Principii de Dirijare Si Taxare a Apelurilor Internationale

MEMORIU TEHNIC

Managementul – modalitatea de a conduce o organizație, de a dirija, de a planifica dezvoltarea ei, de a o controla, de a-i pune la dispoziție toate mijloacele tehnice, financiare și umane necesare – se aplică tuturor domeniilor de activitate ale unei întreprinderi, înțeleasă în sensul cel mai larg al cuvântului, indiferent dacă este vorba de o societate publică sau privată, cu scop lucrativ sau nu. Acest concept se articulează în jurul a patru activități principale: planificarea, organizarea, activarea și controlul, activități care reprezintă bazele managementului. Ele se regăsesc și în subiectul care ne preocupă: managementul (gestiunea) rețelelor de telecomunicații.

Prin gestiunea (managementul) rețelelor de telecomunicații se înțelege coordonarea tuturor resurselor care sunt necesare la proiectarea, planificarea, controlul, simularea, generarea, implementarea, analiza, supravegherea, măsurarea și testarea rețelelor de telecomunicații, cu scopul de a putea garanta utilizatorului final un grad de serviciu cu costuri adecvate, printr-o distribuție optimală a capacității.

Primele rețele administrate au fost rețelele de transport, și asta încă de pe vremea romanilor. Pavelele avariate sau distruse trebuiau reperate pentru a fi înlocuite (gestiunea defectărilor), după ce călătorii sau inspectorii le semnalau (noțiune de alarmă și de supraveghere). Se hotăra apoi care părți vor trebui reparate, respectiv pavate din nou, deoarece se planificau, în funcție de necesitățile ulterioare , noi drumuri (gestiunea configurației), și care părți vor fi lărgite pentru a evita congestionarea traficului (gestiunea performanțelor). Se urmărea plata regulată a cencesiunilor (gestiunea contabilității) și se instaura un regim de jandarmerie (gestiunea securității). În acest exemplu se regăsesc toate funcțiile de bază a gestiunii rețelelor, deoarece ele fac parte din marea familie a sistemelor de gestiune a producției și se înrudesc cu gestiunea rețelelor de transport, de distribuție a energiei electrice, etc. Rețelele informatice formează coloana vertebrală a societății, deoarece toată informația tranzitează pe aici, de la accesul la fișiere și până la mesaje individuale, trecând prin accesuri telematice. Rețelele informatice leagă între ele toate echipamentele numerice (calculatoare, posturi sau stații de lucru, terminale, baze de date, arhive electronice, etc).

În societatea informațională actuală, dezvoltarea comunicațiilor locale, globale sau satelitare au condus la constituirea unor rețele și sisteme complexe care includ terminale și rețele clasice (telefonice), dar și calculatoare și rețele de comunicare între acestea de la rețelele locale și până la INTERNET. În scopul satisfacerii cerințelor societății informaționale, rețelele numerice cu servicii integrate și noile modele de rețele inteligente oferă posibilități largi de realizare a aplicațiilor informaticii. În acest peisaj diversificat al mijloacelor de transmitere a informațiilor și de realizare a serviciilor, comunicațiile mobile (cu terminal portabil) aduc o dimensiune specific umană mobilitatea. Utilizatorul mobil este inclus în ansamblul sistemelor și rețelelor de comunicare și poate (sau va putea) folosi toate facilitățile și serviciile acestora. În legătură cu localizarea și încadrarea comunicațiilor mobile, în arhitectura sistemului de comunicații globale se impun câteva precizări privind unele definiții și terminologia utilizată.

Prin telecomunicații se înțelege transmiterea informației de la distanță. Există o definiție concisă și precisă, definiția UIT din 1907, care este acceptată și astăzi: „orice tip de transmisie (emisie sau recepție) de semne, semnale, înscrisuri, imagini, sunete, sau informații de orice natură prin fir, radioelectricitate, optică sau alte sisteme electromagnetice”. În această definiție se subînțelege distanța (locală, națională, internațională, globală). Pentru comunicații nu există o definiție acceptată unanim. Domeniul implică telecomunicațiile și calculatoarele dar accentuează prelucrarea informației (codarea, transmiterea, stocarea și regăsirea acesteia) corelată cu tehnologiile de telecomunicații și posibilitatea de configurare a aplicațiilor.

Comunicațiile între terminalele utilizatorului se realizează prin sisteme de comunicație care includ: echipamente și interfețe, rețele fixe și/sau configurabile prin program.

Comunicațiile între posturi fixe (telefon, terminal de date, calculator, server, baze de date, ș.a.m.d.) utilizează ca suport al legăturilor fizice rețele configurate după reguli și standarde specifice. Cele mai utilizate tipuri de rețele sunt:

Rețeaua telefonică publică comutată PSTN (Public Swiched Telephone Network)

Rețelele locale de date, LAN (Local Area Network)

INTERNET

Rețele digitale cu servicii integrate ISDN (Integrated Services Digital Netwok)

Comunicațiile mobile CM (MC, Mobile Communication) utilizează cel puțin un terminal mobil (pieton, vehicul terestru, navă, avion) și se realizează prin legături radio (neapărat) și prin fir folosind rețele de tipul celor menționate. CM pot fi: terestre sau satelitare.

