binare teoretice depind de încărcarea spectrului folosit de celulă. LTE este flexibil din punct de vedere al folosirii benzilor. De asemenea, pe această interfață se folosește și MIMO. Vitezele maxime atinse pot ajunge până la 150 Mbps, depinzând de mulți factori precum interferențe, încărcarea celulei, distanța de la antenă la utilizator, etc.

Interfața dintre stația de bază și nucleul rețelei se numește interfața S1. De obicei,

aceasta presupune o legătura de fibră optică sau cablu de cupru de mare viteză. Această

interfață este împărțită în două părți logice, care transportă informația prin același canal fizic. Acestea sunt S1 User Plane, pentru datele utilizatorilor și S1 Control Plane, pentru datele de control ale rețelei LTE. S1 Control Plane are două funcții: prima este ca eNode-B să interacționeze cu nucleul rețelei pentru comunicări specifice, iar a doua pentru transferul mesajelor de semnalizare care țin de utilizatori, de exemplu pentru un apel de voce. Aceste protocoale au la bază stiva IP.

O altă interfață, folosită pentru comunicarea între stațiile de bază LTE este interfața X2. Această comunicare are două scopuri: în primul rând, controlul de handover este făcut de stațiile de bază, prin comunicare directă între acestea, nemaisolicitând interfața S1, iar în al doilea rând, stațiile de bază se folosesc de această interfață pentru coordonarea interferențelor, deoarece, ca la UMTS, acestea folosesc aceiași frecvență. Interfața X2 este folosită la nivel de layer 3.

Fig. 13. Rutele fizice ale interfețelor S1 și X2 [10]

Entitatea de management al mobilității (Mobility Management Entity – MME) este elementul de arhitectură al rețelei LTE care este responsabil de toate schimburile de semnalizări între stațiile de bază și nucleul rețelei și între utilizatori și nucleu.

Responsabilitățile MME-ului sunt:

Autentificarea –înregistrarea utilizatorului în rețea la pornirea aparatului. MME cere

informații de autentificare de la HSS (Server local de abonați)

Stabilirea purtătorilor (bearers) –MME comunică cu nucleul rețelei pentru stabilirea unui tunel IP între eNode-B și gateway-ul către Internet, alegând și gateway-ul

Managementul mobilității NAS – MME urmărește dispozitivele inactive pentru ca, în cazul în care este necesară o transmisie de date către un dispozitiv inactiv, să se cunoască poziția sa în rețea, în aria cărei stații de bază se află

Suport pentru handover – dacă interfața X2 nu este disponibilă, MME intermediază procesul de handover între eNode-B-uri

Comunicare cu alte rețele radio – dacă acoperirea LTE nu mai este disponibilă, MME decide dacă dispozitivul trece într-o rețea GSM sau UMTS sau dacă trece în managementul altei celule

Suport pentru SMS și voce – MME se ocupă cu managementul serviciilor tradiționale de SMS și apeluri de voce

MME folosește diverse interfețe pentru comunicarea cu celelate elemente precum S5, S6a, S11 și SG, care sunt evidențiate și în figura 12.

Gateway-ul de serviciu (Serving Gateway – S-GW) este responsabil cu managementul tunelelor de date de utilizator între eNode-B-uri și PDN-GW (Gateway către rețeaua de pachete de date), care reprezintă gateway-ul către Internet. Interfața cu MME este S11 pe care primește comenzi legate de tunelurile create și modificate de MME. Folosește protocoale precum GTP-C de la GPRS și UMTS și protocolul UDP în loc de SCTP. S-GW este un element care folosește protocolul IP la nivelul de rețea.

Gateway-ul PDN este un alt element de nucleu al rețelei LTE. Acesta reprezintă

conexiunea cu Internetul și este capătul interfeței S5. Acesta primește pachetele utilizatorilor și le încapsulează într-un tunel S5 GTP, trimițându-le spre S-GW. O altă funcție a PDN-GW este asignarea de adrese IP către dispozitivele mobile. După autentificarea făcută de MME, MME cere lui PDN-GW o adresă de IP pentru dispozitiv. Se pot asigna simultan și adrese IPv4, și adrese IPv6. Alt rol important pe care îl are PDN-GW este în scenariile de roaming internațional. Spre exemplu, când un utilizator se alfă într-o rețea din altă țară și accesează Internetul, se crează o legătură între PDN-GW al rețelei utilizatorului și S-GW din rețeaua curentă.

Serverul local de abonați (Home Subscriber Server -HSS) reprezintă baza de date care

conține toate datele abonaților, similar cu HLR (Home Location Register) din GSM și UMTS.

Protocolul folosit de HSS se numește DIAMETER, bazat pe IP, pentru schimbul de informații cu

baza de date. Interfața folosită este S6a. HSS conține următoarele date despre utilizator: IMSI-ul

(identifică unic un abonat), informații de autentificare (chei de criptare, etc.), detalii despre ce servicii cu comutație de circuite sau de pachete poate să folosească, informații specifice IMS,

ID-ul curent al MSC-ului folosit, ID-ul SGSN-ului sau MME-ului.

LTE suportă tehnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) care permite ca stația de bază să transmită multiple șiruri de date pe aceiași purtătoare simultan.

Fig. 14. Tehnologia MIMO [24]

In figura 14 este explicată tehnologia MIMO. Transmițătorul TX are mai multe antene și poate transmite un șir independent de date. Căile de propagare ale acestora sunt independente (decorelate). Receptorul RX trebuie să aibă cel putin la fel de multe antene ca și transmițătorul. Folosind algoritmi de decodare complecși, receptorul poate decoda informațiile primite de la transmițător.

În majoritatea țărilor din Europa și America, LTE folosește duplexarea în frecvență (FDD)

pentru separarea transmisiunilor de uplink și de downlink pe frecvențe diferite. În alte părți ale

lumii, este folosită duplexarea în timp (TDD), folosită deja în UMTS, datorită lipsei de frecvențe

disponibile.

Altă abordare nouă în LTE comparativ cu UMTS este adoptarea unei rețele all-IP. UMTS

folosește nucleul tradițional bazat pe comutație de circuite pentru serviciile de voce, SMS și alte

servicii moștenite de la GSM. LTE se bazează integral pe un nucleu de rețea bazat pe IP pentru

toate serviciile, mai puțin SMS. Arhitectura de rețea all-IP simplifică mult design-ul și implementarea LTE-ului. LTE urmează pașii pe care i-au urmat și alte servicii precum televiziunea, etc. Standardele de calitate ale serviciilor pe care LTE le oferă au fost stabilite. O problemă importantă este reprezentată de handover-ul către o rețea bazată pe comutație de circuite atunci când nu mai există acoperire LTE.