Comunicațiile personale dezvoltate îndeosebi în cadrul rețelelor inteligente se realizează între persoane identificabile prin adresă (persoane nomadice) ca și în cazul comunicațiilor mobile GSM, dar în plus, oferă abonatului posibilitatea configurării după necesități și dorințe a unor servicii flexibile, datorită conectării la o rețea inteligentă. În același timp folosind comunicațiile satelitare, aria geografică de dezvoltare a acestori tipuri de utilizatori există [RD-2], [HD] mai multe programe și experimente de realizare a unor rețele de comunicații personale (Personal Communication Network).

Sistemele de comunicații mobile oferă servicii de comunicații de voce, date, imagini între terminale (utilizatori) mobile, în interiorul unei anumite zone geografice.

Sistemele de comunicații personale realizează pe lângă serviciile de mai sus, o gamă mult mai largă de servicii configurabile de la terminal, prin rețeaua inteligentă oferind comunicații între utilizatori staționari sau mobili identificabili prin adresă pe arii globale.

Dezvoltarea comunicațiilor în societatea modernă a condus la un sistem complex ilustrat în figura 1 unde sunt reprezentate principalele tipuri de comunicație și rețelele aferente.

Figura 1 Dezvoltarea actuală a rețelelor de telecomunicații

SISTEMUL DE TELEFONIE CELULARĂ GSM

PREZENTARE DE ANSAMBLU

1. Realizarea și dezvoltarea GSM (Istoric)

Modul în care a fost conceput standardul GSM reprezintă un exemplu de implicare a unui număr mare de state europene [82]. Din acest motiv prezintă interes urmărirea istoricului apariției sale (tabelul 1)

Tabel 1 Istoricul apariției sistemului GSM

Dezvoltarea unor sisteme de radiotelefonie celulară a devenit posibilă în 1979 când, la Conferința mondială pentru administrația radio (WARC), s-au alocat câteva benzi de frecvență pentru serviciul de telefonie celulară mobilă. La acea dată, în Europa s-au dat în exploatare mai multe rețele analogice (NMT – 1981, Cellnet – 1985, etc). În 1982, CEPT a stabilit un comitet „Grupul Special pentru Comunicații Mobile”, pe scurt GSM, cu scopul de a verifica dacă domeniul de frecvență alocat în 1979 este folosit numai în acest scop și pentru a coordona proiectele pentru o rețea celulară pan-europeană, rețea care inițial a primit, în mod simbolic, numele comitetului: GSM.

Prima conferință organizată de firma Nordic, cu tema „Radiocomunicații mobile numerice”, se ține în 1985. În același an este parafat un acord franco-german pentru sprijinirea GSM. Toate acestea întăresc ideea că țările europene agreau o rețea celulară comună. În 1986 comitetul GSM își stabilește un nucleu permanent la Paris unde, în același an, au loc primele experimente. Experimentele au fost încheiate în februarie 1987 când comitetul, acum numit SMG (Special Mobile Group), stabilește parametrii fundamentali și principiul care va sta la baza noii rețele. Este stipulat caracterul deschis (fără drept de proprietate) al interfețelor. S-a hotărât punerea în exploatare a noului sistem din 1991.

În septembrie 1987 operatorii de rețele celulare au semnat un memorandum de înțelegere (MoU) care a permis dezvoltarea în continuare a noului sistem. În martie 1988 sunt făcute primele invitații de ofertă pentru validare și, în unele cazuri, pentru echipamentele operaționale.

Deși înființat sub auspiciile CEPT comitetul SMG este subordonat în momentul de față Institutului European de Standarde în Telecomunicații (ETSI). Astfel, după examinare publică, recomandările SMG devin specificații tehnice europene, parte componentă a tendinței generale de standardizare și armonizare în telecomunicații. Trecerea de la CEPT la ETSI a făcut posibilă și participarea fabricanților din alte zone ale lumii (în particular din S.U.A. și Japonia), cu condiția ca acestia să fie membrii ETSI.

În anul 1990, comitetul primește responsabilitatea de a adapta specificațiile GSM în domeniul de frecvență 1,8 GHz, definind astfel rețeaua DCS1800 (Digital Cellular Sistem) precum și de a dezvolta generația de comunicații post-GSM denumită UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Din anul 1982, pentru a evita confuzia de nume între sistem și comitetul care coordonează proiectul, acesta din urmă primește, în mod oficial, denumirea de SMG (Special Mobile Group). Începând din 1991, GSM a fost pus în exploatare în marile metropole europene. Din 1993 rețeaua acoperă capitalele și aeroporturile, iar din 1995 deservește și coridoarele ce leagă marile orașe precum și mari suprafețe din teritoriul țărilor respective.

Sistemul de telefonie celulară pan-european, cunoscut sub denumirea de GSM, reprezintă, în momentul de față, una din cele mai complexe rețele de comunicații din lume, luând în considerație chiar și realizările din domeniul militar. El a început să fie utilizat din anul 1991.

GSM beneficiază de o capacitate de 5-10 ori mai mare față de capacitatea rețelelor celulare analogice, această sporire fiind datorată mai multor mecanisme:

înlocuirea transmiterii semnalului vocal prin modulație de frecvență, cu transmiterea prin modulație numerică. Comunicația numerică, fiind mult mai rezistentă la interferență, permite micșorarea distanței relative de reutilizare a canalelor radio, acceptând rețele generatoare cu N=3 sau N=4.

introducerea controlului puterii la emisie, a saltului de frecvență (FH) și a emisiei discontinue (DTX) care permit controlul interferențelor în rețea.

folosirea metodei de acces TDMA, implementată pe mai multe purtătoare radio, reduce timpul de transfer între celule, prin implicarea terminalului mobil. Astfel, devine posibilă utilizarea microcelulelor (celule cu raza sub 2 km), care aduc o sporire considerabilă a capacității.