De asemenea, toate nodurile de rețea LTE sunt bazate pe IP, incluzând conexiunea de

backhaul către stația de bază radio, simplificând comunicațiile care erau în trecut bazate pe E1,

ATM și legături de releu de cadre. LTE include și mai puține elemente de arhitectură logice și

fizice, comparativ cu UMTS pentru a reduce întârzierile cauzate de comunicare între noduri.

Au fost optimizate de asemenea și semnalizările pentru stabilirea conexiunii și alte proceduri pentru

managementul interfeței aer.

Dispozitivele LTE trebuie să fie capabile să suporte tehnologiile deja existente GSM, GPRS, EDGE și UMTS.Pe partea de rețea, protocoalele și interfețele sunt așezate astfel încât trecerea de la o tehnologie la alta să se facă fără timpi de așteptare. Deși infrastructura LTE a fost construită separat față de celelalte tehnologii, în viitor acestea vor fi încapsulate în aceiași infrastructură.

LTE succede nu numai UMTS, ci și CDMA2000. Standardele noi introduse, ca MIMO, se

regăsesc și în alte tehnologii, ca HSPA+ Release 7.

CAPITOLUL 5

IP – RAN (INTERNET PROTOCOL RADIO ACCESS NETWORK)

5.1. Modelul OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model)

În modelul OSI (care a fost creat în 1984 pentru ca rețelele să fie capabile să lucreze împreună) există șapte nivele diferite, fiecare având o funcție specifică. OSI este un model stivă, orice schimbare a unui nivel nu afectează alte nivele.

Fig. 15. Modelul OSI [15]

Nivelul aplicație (Layer 7): permite aplicațiilor să acceseze servicii de rețea neoferind servicii pentru nivelele inferioare. Exemplu de servicii oferite: accesul la o bază de date, email-ul, transferul de fișiere, browser

Nivelul prezentare (Layer 6): este nivelul care formatează datele pe care nivelul aplicație le transmite, să fie standardizate și să poate fi citite de către nivelul aplicație al sistemului cu care comunică

Nivelul sesiune (Layer 5): acesta stabilește, gestionează și finalizează sesiunile de comunicație între aplicații. El este responsabil de crearea conexiunilor, de sincronizarea și menținerea lor și de întreruperea acestora

Nivelul Transport (Layer 4): are rolul de a transporta datele în siguranță și de a asigura și menține un flux al acestora

Nivelul Rețea (Layer 3): el asigură conectivitatea și selecția căilor de comunicație între două sisteme

Nivelul Legatură de date (Layer 2): este nivelul care face trecerea datelor din echipament în mediul prin care se transmite informația (traficul)

Nivelul Fizic (Layer 1): definește specificațiile electrice și fizice ale mediilor de comunicare și ale echipamentelor. El transformă cadrele în biți pentru a putea fi transmise

5.2. IP (Internet Protocol)

IP (Internet Protocol) este un protocol care asigură un serviciu de transmitere a datelor, fără conexiune permanentă. O adresă de IP este un identificator unic pentru un echipament (nod,router) într-o rețea IP. Adresa IP este formată dintr-un număr binar pe 32 de biți, reprezentat ca o valoare de patru numere zecimale (8 biti) cuprinse între 0 și 255 (octeși) separate prin punct (.).

În prezent există cinci clase diferite de adrese IP. Ele se disting prin diferențierea primilor 4 biți ai adresei, respectiv:

Clasa A: aceste adrese din clasa A încep cu 0xxx. Prima adresă din clasa A este 0.0.0.1 iar ultima este 127.255.255.255

Clasa B: aceste adrese încep cu 10xx. Prima adresă IP din clasa B este 128.0.0.0 iar ultima 191.255.255.255

Clasa C: adresele încep cu 110x. Prima adresă IP este 192.0.0.0. Ultima adresă IP din clasa C este 223.255.255.255

Clasa D: aceste adrese au forma 1110. 224.0.0.0 este prima adreasă IP utilizabilă iar 239.255.255.255 fiind ultima. Aceste adrese sunt rezervate pentru multicasting.

Clasa E: adresele din clasa E încep cu 1111. Prima adresă din această clasă este 240.0.0.0 și ultima este 255.255.255.255 [7].

Atât adresele IPv4 cât și cele IPv6 folosesc subnetarea, care constă în împărțirea adresei IP în două părți: adresa de rețea și adresa de stație. Folosind o mască de rețea, echipamentul (router-ul) poate determina unde să împartă adresa IP. Subnetarea a apărut ca soluție pentru problema epuizării spațiului de adrese IP [7].

5.2.1. Datagramele IP

Unitatea de transfer a unui pachet de date se numește datagramă IP. Ea este formată dintr-un antet (ce conține informații pentru IP) și datele propriu-zise (singura partea a datagramei IP relevantă protocoalelor de nivel mai mare).

IP-ul poate controla fragmentarea și reasamblarea datagramelor. Lungimea unei datagrame este de 65.535 octeți însa fiecare echipament host (gazdă) trebuie să suporte datagrame IP de până la 576 octeți fără fragmentare.

Fragmentele unei datagrame se împart în doua părți: antet și date.

Antetul datagramei IP are o lungime de cel puțin 20 octeti:

Fig. 16. Antetul datagramei IP [7]

VERS: versiunea protocolului IP

HLEN: lungimea antetului numărată în unități de 32 de biți

Timpul serviciului: este o indicație a calității serviciului cerut pentru datagrama IP

Lungimea totala: este lungimea datagramei cu tot cu antet și date, specificată în octeți

ID: număr unic atribuit de către echipamentul care transmite pachetul pentru a ajuta la reasamblarea fragmentelor datagramei

FLG: sunt diferite fanioane atribuite datagramei

Fragment Offset: se utilizează numai cu datagrame fragmentate și ajută la reasamblarea ei

TTL (Time to Live): este timpul de călătorie (în secunde) permis datagramei

Protocol: este trecut numărul protocolului de nivel superior căruia trebuie livrată datagrama

Suma de control a antetului: după cum îi și spune numele este o sumă de control care face referire doar la antete

Adresa IP a sursei: este adresa pe 32 de biți a echipamentului care a emis datagrama

Adresa IP a destinației: este adresa echipamentului destinație pentru datagramă

Date: aici sunt conținute datele care sunt transmise protocolului de nivel superior.

Tendințele în rețelele de telefonie mobilă au fost de a implementa noi tehnologii care sunt capabile să suporte și să ofere serviciile bazate pe IP. În ultimii 10 ani au apărut diverse tehnologii care au oferit utilizatorilor viteze de transfer de date din ce în ce mai ridicate, precum, GPRS (General Packet Radio Services – viteză de transfer între 56-114 kbit/secundă), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolutin – viteză de transfer până la 236kbit/secundă), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System – viteză de transfer de până la 384 kbit/secundă) sau LTE (Long Term Evolutin – cu viteze de tansfer de până la 300 Mbit/secundă).