Rețeaua GSM este concepută ca o rețea inteligentă (IN – Intelligent Network) [16], [71]. Rețelele de radiocomunicații numerice, din care face parte și GSM ca standard european, dispunând de o mare varietate de mesaje de semnalizare, simplifică și îmbunătățesc funcțiile legate de mobilitate. Aceasta se realizează prin procedeele de localizare și înregistrare automată în rețea.

Sistemul GSM are ca bază standardele pentru servicii, interfețe între funcții/subsisteme și arhitectura protocolului definite de Conferința Europeană pentru Poștă și Telecomunicații CEPT (Conference Europeene des Postes et Telecommunications). Spre deosebire de alte rețele celulare, care oferă numai standardele pentru interfața radio și interfețele cu alte rețele, în cazul GSM sunt definite toate interfețele. Specificațiile concrete ale sistemului sunt elaborate de Institutul European de Standarde în Telecomunicații, ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

GSM este descris în 161 de recomandări care se întind pe mai bine de de 6000 de pagini. Respectarea acestora garantează:

funcționarea oricărui tip de echipament mobil în orice rețea GSM

interco de echipament mobil în orice rețea GSM

interconectarea corectă a echipamentelor și programelor livrate de diferiți fabricanți.

Recomandările sunt organizate în 12 secțiuni:

Generalități

Aspecte legate de servicii

Aspecte legate de rețea

Interfața și protocolul MS-BS

Nivelul fizic pe canalul radio

Codarea semnalului vocal

Adaptoare terminale pentru MS

Interfața BS-MSC

Interconectarea rețelei

Interconectarea serviciilor

Caracteristicile tehnice ale echipamentelor și aprobarea tipurilor

Operarea și întreținerea rețelei

2. Performanțe GSM

Se spune că GSM s-a născut din părinți buni: sistemele telefonice celulare analogice și rețeaua telefonică digitală, fixă, cu integrarea serviciilor. Într-adevăr experiența acumulată în dezvoltarea acestor rețele și sisteme a condus la obținerea unor performanțe tehnice mult îmbunătățite față de cele anterioare, prin adoptarea unor tehnologii avansate.

Prelucrarea numerică a semnalelor (voce, date, fax, semnalizare) permite compresia semnalelor și adoptarea unor coduri corectoare de erori ceea ce a permis mărirea vitezei de transmisie la 22,8 Kb/s pe un canal întreg sau 11,4 Kb/s în canale cu viteza înjumătățită.

Codarea vorbirii permite reducerea spectaculoasă a debitului binar corespunzător. Codarea vorbirii care se bazează pe predicția lineară conduce în mod uzual la un flux de date de 13 Kbit/s. Există și codoare ce realizează compresia dublă rezultând un debit de 6,5 Kbit/s. Se tinde spre reducerea debitului la 3-4 Kbit/s cu o oarecare diminuare a inteligibilității.

Codarea vorbirii introduce inevitabil distorsiuni de cuantizare. Considerând o unitate pentru distorsiunea de cuantizare 1QDU (Quantization Distorsion Unit) ca fiind distorsiunea introdusă de un coder de canal standard PCM de 64 Kbit/s, un codec GSM introduce 7 QDU.

Reducerea interferenței între simboluri și protecția față de zgomote se asigură prin egalizări adaptive ale caracteristicilor canalului (de exemplu folosind algoritmul Viterbi). Mobilitatea cu viteză mare a terminalului conduce la schimbarea rapidă a geometriei canalului. Se prevăd în fiecare fereastră de timp secvențe de antrenare și de inițializare a egalizatoarelor adaptive.

Se adoptă procedura de alocare adaptivă a canalului: ACA (Adaptive Channel Allocation).

Utilizarea tehnologiei TDMA permite împărțirea fiecărui canal radio de 200KHz în 8 ferestre temporale (slots) corespunzând la 8 utilizatori mobili. Fiecare utilizator beneficiază de o combinație specifică timp/frecvență. La fiecare grup de 8 ferestre corespunzătoare unui grup de 8 mobile se alocă cadre temporale pentru semnalizare și control.

Transmisia și recepția de la și spre terminal, se realizează în benzi separate, situate în jurul a 900 MHz (pentru varianta GSM900) așa cum se arată în figura 2.

Figura 2 Plasarea canalelor radio în centrul GSM

Pe lângă canalele alocate terminalelor mobile sistemul include canale dedicate unor funcțiuni suplimentare ce permit conlucrarea între componentele sistemului (terminal, stație radio, centru de comutație, centru de mentenanță și control). Câteva funcțiuni importante sunt date în continuare:

– implicarea terminalului mobil în transferul între celule MAHO (Mobile Assisted Handoff) permite reducerea timpului de transfer.

controlul puterii semnalului la emisie și a saltului lent de frecvență FH (Frequency Hopping) precum și controlul interferenței prin transmisie discontinuă (Discontinous Transmission), permit îmbunătățirea calității serviciilor.

Flexibilitatea în dezvoltarea de noi servicii cu valoare adăugată sau a serviciilor ISDN datorată prelucrării numerice a semnalelor de timp,asigură satisfacerea cerințelor societății informaționale moderne.

Controlul funcționării, mentenanța și exploatarea sistemului sunt asigurate prin ansambluri de proceduri configurabile software. Se utilizează conceptul de rețea pentru managementul comunicațiilor TMN (Telecommunication Management Network) pentru definirea protocoalelor corespunzătoare acestor funcțiuni.

Evaluări ale performanțelor. Comparație cu alte sisteme

Capacitatea unei stații situate într-o celulă este apreciată valoric luând în considerație următorii parametri:

M – numărul de utilizatori care utilizează simultan stația de bază din interiorul unei celule;

Bt – banda de frecvență ocupată de toate canalele;

Bc – banda echivalentă a unui canal vocal;

N – factorul de reutilizare care depinde de rezistența canalului de interferențe.

În tabelul 2 se compară performanțele GSM cu alte sisteme de CM.

Pentru o comparare concludentă s-a luat Bt=25 MHz la toate sistemele și s-a raportat capacitatea M la cea a sistemului analogic AMPS. Superioritatea sistemelor digitale în raport cu cele analogice este evidentă

Tabel 2 Comparație între capacitățile sistemelor CM la o celulă de bază

3. Servicii GSM

GSM este un sistem de comunicații mobile cu servicii multiple. Serviciile oferite depind de :

natura informației (voce, date, mesaje, fax, etc); serviciile standard constituie servicii de bază;

tipul de legătură (punct la punct, punct-multipunct, duplex, semiduplex).

Serviciile noi pot fi dezvoltate de utilizator în terminalul personal (în legătură cu echipamentul terminal) sau pot fi servicii suplimentare oferite abonaților în afara serviciilor de bază, taxându-se separat.

Amploarea GSM

În ianuarie 1992 a apărut primul operator GSM – Oy Radiolinja Ab-Finlanda, iar până în luna decembrie a aceluiași an au apărut 13 rețele în 7 țări.

În 1995 existau deja 117 rețele în 69 de țări. În decembrie 1998 existau 125 milioane utilizatori GSM, numărul lor crescând la 480 milioane în decembrie 2000.

În luna ianuarie 2002 numărul de utilizatori GSM era de 646,5 milioane, acestia fiind abonații celor 482 de rețele GSM din 184 țări.

Graficul următor prezintă evoluția numărului de utilizatori:

Amplasarea geografică a utilizatorilor de servicii GSM reiese din următorul grafic:

De remarcat este dezvoltarea explozivă a unor servicii GSM, cum ar fi Serviciul de Mesaje Scurte (SMS) – peste 30 miliarde de mesaje SMS se trimit în fiecare lună.

Previziunile pentru următorii ani sunt prezentate în următorul tabel.

Clase de servicii GSM

Standardele GSM definesc următoarele tipuri de servicii ilustrate în figura 3.

Teleserviciile, reprezintă facilități complete oferite prin comunicațiile între utilizatori, în acord cu protocoalele de comunicație, precum și funcțiile de prelucrare de nivel înalt, incluse de regulă în echipamentul terminal TE (Terminal Equipment). Pentru realizarea acestora nu sunt necesare echipamente exterioare legăturii GSM (exemplu: legăturile telefonice mobile prin GSM).

Serviciile de transport (bearer services), realizează transportul mesajelor între punctele de acces la rețea (mesajele sunt preluate de la interfețe ale utilizatorului la rețea). Aceste puncte de acces primesc informația de la echipamente terminale exterioare, care transferă fluxul de date în rețea (exemplu de terminale exterioare: calculator, sursă date, asamblor-dezasamblor de date, etc)

Legăturile respective sunt ilustrate în figura 3.

Figura 3 Servicii de transport și teleservicii

c) Fazele dezvoltării serviciilor GSM

Complexitatea standardelor și diversitatea serviciilor au făcut ca serviciile GSM să se dezvolte în etape care se continuă și astăzi.

Faza 1 se referă la un număr limitat de servicii care au fost standardizate până în 1991.

Faza 2 definește și oferă noi servicii care au fost impuse inițial Grupului GSM, dar nu au fost finalizate în faza 1. Acestea au fost standardizate până în 1995.

Faza 2+ definește și oferă noi servicii care au fost impuse inițial. O parte din aceste servicii au fost standardizate și aplicate în 1996, iar altele în 1997, acestă ultimă fază fiind numită uneori faza 2++.

Între faze există o compatibilitate perfectă: un terminal cu serviciile fazei 1 poate fi dezvoltat, acceptând serviciile fazei următoare, fără ca primele servicii să fie afectate. Serviciile folosite de fazele 1 și 2 sunt menționate în tabelul 3, respectiv 4.

În faza 2+ ca și în faza 2++ se prevăd servicii legate de dezvoltări ulterioare ale rețelelor globale de comunicații la care concură CM. Câteva categorii de noi servicii sunt următoarele:

Servicii destinate asistenței de urgență

Servicii de tip Packet radio, pentru aplicații în rețelele informaționale, pentru transportul rutier

Interfețe radio de tip multimedia pentru conectare ce sistemele DECT și INMARSAT

Alocarea la cerere a unor canale de date suplimentare

Servicii legate de dezvoltarea rețelelor inteligente

Integrarea în sistemul modern de comunicații globale

În tabelele 5 și 6 se prezintă principalele servicii din fazele 2+ și 2++ lansate în anii 1996, respectiv 1997 și care pregătesc trecerea la următoarea generație de sisteme CM.