Arhitectura se pastrează, cum a fost prezentată în capitolele anterioare, însa au fost introduse echipamente care să ofere posibilitatea utilizării IP-urilor [7].

5.3. Arhitectura echipamentelor și protocoalele folosite

Arhitectura unei rețele bazate pe IP are ca principal echipament asa numitul Packet Node, care este de fapt un router care suportă diverse tehnologii, protocoale și servicii, la diverite niveluri ale sistemului OSI (Open Systems Interconnection). Un router este responsabil cu rutarea pachetelor către o singură destinație, realizând acest lucru pe baza adresei IP a dispozitivului destinație. Adresele IP sunt stocate într-o tabelă de adrese. Rutarea pachetelor se realizează între două rețele diferite. Router-ul funcționează la nivelul 3 al OSI (Network – Rețea).

În primul rând, pentru comunicarea între UE și IP-RAN, pe nivelul 3 al OSI (Open System Interconnection) (Retea), se utilizează protocolul RRP (Radio Resource Protocol), pe când semnalizarea dintre partea de IP-RAN și cea de CN este asigurată de protocolul RANAP (Radio Access Network Application Part), peste legătura de tip Iu. Transportul datelor, utilizând link-urile existente (prin urmare, tot la nivelul 4 – Transport – al OSI) se bazează pe ALCAP (Access Link Control Application Part). MAC (Medium Access Control) este un protocol ce funcționează la nivelul 2 al OSI (Data Link – Legătură de Date), folosit pentru realizarea unor funcții precum: maparea dintre canalele logice și de transport, prioritizarea traficului, selecția formatelor de transport optime, multiplexarea/demultiplexarea informației, ca interfață între nivelele superioare și nivelul fizic (nivelul 1 OSI).

Un Packet Node funcționează la nivelurile 1, 2 și 3 ale OSI, suportând, prin urmare, o serie de tehnologii, protocoale și servicii corespunzătoare fiecărui nivel, precum: ATM (Asynchronous Transfer Mode), FR (Frame Relay), Ethernet, VPLS (Virtual Private LAN Service), 802.1Q, VPWS (Virtual Private Wire Services), RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol), EoS (Ethernet over SONET/SDH), PPP (Point to Point Protocol), POS (Packet over SONED/SDH), BGP (Border Gateway Protocol) (cu variantele iBGP – Internal BGP – și eBGP – External BGP –), IS-IS (Intermediate System to Intermediate System), OSPF (Open Shorthes Path First) (nivelul 2 OSI: Data Link – Legătură de Date), MPLS (Multiprotocol Label Switching), IP VPN (Virtual Private Network) cu GRE (Generic Routing Encapsulation), PIM-SM (Protocol Independent Multicast – Sparse Mode), RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering), CSPF (Constraint-based Shortest Path First), IGMP (Internet Group Management Protocol), IPsec (Internet Protocol Security), BFD (Bidirectional Forwarding Detection) sau CIDR (Classless Inter-Domain Routing) (nivelul 3 OSI: Network – Rețea), SNMP (Simple Network Management Protocol) (nivelul 7 OSI: Application – Aplicație) [24].

Structura și funcțiile PN-urilor au evoluat periodic o dată cu cercetarile și dezvoltările tehnologiilor bazate pe IP.

5.4. Prezentare SMART ROUTER 8609 – TELLABS

În cele ce urmează se vor prezenta o serie de componente de nivel fizic (hardware) sau software ale unui PN, luându-se ca exemplu concret un Smart Router 8609 al celor de la Tellabs (Figura 17 de mai jos), un router bazat pe IP/MPLS, ce poate fi folosit în cazul LTE, 3G sau 2G, în partea de RAN sau de partea de CN, cu o capacitate de 7.5 Gbps bidirecțional, dacă este utilizat la capacitatea maximă, într-un sistem redundant și în condiții ideale. Acesta cântărește, conform producătorului, 3 kg, fără ventilator, sursă de alimentare și modulele de linii, având dimensiunile: 441x44x300 mm (lungime x înălțime x grosime) și se instaleaza într-un rack de 19 inch. Consumul de energie în funcționare normală este de 70 W, dar poate crește până la maxim 100W [10].

Fig. 17. Smart Router 8609 – Tellabs [10]

Rutare și funcționalitate:

IPv4 routing

MPLS switching (LSR and LER)

Ethernet MAC switching

IP VPN (RFC4364)

Ethernet/VLAN, SAToP, CESoPSN, ATM and HDLC pseudowires

Single and multi-segment pseudowires

802.1ad QinQ

Seamless MPLS

MPLS-TP Bidirectional LSP

TDM cross connection

ATM VP/VC switching

ATM cell concatenation

ATM IMA

MC / ML-PPP, PPPmux

IEEE802.1ag Ethernet OAM loopback, verificare continuă, ping și link trace

BFD (Static routes, OSPF, ISIS, RSVP-TE) [10]

Configuratia Smart Router-ului 8609:

2 module de alimentare

2 modele schimbabile de linie

12 porturi Gigabit Erhernet: 4 porturi – 10 BASE-T/100 BASE-TX/1000 BASE –T și 8 porturi 100/1000 BASE-X SFP

1 port de management local (RS-232)

Interfață pentru alarmele externe

Ceas de intrare (Station Clock Input – SCI)

Ceas de ieșire (Station Clock Output – SCO)

8 module de linie (Line Modules – LM) chE1/chT1 LM

8 module de linie (Line Modules – LM) 10/100 BASE –TX LM [10]

Supervizarea și urmărirea diferitelor caracteristici legate de funcționarea acestui router se pot face în timp real. Router-ul include și mecanisme de notificare și detecție în caz de erori, acestea putând fi astfel izolate și remediate mult mai ușor, spre exemplu cu bucle (loopback) sau ping. Performanțele pot fi de asemenea monitorizate în timp real, acesta fiind un alt mod de indentificare a unor eventuale diminuări ale capacității normale de funcționare. Conectarea la aceste dispozitive se poate face, de la fața locului, cu ajutorul CLI (Command Line Interface) sau de la distanță (remote), cu ajutorul INM (Intelligent Network Manager), ce oferă posibilitatea de a vizualiza diferite aspecte legate de întreaga rețea, de un circuit sau de o interfață anume, precum și posibilitatea de configurare, de administrare a erorilor, performanțelor sau securității, de planificare a rețelei și de colectare de date statistice.

5.5. Topologia unei rețele IP-RAN

PN-urile se pot contectate între ele prin: link-uri bazate pe IP (EM Link – Ethernet Microwave), fibre optice (WDM – Waceleght Division Multiplexing), link-uri SDH (Synchronus Digital Hierarchy) sau link-uri PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy).