Tabel 3 Servicii GSM în faza 1

Tabel 4 Servicii GSM oferite în faza 2

Tabel 5 Servicii din faza 2+ lansate în 1996

Tabel 6 Servicii din faza 2++ lansate în 1997

B. SUBSISTEMELE REȚELEI GSM

Principalele subsisteme ale rețelei GSM sunt:

Subsistemul de comutare, cunoscut și sub denumirea de subsistemul de rețea (NSS Network and Swiching Subsystem)

Subsistemul radio (RSS – Radio Sub-system)

Subsistemul de exploatare și întreținere (OMS – Operation and Maintenance Sub-system)

Fiecare subsistem este format din mai multe elemente conectate între el și diverse interfețe (figura 4). Astfel, subsistemul de exploatare și întreținere este format din unul sau mai multe centre de exploatare și întreținere (OMC), conectate la un centru de administrare a rețelei (NMC – Network Management Center).

Subsistemul rețea (NSS) are în compunere: centrala pentru abonați mobili MSC, centrul de verificare a autenticității (sau centrul de autentificare) AUC (Authentification Center), baza de date primară a abonaților mobili (HLR), baza de date temporară a abonaților mobili în vizită (VLR), baza de date pentru identificarea echipamentelor (EIR), module de eliminare a ecoului telefonic (EC – Echo Canceller), module pentru integrarea de funcții cu alte rețele (IWF – Inter Working Function), transcodoare (XC). Acest subsistem asigură comunicația între: stațiile de bază, centrala pentru abonați mobili (MSC) și centralele aparținând de rețeaua publică comutată.

Subsistemul radio (RSS) grupează: sistemul stațiilor de bază și al echipamentelor mobile. Fiecare stație de bază, la rândul său, este constituită din echipamentul radio de emisie-recepție al stației de bază (BTS – Base Tranceiver System) și echipamentul de comandă/control (BSC – Base Station Controller) al acestora. Prin echipament mobil se înțelege ansamblul format dintr-un terminal mobil, adaptoare, echipamente terminale și un modul de autentificare al abonatului (SIM).

Figura 4 Arhitectura rețelei GSM

1. Subsistemul RADIO (RSS)

Din subsistemul radio fac parte echipamentele mobile și sistemul stațiilor de bază. Comunicația între ele se face prin interfața radio.

a. Echipamentul mobil

GSM face distincție între abonat și terminalul utilizat de acesta pentru a comunica, în faza 2 de introducere a sistemului taxarea făcându-se pe abonat mobil (MS) și nu pe terminalul mobil (MT). Un abonat se poate conecta la rețea folosind orice terminal mobil pe care l-a personalizat prin introducerea modulului propriu de identificare (SIM).

Terminalul mobil

Fiecare MT este identificat prin seria de fabricație de tip ROM, la momentul fabricației. La cerere, MT, transmite rețelei seria de fabricație. Prin parcurgerea unei baze de date, rețeaua verifică dacă echipamentul face parte din tipurile acceptate de rețea sau poate realiza un anumit tip de serviciu.

Modulul pentru identitatea abonatului (SIM)

SIM conține informații necesare pentru conectarea unui abonat la rețeaua GSM. Unele informații se modifică pe durata exploatării, cele mai multe sunt însă fixe. Accesul la datele de pe cartelă este protejat cu ajutorul unei parole constituite din numărul de identitate personal (PIN – Personal Identity Number), având o funcție similară ca în cazul cărților de credit. SIM identifică abonatul prin intermediul IMSI (numărul de identitate internațională a abonatului), număr prin care acesta e apelat, și profilul de servicii la care are acces. Toate aceste informații sunt fixe,

SIM este implicat în funcții cum ar fi: autorizarea, secretizarea convorbirii, administrarea apelurilor în rețeaua de origine și rețeaua vizitată, etc. Aceasta modifică o parte din informațiile conținute în memoria SIM. Dintre informațiile variabile fac parte:

detalii ale numărului de identitate temporară a abonatului (TMSI), număr care este schimbat periodic de sistem ca metodă de protecție a abonatului împotriva încercării de interceptare a convorbirilor prin interfața radio.

detalii despre aria de localizare în care se află abonatul la momentul respectiv și despre numerele de identificare locală ale sistemului. Astfel, numărul de identitate al ariei de localizare (LAI) este modificat la intervenția VLR în urma solicitării centralei.

Multe din datele momorate pe SIM sunt protejate împotriva citirii sau modificării ulterioare datei de emitere. Un operator GSM emite un nou modul SIM cu ocazia înregistrării unui nou abonat. Rețeaua în care s-a emis abonamentul este rețeaua de origine (de apartenență) pentru abonatul mobil. Evident, un abonat poate lucra în orice rețea GSM, dacă operatorii au convenit asupra modului de distribuire a încasărilor și cheltuielilor.

b. Subsistemele stațiilor de bază

Un sistem de stații de bază (BSS) este o combinație de echipamente numerice și de radiofrecvență realizat cu scopul de a asigura conectarea canalelor radio (interfața radio) și liniilor terestre (interfața terestră). Prin BSS se înțelege ansamblul format dintr-un controlor al stațiilor de bază (BSC) și echipamentele de emisie/recepție (BTS) controlate de acesta. Componentele acestui sistem pot fi amplasate sau nu în același loc. Legătura între centrală și subsistemul stațiilor de bază se face prin linii PCM de 2 Mb/s (interfața A) folosind sistemul de semnalizare SS7. Formatul mesajelor de standardizare este detaliat în recomandările ETSI/TC GSM 08.xx. Standardizarea protocolului permite utilizarea de echipamente produse de fabricanți diferiți, cu condiția ca acestea să fie compatibile la nivel de interfață.