În mod normal și ideal un PN ar trebui să aibe cel puțin incă doi vecini (PN-uri) și două rute diferite către echipementele de rețea de nivel superior. Acest lucru este de dorit pentru a avea o redundanță în rețeaua de PN-uri. Astfel, în momentul în care o legătură între două routere este defectă, traficul să fie redirecționat către un alt vecini și totodata către echipamentele de nivel superior.

Pentru route-rele produse de firma Ericcson, producătorul pune la dispoziție și un program cu o interfață grafică simplificată, pentru a ajuta la configurarea, optimizarea și monitorizarea echipamentelor.

Un Smart Router de tipul 8609, prezentat și descris mai sus, în aplicația pusă la dispoziție de producător, apare în următorul fel:

Fig.18. Smart Router 8609 [10]

M0, M1 și M2 sunt Sloturi care au la rândul lor câte 4 Porturi pe a căror interfețe se pot configura VLAN-uri (Virtual Local Area Network). Pe fiecare VLAN se pot seta diverse adrese IP (legături între PN-uri, transport de trafic sau supervizări de echipamente).

În figura 19 este reprezentată o legătură între două routere (PN-uri) care are o singură ieșire către echipamentele de nivel superior.

Fig. 19. Legătură între PN-uri cu o singură ieșire superioară

unde:

A și B – Routere (PN-uri)

a și b – e trunk-ul dintre cele 2 PN-uri (a – Ethernet Trunk iar b – IP Trunk)

După cum am mai precizat, exemplul din figura de mai sus nu este unul ideal și de dorit într-o rețea IP, deoarece aceasta linie are o singură ieșire către echipamentele din nivelele superioare. Ideal ar fi fost ca și router-ul B să aibe o ieșire către nivelele superioare.

Cu aplicația pusă la dispoziție de către producător se poate realiza foarte simplu și rapid această legătură între cele două routere:

pentru început trebuie selectate interfețele echipamentelor care trebuie să fie conectate, după care se selecteaza opțiunea: Trunk Provisioning Tool (Ethernet)

Fig.20. Tunk

apoi apare o nouă fereastră grafică în care trebuie scris la VLAN ID: 10, adresele IP ale interfețelor de legătură apar automat scrise (trebuie însă avut grijă ca masca să fie de 30), IP/MPLS link name: se trece numele legăturii (link-ului) iar la Ethernet trunk name: se trece numele Trunk-ului. Ultimele două caracteristicii sunt în funcție de fiecare operator de telefonie mobilă în parte

Fig.21. Numele și adresa IP

următorul pas este de a seta „culorile” (direcția traficului) de la routerul A către B și „culoarea opusa” de la routerul B către echipamentul A

Fig.22. ”Culorile”

ultimul lucru ce mai trebuie făcut, este generarea propriu-zisă a Trunk-ului (acceptarea configurațiilor setate anterior)

După ce Trunk-ul este generat, pe hartă (interfața grafică) va apărea și vizual această legătură realizată.

Fig. 23. Legătura (Trunk) între PN-uri

A și B – Routere (PN-uri)

a și b – e trunk-ul dintre cele 2 PN-uri (a – Ethernet Trunk iar b – IP Trunk)

Legătura între aceste două echipamente este realizată prin Ethernet links. La fiecare router (PN) se află câte un Traffic Node (TN) sau Compact Node (CN). Aceste echipamente sunt legate fizic prin cablu de routere. In figura 23, de mai sus, aceste legături sunt reprezentate prin a și b. Între cele două echipamente, TN respectiv CN, se află link-ul ethernet. Ca legătura să fie funcțională între aceste două routere (PN-uri) trebuie făcute o serie de configurații pe fiecare PN în parte. În primul rând trebuie setată o adresa IP pe interfața ce leagă PN-ul A de TN sau CN. Același lucru trebuie realizat și pe PN-ul B, cu mențiunea că ultimul octet din adresa IP trebuie să fie + sau -1 octet pentru a funcționa corect. Aceste adrese IP se ataseaza pe un VLAN10.

Fig. 24. Configurarea adreselor IP pe routerele A și B

Dacă nu există legătură fizică între PN și TN sau CN aferent, linia între cele două PN-uri este nefuncțională. Acest lucru se poate verifica fie dacă se merge la locația respectivă și se caută/verifică dacă există legătura fizică (cablu) între cele două echipamente sau dacă legătura este defectă, fie remote cu ajutorul CLI (Command Line Interface) prin comanda:

show ip interface brief

În momentul în care se introduce comanda de mai sus în CLI, în consola v-a apărea urmatoarea imagine:

Fig. 25. Exemplu Interogare Interfețe pe un Router

Interface: reprezintă interfețele (numărul lor/locația) pe router (PN)

IP-Address: sunt afișate adresele IP configurate (unassigned reprezintă faptul că pe respectiva interfață nu este configurată nici o adresă IP)

Admin state: reprezintă starea interfeței pe router. Ea poate fi DOWN – atunci interfața este oprită de pe router sau poate fi UP – atunci interfața respectivă este pornită pe router

Line state: reprezintă legătura fizică (cablu) cu TN sau CN din aceeași locație ca și router-ul. Ca și în cazul Admin state, ea poate fi UP, însemnând faptul că există legătură fizică (conexiune) sau poate fi DOWN, atunci când legătura fizică între PN și TN/CN nu există sau este defectă.

Pe lângă configurația descrisă mai sus, trebuie setată și direcția traficului între cele două routere. În aplicația celor de la Ericsson acest lucru se face pe baza „culorilor”.

Luând exemplu de mai sus trebuie setată „o culoare” de la PN-ul A către PN-ul B, și „culoarea opusă” de la PN-ul B către PN-ul A.

Dacă toate aceste setări și configurări sunt efectuate în mod corect, cele două echipamente (PN-uri) pot comunica (transmite informații/trafic) între ele. Acest lucru se poate verifica foarte ușor și repede cu ajutorul interfeței grafice oferite de producător. Pentru a realiza acest lucru, trebuie deschise ambele echipamente, și selectate interfețele lor de legătură. Mai jos este reprezentarea grafică a faptului ca cele două echipamente „se văd” și pot comunica între ele:

Fig. 26. Cele două echipamente pot comunica între ele

În cazul în care cele două PN-uri nu pot comunica între ele, nu „se văd”, interfața va arăta în felul următor:

Fig. 27. Cele două echipamente nu pot comunica între ele

În situația reprezentată în figura 27 trebuie urmați toți pașii descriși mai sus: verificarea interfețelor routere-lor, verificarea adreselor IP configurate pe respectivele interfețe, verificarea legăturilor fizice între PN-uri și TN/CN-uri și nu în ultimul rând verificarea legăturii CN-EM-CN (legatura radio între CN via Ethernet Link). De cele mai multe ori legătura CN-EM-CN cauzează faptul că cei „doi vecini” nu „se văd” fiind fie o problemă de configurație pe echipamentele resprective, fie un defect hardware.

5.6. Low RAN (LRAN) și High RAN (HRAN)

După cum am precizat mai sus, este de dorit faptul ca fiecare legatură între PN-uri să aibe cel puțin două ieșiri către echipamentele din nivelele superioare.

În rețeaua luată ca și exemplu legăturile de PN-uri sunt împartite în două mari categorii: low RAN (LRAN) și respectiv high RAN (HRAN).

Prin LRAN se înteleg echipamentele (PN-urile) care sunt capabile să transporte trafic mai redus și sunt poziționate în apropierea stațiilor (BTS, NodeB sau eNodeB). Într-o rețea de telefonie mobilă există mai multe LRAN-uri. Ele sunt concepute de către arhitectul de rețea, luând în considerare traficul, impactul și costul fiecărui LRAN în parte.

Fig. 28. Low RAN

În figura 28 este un exemplu de Low RAN. În acest exemplu PN-urile A și B au fiecare ieșire către un HRAN (echipamente de nivel superior) care pot fi diferite, respectiv routere-le C și D având și ele totodată ieșire către HRAN (echipamente de nivel superior).

Prin HRAN se înțeleg PN-urile legate direct la BSC-uri sau RNC-uri care sunt de o capacitate de transfer/trafic mult mai mare decât cele incluse în LRAN, deoarece traficul ce trebuie deservit este considerabil mai mare. La fel ca și LRAN-urile, HRAN-urile pot fi mai multe într-o rețea de telefonie mobilă, lucru acesta fiind conceput de către arhitectul de rețea, tinând cont de trafic, redundanță și nu în ultimul rând costuri.

După cum am mai menționat, de dorit este ca rețeua să fie redundantă. Acest lucru înseamnă urmatorul lucru:

Fig. 29. Redundanță

PN-ul A și PN-ul B au două ieșiri către HRAN, resprectiv către HRAN1 și HRAN2

PN-ul C și PN-ul D au și ele tot două ieșiri către HRAN, respectiv către HRAN3 și HRAN1

5.7. Modelul de conectare a stațiilor cu un PN

Arhitectul de rețea este direct răspunzător cu modul de conectare a stațiilor (BTS, NodeB sau eNodeB) cu rețeaua de IP-RAN, respectiv cu primul PN. Aceste legături se pot realiza, după cum am mai menționa prin: link-uri bazate pe IP (EM Link – Etherneth Microwave), fibre optice (WDM – Waceleght Division Multiplexing), link-uri SDH (Sybchronus Digital Hierarchy) sau link-uri PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Pe un port al unuia dintre sloturile PN-ului se pot configura mai multe VLAN-uri. In aceste VLAN-uri se pot seta diferite adrese IP (fie pentru supervizare, fie pentru trafic). Trebuie menționat faptul că fiecare NodeB sau eNodeB are propria lui adresa de IP. In VLAN, pe portul PN-ului se configurează o adresa IP, care are rol de GW (Gateway). La acest GW se pot atașa mai multe adrese IP (ale echipamentelor inferioare-BTS, NodeB, eNodeB) în funcție de masca de subnetare.

VPN-ul (Virtual Private Network) reprezintă o rețea privată care utilizează rețeaua publică pentru a transmite informații, acest lucru se realizează prin utilizarea unor metode de securitate a transferului. Aceste metode presupun criptarea datelor transmise.

Un VRF (Virual Routing and Forwarding) se alcătuiește dintr-o tabelă de rutare IP, o tabela derivată de forward, un set de interfețe ce utilizează tabela de forward, și un set de reguli și protocoale de rutare care determină ce pachete urmează să intre în tabela de forward. Un VRF include informația de rutare care definește locația VPN-ului care este atașată pe router.

Router-ele PE (Provider Edge Router) sunt acele echipamente aflate la granița dinte rețele și comunică cu un alt router de nivel inferior. Ele mențin două tabele de rutare reparate:

tabela globală de rutare, care conține toate rutele

VRF tabelele de rutare și forwardare asociate cu unul sau mai multe locații conectate.

Exemplu:

Fig. 30. PN cu interfețe configurate

La echipamentul din imaginea de mai sus Sloturile M0 și M1, respectiv Porturile aflate pe acele Sloturi sunt inactive, nu e configurat nici un VLAN, nu este atribuită nici o adresa IP. După cum sa observă Slotul M2 are trei porturi active, respectiv M2-0, M2-1 și M2-2, iar portul M2-3 este inactiv. Pe portul M2 – 0 este configurat un VLAN10, adică o legătura cu un alt router (PN) la fel și pe portul M2-2:

Fig. 31. VLAN10 și „vecinul său”

Pe portul M2-1 sunt configurate două VLAN-uri, VLAN200 care reprezintă GW-ul de trafic (RAN) și VLAN900 care reprezintă GW-ul pentru supervizare (OM). Acestor VLAN-uri le sunt atribuite două adrese de IP distincte:

Fig. 32. VLAN200 și VLAN900

După cum a mai fost precizat la aceste GW-uri se pot conecta mai multe echipamente (BTS, NodeB, eNodeB) în funcție de masca de subnetare și cu condiția ca adresele IP atribuite echipamentelor să fie din același range. În exemplul de mai sus, VLAN-ului 200 îi este atribuită adresa IP: 10.40.165.145 cu masca de 29 iar VLAN-ului 900 îi este atibuită adresa IP: 10.41.165.145 cu aceeași mască de 29. Echipamentele inferioare conectate la GW-ul PN-ului (BTS, NodeB, eNodeB) trebuie să aibe adresele IP de forma: 10.40.165.xxx pentru trafic (RAN) și 10.41.165.xxx pentru supervizare (OM). Interogarea se poate face cu ajutorul CLI cu urmatoarele comenzi:

Pentru VLAN200 (RAN): show arp vrf RAN

Pentru VLAN900 (OM): show arp vrf OM_RAN

Fig. 33. Echipamentele conectate la un PN

Address: adresa IP al echipamentului conectat

Expires<min>: durata până la urmatoarea reactualizare.