Comunicația prin interfața radio, la nivel fizic, se face folosind modulația numerică GMSK și o metodă de acces multiplu cu diviziune în timp (TDMA).

Echipamentul de emisie-recepție al stației de bază (BTS)

BTS are funcții legate de comunicația radio: modulare, demodulare, egalizare, codare de canal, etc. BTS administrează întreg nivelul fizic: multiplexare, TDMA, salt de frecvență, secretizare, etc., și realizează toate măsurările necesare pentru a controla calitatea unei comunicații în curs de desfășurare.

Rezultatele măsurătorilor sunt transmise la controlul stației de bază. În cadrul nivelului de comunicație de date, BTS se ocupă de semnalizarea între mobil și infrastructură (LAPDm – Link Acces Protocol for the Dm Channel) ca și de legătura de date cu BSC (LAPD – Link Acces Protocol for the D Channel).

BTS conține câte o unutate de emisie recepție, distinctă pentru fiecare canal radio alocat. Capacitatea maximă a unui BTS este de 16 purtătoare. O configurație uzuală pentru o zonă urbană are 4 purtătoare, permițând în jur de 28 conexiuni simultan. Mai multe BTS se pot conecta în serie folosind o interfață PCM standard de 2 Mb/s.

Echipamentul de comandă/control al stațiilor de bază (BSC)

Acesta este echipamentul inteligent din sistemul stației de bază numit și controlor care răspunde de:

administrarea canalelor radio din subordine

analizarea rezultatelor măsurătorilor făcute de către stația de bază și stația mobilă pentru a controla puterea lor de emisie și a lua o decizie asupra necesității procedurilor de transfer

transferul mesajelor de control între stația mobilă și centrală prin intermediul stației de bază.

Canalele de control și de comunicație sunt întotdeauna sub controlul BSC. Cu toate acestea, o serie de mesaje de semnalizare, asociate unei conexiuni stabilite, nu sunt afectate, în mod direct de BSC. Pentru acestea controlorul este transparent, un simplu releu de transfer.

Nu există o alocare fixă a canalelor radio utilizate de stația de bază la circuitele telefonice terestre care ajung la controlorul acesteia. Dacă selectarea unui canal radio cade în sarcina controlorului, selectarea liniei terestre este realizată de centrală; cele două circuite sunt conectate în matricea de comutare din controlorul stației de bază.

GSM este un sistem de telefonie celulară cu inteligență distribuită în sensul că nu toate activitățile sunt coordonate de centrala abonaților mobili. Matricea de comutare proprie controlorului stațiilor de bază permite transferul (pe durata convorbirii) între două echipamente de emisie/recepție din subordine, fără a implica centrala.

Legătura dintre controlor și BTS se face prin interfață PCM de 2 Mb/s sub protocolul LAPD (protocol de acces pentru canalul D). Mai multe BTS se conectează la controlor fie înlănțuit, fie în stea (figura 5). Controlorul se poate amplasa în același loc cu unul din echipamentele de emisie-recepție (BTS) din subordine. De la caz la caz, amplasamentul unei stații de bază poate avea un singur BTS (configurație specifică zonelor rurale, folosind o antenă omnidirecțională) sau mai multe (configurație specifică zonelor urbane sau autostrăzilor, folosind o antenă directivă).

Figura 5 Conectarea BTS-BSC

2. Subsistemul REȚEA

Centrala pentru abonații mobili (MSC)

MSC realizează interfața telefonică publică (PSTN) și sistemul stațiilor de bază ale rețelei celulare, fiind, în același timp, centrală de comutație pentru apelurile cu originea și destinația în rețeaua de comunicații mobile. O rețea are de obicei mai multe centrale dintre care, acelea care asigură interfața către PSTN sau ISDN, realizează și funcția de poartă de interconectare (GMSC). Această funcție o poate avea, în principiu, orice MSC, ea fiind activată la începutul unui apel din rețeaua fixă către rețeaua mobilă.

Ca și în cazul rețelelor telefonice publice comutate, MSC supraveghează stabilirea apelurilor și procedurilor de dirijare. Alte funcții de control specifice sunt:

Conversia numerotării și dirijarea apelurilor, alocarea trunchiurilor de ieșire, funcții legate de taxare, calcularea statisticilor, etc.

Funcții tipice pentru rețeaua celulară sunt:

menținerea unei liste cu abonații angajați în comunicație

asigurarea unor proceduri de protecție contra utilizatorilor neînregistrați folosind funcții ca: verificarea identității abonatului și secretizarea comunicației de date

inițierea și spravegherea procedurilor de localizare și transfer (cu excepția celor care se încheie la nivelul sistemului stațiilor de bază)

Funcțiile de înregistrare și reactualizare a localizării (folosind informațiile de localizare transmise de stațiile mobile) permit realizarea automată a comunicațiilor care au ca destinație o stație mobilă. Un ansamblu MSC-VLR poate prelua mai multe zeci de mii de abonați mobili în cazul unui trafic mediu pe abonat de 0,025 Erlang.

b. Centrul de verificare a autenticității (AUC)

AUC este un element de prelucrare al rețelei care realizează funcții distincte în raport cu MSC, fiind responsabil, în primul rând, de procesul de autorizare a accesului unui abonat mobil la rețea. În mod firesc, AUC este amplasat în același loc cu HLR, pentru a crește viteza de adresare și reactualizare a înregistrărilor abonaților. Centrul HLR/AUC se poate găsi sau nu lângă centrala pentru abonații mobili.