Hardware Address: este MAC-ul (Media Access Control) echipamentului conectat

Interface: reprezintă Slotul –M2/ Portul -1/ VLAN-ul 200 respectiv 900

O altă metodă de verificare a conexiunii echipamentului (BTS, NodeB, eNodeB) la router (PN) ar fi prin metoda ping-ului. Ping este un instrument de rețea folosit pentru a verifica dacă un anumit echipament poate fi accesat prin intermediul unei rețele de tip IP. Ping trimite mesaje ICMP (Internet Control Message Protocol) – echo request – prin pachete adresate hostu-ului (destinației) vizate și asteaptă răspunsul la aceste mesaje venite sub forma de răspunsuri ICMP – echo response – de la host-ul destinației (echipamentul destinației). Transmitând astfel de pachete și calculând întarzierea cu care ajung răspunsurile, ping estimează timpul de round-trip (dus-întors), precum și rata de pierdere a pachetelor dintre echipamentele testate.

Luând ca și exemplu IP-urile destinației de mai sus, respectiv IP-ul 10.40.165.146 pentru partea de trafic (RAN) și IP-ul 10.41.165.146 pentru partea de supervizare, încercam să testăm rețeaua prin intermediul ping-ului. În figura de mai jos este exemplificat ping-ul de pe primul router din rețeaua IP-RAN către echipament, în cazul nostru un Node B, atât pentru interfața de trafic (RAN) cât și pentru interfața de supervizare (OM):

Fig. 34. Testul ping

În cazul în care este o defecțiune între echipament și router, când se introduce una din cele două comenzi amintite mai sus, fie nu apare adresa IP a echipamentului fie apare textul: incomplete și bineînțeles testul cu ping nu v-a funcționa. În acest caz trebuie verificată toată legătura între echipament și PN, respectiv link-urile prin care este rutat traficul și supervizarea către PN (sau chiar configurația lor) sau chiar echipamentul în sine, fiind vorba despre o defecțiune hardware sau software al echipamentului respectiv. În figura de mai jos este prezentat un test ping care a eșuat, posibilele cauze fiind prezentate mai sus:

Fig. 35. Test ping eronat

Odată stabilită conexiunea între NodeB-uri și/sau eNodeB-uri cu primul router iar adresele lor IP sunt vizibile traficul și supervizarea sunt rutate către HRAN (echipamente de nivel superior).

5.8. Legatura LRAN cu un HRAN

Pentru a realiza această legătură, pe fiecare dintre router-ele de pe cele două nivele (LRAN și HRAN) trebuie să existe diverse protocoale configurate cum ar fi obligatoriu OSPF-ul (Open Shortest Path First). Acesta este un protocol cu starea legăturilor dezvoltat pentru TCP/IP. Protocolul se foloște în rețele foarte mari și are mai multe avantaje față de protocoalele utilizate anterior RIP (Routing Information Protocol) respectiv IGRP (Interior Gateway Routing Protocol).

OSPF-ul este considerat a fi un protocol de rutare intern preferat de rețeaua Internet. Ideea principală a acestui protocol este următoarea: în loc de a schimba informații despre distanțele până la destinații (ca în cazul protocolului RIP), toate nodurile vor menține hărți specifice ale rețelei care sunt revizuite după fiecare schimbare din topologie, aceste hărți sunt mai apoi folosite pentru a determina rute care sunt cele mai fiabile. OSPF împarte informații despre vecinii săi cu întreaga rețea (cel mult cu un singur LRAN).

Cele mai importante avantaje ale aprotocolului OSPF sunt facilitățile de securitate, facilități de căi multiple, facilități în ceea ce privește utilzarea metricilor de costuri diferite, suport integrat atât pentru rutarea unicast, cât și pentru cea multicast, convergență rapidă.

Cu ajutorul CLI se pot interoga foarte ușor și rapid vecinii fiecărui router în parte cu ajutorul comenzii:

show ip ospf nei

Fig. 36. Interogare vecini

Neighbor ID: reprezintă adresa IP al PN-ului vecin

Address: reprezintă adresa legăturii cu PN-ul vecin (adresa IP definită pentru Trunk)

Interface: reprezintă interfața pe care e configurată legătura fizică cu PN-ul vecin

Pe lângă OSPF, router-ele mai trebuie să cunoască sau să aibe configurate și BGP (Border Gateway Protocol) care face parte din familia EGP (Exterior Gateway Protocols). Acest protocol este obigatoriu pentru ca traficul dintr-un LRAN să poată ajunge către un HRAN. Fără acest protocol configurat pe PN-uri, traficul (convorbiriile) se vor întrerupe la ieșirea din LRAN.

Tot cu ajutorul programului pus la dispoziție de către producător, Ericsson, se poate vedea dacă există BGP configurat, iar dacă nu există se poate configura și activa BGP:

Fig 37. BGP-4 Router

IP Address: este adresa de management al router-ului vecin și ID-ul router-ului vecin

Conection State: starea legăturii care trebuie să fie ESTEBLISHED pentru funcționarea BGP-ului

O altă metodă de verificare a BGP-urilor configurate pe router se poate face cu ajutorul CLI, introducând urmatoarea comandă:

show ip bgp vpnv config

Pe interfața consolei va apărea următoarea informație:

Fig. 38. show ip bgp vpnv config

router bgp: este numele LRAN-ului sau HRAN-ului din care face parte echipamentul interogat

neighhbor: este adresa de management al routerului vecin

activate: este starea protocolului BGP

Figura 39 exemplifică prezența celor două protocoale (OSPF respectiv BGP) într-un LRAN1 și LRAN2.

Fig. 39. OSPF, BGP din LRAN 1 către LRAN 2

După ce aceste două protocoale au fost corect configurate pe PN-uri mai este necesară configurarea tunelelor MPLS (Multi-Protocol Label Switching). Tunelele MPLS nu mai verifică propria tabelă de rutare pentru a găsi calea către destinația traficului (pachetului), ci utilizează o noua tabelă de rutare, care conține corespondența între etichetele pachetului și interfețele de ieșire ale PN-ului. Tunelarea presupune deci încapsularea informațiilor.

Exemplificare:

În figura 40, de mai jos, este reprezentată o legătură între două PN-uri din același LRAN, apoi legătura dintre un echipament din LRAN, respectiv PN-ul A cu un echipament dintr-un HRAN, respectiv PN-ul H și legătura PN-ui B din același LRAN cu PN-ul G care aparține altui HRAN.

Fig. 40. Legătura LRAN și legătura LRAN cu HRAN

După cum am explicat anterior, PN-ul A are ieșire către HRAN 1 și PN-ul B are ieșire către HRAN 2. Dar PN-ul A poate ruta traficul și pe ieșirea de HRAN 2, adică spre PN-ul G, dacă sunt îndeplinite mai multe condțtii:

router-ul A și router-ul G să aibă configurat protocolul BGP

să existe un tunel MPLS configurat între PN-ul A și PN-ul G

Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, înseamnă că PN-ul A are redundanță cu HRAN. În cazul în care legătura dintre PN-ul A cu PN-ul H se defectează, traficul nu este pierdut ci este rutat mai departe către HRAN pe legatura PN-ul A cu PN-ul G. Aceasta este o situație ideală de redundanță. Din păcate din cauza costurilor destul de ridicate, arhitectul de rețea, planifică redundanțe pentru PN-urile care au capacitate mare de transfer (trafic).

Traficul și supervizarea odată ajunse în HRAN, ele sunt rutate prin diverse protocoale (câteva enumarate mai sus) și prin diverse echipamente de transmisie, dintre care reamintim: : link-uri bazate pe IP (EM Link – Ethernet Microwave), fibre optice (WDM – Waceleght Division Multiplexing), link-uri SDH (Sybchronus Digital Hierarchy) sau link-uri PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) către BSC-uri, în cazul BTS-urilor sau către RNC-uri, în cazul NodeB-urilor.

Între ultimul PN (router din rețea) și BSC/RNC trebuie să existe o legătură fizică (cablu).

Cu ajutorul aplicației pusă la dispoziție de producător, Ericsson, se poate testa legătura dintre ultimul PN din rețeaua IP (din HRAN) și primul PN (din LRAN) făcând posibilă excluderea sau nu a unei probleme în rețeaua IP. Cel mai simplu mod de a testa această conexiune este prin metoda ping. La fel cum a fost explicat mai sus, se încearcă trimiterea de pachete de pe ultimul router din rețea către primul. Dacă acest lucru funcționează, se poate exclude o problemă de rutare în rețeaua IP. Însă dacă testul ping nu reușește, trebuie verificate legăturile între PN-uri de la granița dintre LRAN și HRAN plus trebuie verificat dacă există tunelare, care să fie și ea corect configurată.

Urmează un exemplu de test ping între două echipamente de niveluri diferite (LRAN și HRAN). Mai întâi se face ping test de pe PN-ul din HRAN, legat direct la RNC, în cazul nostru, către PN-ul din LRAN unde se află NodeB-ul, încercându-se ajungerea la adresea IP al GW. Pentru ca acest ping să funcționeze corect, trebuie selectată și interfața/sursa de pe care pornește ping-ul:

Fig. 41. Ping între HRAN și LRAN

Dacă acest ping funcționează se încearcă ajungerea directă la echipamentul final, în cazul nostru un NodeB, de pe ultimul router din rețeaua IP-RAN, acel router legat direct la RNC. La fel ca și în cazul de mai sus, trebuie selectată adresa IP a interfeței sursă:

Fig. 42. Test ping din HRAN către echipamentul final (NodeB)

5.9. MPLS (Multi Protocol Label Switching)

Cu acest protocol, nodurile terminale (cele care se află la granița de „regiune”) adaugă o etichetă pachetului IP, etichetă ce identifică și determină drumul către destinația finală a pachetului. Pachetele sunt direcționate în mod automat pe baza acestei etichete, fără a mai fi nevoie de inspectarea header-ului.

În MPLS, pachetele IP sunt încapsulate cu aceste etichete de către primul echipament MPLS pe care îl întalnesc în rețea. Router-ul din margine analizează conținutul header-ului IP și selectează eticheta potrivită cu care să încapsuleze pachetul.

Router-ele care manipulează pachetele se numesc LSR (Label Switched Routers). Ele forward-ează pachetele, luând decizii de comutare bazate doar pe eticheta MPLS. [17]

În aplicația pusă la dispoziție de către producătorul Ericsson se poate vedea/analiza foarte rapid și simplu dacă un tunel MPLS este online sau dacă tunelul are o problemă:

Fig. 43. Tunel funcțional

În figura de mai sus este reprezentat un tunel de la route-rul A către router-ul D. Pachetul tranzitează în drumul său router-ele B și C.

Mai jos este reprezentat același tunel, de la router-ul A către D. Pachetul trece prin router-ele intermediare B și C. Acest tunel însa este nefuncțional și după cum am precizat mai sus trebuie verificate legăturile (trunk-urile) între urmatoarele routere: A-B, B-C și respectiv C-D.

Fig. 44. Tunel nefuncțional

5.10. Alarme și prelucrarea lor

După cum am mai precizat, fiecare producător de echipamente mobile, oferă și un pachet software pentru configurarea, optimizarea, mentenanța și monitorizarea echipamentelor respective. Astfel, dacă este vorba despre o eroare de configurare, și nu o problemă fizică (hardware) se pot accesa remote echipamentele, făcându-se o analiză a erorii și încercându-se eliminarea ei.

Alarmele se împart în trei categorii majore:

alarme critice: ele de obicei apar marcate cu roșu în sistem: Link down – reprezintă o defecțiune la legătura fizică, Colling FANs not running – sistemul de răcire (ventilație) este defect, Network element unavailable – router-ul (PN-ul) este nesupervizabil, Session down – este picată legătura cu PN-ul vecin, Tunnel Down – reprezintă faptul că tunelul principal către echipamentele de nivel superior este căzut.

alarme majore: ele apar marcate cu galben în sistem: Tunnel secondary session down sau Tunnel primary session down – este picat tunelul de reduntanță

alarme de avertizare: ele apar marcate cu verde în sistem: Expected module not activated – modulul respectiv nu este activ în sistem.

Cu ajutorul software-ului pus la dispoziție de producătorul de echipament, se poate monitoriza rețeaua de IP RAN și se poate interveni, fie în cazul în care apare o problemă, fie în cazul de a preveni o situație în care traficul ar putea fi afectat.

CAPITOLUL 6

CONCLUZII

Primele tehnologii, GSM și GPRS, au oferit viteze relativ mici de acces la rețelele de

date, comparabile cu dial-up. GPRS a reprezentat un salt important în tehnologie, prin posibilitatea de taxare la volum și nu la durată și prin timpul de stabilire a conexiunii foarte mic.

EDGE a venit în întâmpinarea așteptărilor utilizatorilor prin mărirea lățimii de bandă până la 384 de kbiți/s, înlesnind îmbunătățirea rețelelor operatorilor fără necesitatea unor noi benzi de frecvență.

UMTS vine cu îmbunătățiri semnificative atât din perspectiva utilizatorilor cât și a operatorilor de telefonie mobilă prin lățimea de bandă mărită cât și a tehnologiilor noi (noi

tipuri de handover, utilizarea mai eficientă a spectrului, servicii noi – videotelefonia etc).

LTE este următorul pas în evoluția către rețelele de generația a patra fiind denumit câteodată și 4G. Cu tehnologia LTE se pot atinge viteze maxime de transfer de 100 Mbps (downlink) si 50 Mbps (uplink) pentru o lățime de bandă de 20 MHz.