Procesul de verificare a autenticității are loc de fiecare dată când abonatul cere reconectarea la rețea (pornește echipamentul mobil). La prima solicitare a unui canal de comunicație, în cadrul unei sesiuni de utilizare a rețelei, are loc un proces complet de autorizare a abonatului. Comunicațiile ulterioare, efectuate într-un interval de timp predeterminat sau în cadrul subrețelei aparținând aceluiași operator, ar putea să nu mai activeze procesul de autorizare, dacă datele produse în procesul inițial de autorizare și memorare pe SIM sunt identice cu cele din HLR/VLR.

Procesul de verificare a autenticității constă, pe de o parte, din compararea unor date de siguranță memorate pe SIM cu datele corespunzătoare din HLR. Aceste date sunt introduse în HLR și scrise pe SIM în momentul eliberării abonamentului. Pe lângă comparare, mai are loc și un alt proces, prin care o serie de date memorate în AUC sunt prelucrate conform unui algoritm pentru a obține un mesaj codat care este transmis către SIM. Mesajul este decodat la stația mobilă și un răspuns este returnat către AUC. În funcție de conținutul răspunsului, abonatul este sau nu autorizat în rețea. Procesul de autentificare se face printr-un canal de semnalizare, eliminând astfel risipa în folosirea canalelor de trafic.

c. Bazele de date

În comparație cu sistemele de telefonie terestră tradiționale, GSM utilizează, în plus, entități de prelucrare și memorare cum sunt: HLR, VLR și EIR. Acestea reprezintă pentru rețea nu simple baze de date ci moduri de prelucrare specializată a datelor, aici fiind rezolvate problemele administrării informațiilor de abonat și urmăririi locului în care acesta se află în rețea.

Baza de date primară a abonaților (HLR)

HLR este baza de date de referință a parametrilor abonatului. Unele informații sunt fixe, fiind stabilite în momentul introducerii, ștergerii sau modificării profilului de servicii aferente unui abonament. Altele sunt dinamice, modificându-se în timpul exploatării. Dintre informațiile fixe fac parte: numere de identificare și adrese, parametri pentru procesul de autorizare, tipurile de servicii oferite de rețea la care are acces fiecare abonat (profilul serviciului) etc., printre informațiile dinamice se găsesc: adresa VLR la care este înscris la un moment dar abonatul, starea curentă a abonatului, incluzând numărul temporar (TMSI), etc.

O rețea poate avea mai multe HLR, fiecare deținând o parte din volumul total de date. Un abonat va aparține unui singur HLR. Informațiile dintr-un HLR pot fi accesate de toate centralele și VLR din rețea folosind numărul IMSI sau MSISDN al abonatului.

Informațiile pot fi accesate și de MSC sau VLR din altă rețea mobilă pentru a permite mobilitatea între rețelele exploatate de diverși operatori sau între țări. Abonatul vizitator se bucură de aceleași facilități ca și în rețeaua de origine. Mecanismul de decontare a serviciilor oferite se stabilește prin înțelegere între operatorii de rețele.

Baza de date dinamică a abonaților mobili (VLR)

VLR conține o copie a principalelor informații de abonat din HLR. Aceste informații sunt însă temporare, ele existând atâta vreme cât abonatul este activ în aria acoperită de VLR. VLR asigură o bază de date locală pentru un abonat, chiar dacă este vorba de abonați înregistrați la centrala (deci HLR) locală. Se elimină astfel consumul de timp rezultat de necesitatea de a apela foarte des la HLR.

VLR activează procesul de acordare a unui număr temporar (TMSI) unui abonat, număr pe care-l trimite și către HLR. TMSI ține locul IMSI și este memorat pe SIM-ul abonatului astfel încât apelurile către abonat se fac fără a transmite IMSI, asigurând astfel securitatea abonatului. TMSI va fi folosit pe durate reduse în timpul procesului de autorizare și poate fi modificat periodic, ca o precauție suplimentară pentru securitate. GSM oferă opțiunea de a modifica TMSI la fiecare apel sau odată cu procesul de actualizare a localizării.

Celulele unei rețele mobile sunt grupate în arii de localizare, fiecăreia asignându-i-se un număr (LAI – Localization Area Identity). În mod normal, o arie de localizare conține maxim 30 celule. Fiecare VLR gestionează mai multe arii de localizare. Odată cu deplasarea abonatului dintr-o arie de localizare în alta, informația de localizare curentă este actualizată în HLR printr-un proces inițiat de VLR. Dacă stația mobilă intră în aria de localizare a unei alte VLR atunci aceasta, prin intermediul HLR, inițiază o procedură de ștergere a datelor din vechea VLR și înregistrare în noua VLR. Numărul ariei de localizare este memorat și actualizat pe SIM-ul abonatului.

Dacă abonatul este din rețeaua de origine, VLR asociată zonei în care intră abonatul îi va aloca un număr de stație mobilă vizitatoare (MSRN). Numărul este alocat dintr-o listă de numere păstrate la nivelul VLR vizitat. MSRN este folosit pentru a direcționa apelurile din rețea către stația de bază în care este localizată stația mobilă.