Obiectivul principal în telefonia mobilă este atingerea unor performanțe ridicate în ceea ce privește viteaza de transport și securitatea informațiilor. Totodată un lucru la fel de important pentru un operator de telefonie mobilă, este redundanța rețelei. În momentul în care apare o defecțiune în rețea, este de dorit pe cât posibil ca utilizatorul final (clientul) să nu fie afectat de defecțiunea repectivă. De aceea ideal ar fi ca rețeaua să fie redundantă pe cât posibil.

Un alt asptect important este optimizarea rutării traficului (pachetelor). Este de dorit ca rețeaua să funcționeze la capacitate maximă, iar în acest sens este bine de evitat transmisiile inutile ale unor informații (pachete) prin rețea, pentru a nu aglomera traficul, pentru a prevenii congestiile.

Bibliografie:

[1] – “GSM Overview”, http://www.ececs.uc.edu/~zhanghon/gsmoverview.htm

[2] – “Wireless Communications Solution – Global Szstem for Mobile (GSM)”, http://www.nuntius.com/solutions21.html

[3] – David Törnqvist, “Transmission Timming in WCDMA Terminals”, Linköping, 2003, http://www.ep.liu.se/exjobb/isy/2003/3312/exjobb.pdf

[4] – E. Marza, “Radiocomunicații mobile”, EOU, Timișoara, 2001

[5] – E. Marza, C. Simu, “Comunicatii mobile”, Editura de Vest, Timișoara, 2003

[6] – Esmael Dinan, Aleksey Kurochkin, Sam Kettani, Telecomm&Industrial, “Technical Paper”, Bechtel Telecommunications Technical Journal, Decembrie 2002, http://www.bechtel.com/PDF/BIP/25661.pdf

[7] – http://ro.wikipedia.org/wiki/Modelul_OSI#/media/File:OSI_intercomputer_exchange.png

[8] – http://specialarad.ro/istoria-gsm-in-romania-o-retrospectiva-de-la-telefonica-connex-

dialog-si prima-caramida-pana-in-zilele-noastre

[9] – http://stst.elia.pub.ro/news/RCI_2009_10/Teme%20prezentate/Honciuc%20Andreea

/Universal%20Mobile%20Telecommunications%20Systems%20-UMTS.doc

[10] – http://www.coriant.com/products/documents/ DS_8609_ Smart_Router_ 74C0022.pdf

[11] – http://www.eugo.ro/Diverse/index.php

[12] – http://www.lessons99.com/wp-content/uploads/lte-architecture-s.png?e5e92d

[13] – http://www.servicegsm.info/despre-sistemul-telefonie-gsm/istoric-gsm/

[14] – http://www.soc.staffs.ac.uk/rac1/mobile%20computing/mobile_computing.doc

[15] – http://www.tc.etc.upt.ro/teaching/tart/labMPLS.pdf

[16] – http://www.unibuc.ro/prof/niculae_c_m/telecom/internet_prot_ip.htm

[17] – I. Bicaku, N. Lefeuvre, P. Lungaro, T. Nguyen, “Wireless Networks”, 2002

[18] – Javier Gonzalvez Sempere, “An overview of the GSM system”, 2001

[19] – John Scourias, “Overview of the Global System for Mobile Communications”, 1997

[20] – N. G. Mansvelt, “An Examination of FDD and TDD on the UMTS Air Interface”, TELKOM SA, Pretoria, South Africa

[21] – ro.wikipedia

[22] -Tektronix, “UMTS Protocols and Protocol Testing”, http://www.iec.org/online/tutorials/acrobat/umts.pdf

[23] – Tellabs. (2011). Tellabs® 8800 Multiservice Router Series. Accesat (07. 05.2015) la http://www.moonblink.com/store/files/tlab-8800-msr-datasheet.pdf

[24] – Thierry Turletti, “A brief Overview of the GSM Radio Interface”, Technical , 1996

Bibliografie:

[1] – “GSM Overview”, http://www.ececs.uc.edu/~zhanghon/gsmoverview.htm

[2] – “Wireless Communications Solution – Global Szstem for Mobile (GSM)”, http://www.nuntius.com/solutions21.html

[3] – David Törnqvist, “Transmission Timming in WCDMA Terminals”, Linköping, 2003, http://www.ep.liu.se/exjobb/isy/2003/3312/exjobb.pdf

[4] – E. Marza, “Radiocomunicații mobile”, EOU, Timișoara, 2001

[5] – E. Marza, C. Simu, “Comunicatii mobile”, Editura de Vest, Timișoara, 2003

[6] – Esmael Dinan, Aleksey Kurochkin, Sam Kettani, Telecomm&Industrial, “Technical Paper”, Bechtel Telecommunications Technical Journal, Decembrie 2002, http://www.bechtel.com/PDF/BIP/25661.pdf

[7] – http://ro.wikipedia.org/wiki/Modelul_OSI#/media/File:OSI_intercomputer_exchange.png

[8] – http://specialarad.ro/istoria-gsm-in-romania-o-retrospectiva-de-la-telefonica-connex-

dialog-si prima-caramida-pana-in-zilele-noastre

[9] – http://stst.elia.pub.ro/news/RCI_2009_10/Teme%20prezentate/Honciuc%20Andreea

/Universal%20Mobile%20Telecommunications%20Systems%20-UMTS.doc

[10] – http://www.coriant.com/products/documents/ DS_8609_ Smart_Router_ 74C0022.pdf

[11] – http://www.eugo.ro/Diverse/index.php

[12] – http://www.lessons99.com/wp-content/uploads/lte-architecture-s.png?e5e92d

[13] – http://www.servicegsm.info/despre-sistemul-telefonie-gsm/istoric-gsm/

[14] – http://www.soc.staffs.ac.uk/rac1/mobile%20computing/mobile_computing.doc

[15] – http://www.tc.etc.upt.ro/teaching/tart/labMPLS.pdf

[16] – http://www.unibuc.ro/prof/niculae_c_m/telecom/internet_prot_ip.htm

[17] – I. Bicaku, N. Lefeuvre, P. Lungaro, T. Nguyen, “Wireless Networks”, 2002

[18] – Javier Gonzalvez Sempere, “An overview of the GSM system”, 2001

[19] – John Scourias, “Overview of the Global System for Mobile Communications”, 1997

[20] – N. G. Mansvelt, “An Examination of FDD and TDD on the UMTS Air Interface”, TELKOM SA, Pretoria, South Africa

[21] – ro.wikipedia

[22] -Tektronix, “UMTS Protocols and Protocol Testing”, http://www.iec.org/online/tutorials/acrobat/umts.pdf

[23] – Tellabs. (2011). Tellabs® 8800 Multiservice Router Series. Accesat (07. 05.2015) la http://www.moonblink.com/store/files/tlab-8800-msr-datasheet.pdf

[24] – Thierry Turletti, “A brief Overview of the GSM Radio Interface”, Technical , 1996