De asemenea, VLR alocă numere de „transfer” pentru a fi utilizate în cazul transferului între centrale pentru abonații mobili. Acest tip de transfer implică direcționarea dinamică a procesului de comunicție între centrala sursă și centrala destinație. Funcțiile numărului de „transfer” sunt similare cu cele ale MSRN și asigură direcționarea în cadrul părții terestre a rețelei. MSRN și numerele de transfer sunt temporare în sens propriu, fiind abandonate după utilizare; ele pot fi folosite în alte procese de stabilire a legăturii.

Informațiile de abonat din VLR se pot accesa folosind numerele: IMSI, TMSI, MSRN. În mod normal fiecare MSC folosește VLR, dar sunt posibile și alte combinații.

Registrul de identificare al echipamentelor (EIR)

EIR reprezintă o bază de date centralizată pentru controlul validității numărului internațional de identificare a echipamentelor (IMEI). Această bază de date conține numai informații despre echipamentele de abonat. Numerele de echipamente (IMEI) sunt grupate în trei liste:

Tabel 7 Conținut EIR

EIR este accesat de la distanță de centralele din rețea dar poate fi accesat și de centalele din alte rețele. Ca și în cazul HLR, o rețea poate avea mai multe EIR, fiecare deținând o parte din numerele IMEI. Centrala realizează funcția de translație: pentru fiecare IMEI întoarce adresa EIR în care este memorată informația despre aceasta.

d. Module funcționale

Din punct de vedere funcțional modulul pentru integrarea de funcții cu alte sisteme (IWF) și modulul de eliminare a ecourilor (EC) sunt elemente inseparabile ale centralei.

Modulul pentru integrarea de funcții cu alte rețele (IWF)

IWF conferă rețelei GSM capacitatea de interconectare cu diferite alte tipuri de rețele de comunicație, publice și/sau private, aflate în exploatare. IWF permite accesul abonatului la funcții de conversie de protocol și/sau de conversie de viteză de transmisie între terminalele de date (DTE) aparținând abonatului mobil și, respectiv, terestru.

IWF va aloca, la cerere, un modem din setul de modem-uri de care dispune cand terminalul de date GSM realizează transferul de date cu un terminal de date terestru conectate la o linie analogică, închiriată sau din rețeaua telefonică publică comutată. IWF asigură, de asemenea, interfețe de conectare directă pentru echipamente de date proprii abonatului (nestandardizate), cum ar fi X.25 PAD.

Modul de eliminare a ecourilor (EC)

Timpul de întârziere a semnalului vocal, specific GSM, acumulat pe tot lanțul de comunicație emisie/recepție, este de aproximativ 80 ms, fiind datorat, în principal, codării și decodării. Această întârziere este percepută de abonatul mobil în cazul unei conexiuni defectuoase cu rețeaua telefonică publică. Conectarea rețelei mobile la rețeaua publică fixă (figura 6) impune utilizarea unor transfomatoare de la 4 la 2 fire (specific modului de lucru folosit în rețeaua fixă). Datorită imperfecțiunilor, un astfel de transformator întoarce o parte din semnalul de la perechea de recepție la perechea de transmisie din interfața pe 4 fire. Astfel apare un ecou pe care-l percepe abonatul mobil, dar care nu este sesizat de abonatul rețelei fixe.

Figura 6 Modulul pentru eliminarea ecourilor

În cazul rețelei telefonice fixe, într-o convorbire, nu apare senzația de ecou, din cauza întârzierilor foarte mici. Dimpotrivă, considerând întârzierea pe toată bucla, în absența EC, conectarea rețelei GSM la rețeaua telefonică fixă ar conduce la senzația supărătoare de ecou. EC asigură eliminarea ecourilor peste 68 ms în conexiunea dintre ieșirea EC și linia telefonică fixă.

Transcodorul (XC) (figura 7) este necesar pentru a realiza conversia de la semnalul PCM cu 64 KB/s rezultat la ieșirea centralei (vocal sau date) la forma cerută de specificațiile GSM pentru transmisia prin interfața radio (stație de bază – stație mobilă). Trancodorul poate fi amplasat în același loc cu centrala, cu controlorul stațiilor de bază (BSC) sau cu echipamentul de emisie/recepție (BTS).

Dacă se amplasează pe lângă centrală atunci, canalele GSM de 13 kb/s sunt completate cu bițo „albi”, până la 16 kb/s, și apoi grupate câte patru pe o linie telefonică fixă de 64 kb/s. Astfel, fiecare canal PCM de 2 Mb/s (30 de canale de 64 kb/s) poartă 120 canale vocale GSM, conducând la reducerea prețului de cost pentru operator. Din acest motiv, amplasarea comună a transcodorului și a centralei este o soluție care optimizează costul sistemului, reducând necesarul de linii de 2 Mb/s dintre centrale și sistemul stațiilor de bază.

Matricea din controlor conectează circuite terestre de 16 kb/s la canalele radio. După comutare nu se mai faca conversia înapoi la la 64 kb/s pentru comunicația controlor – BTS. Din acest motiv se spune că se realizează o comutare sub viteza canalului (sub-rate swiching).

Figura 7 Transcodorul

Subsistemul de exploatare și întreținere

Subsistemul de exploatare și întreținere al unei rețele este format din unul sau mai multe centre de exploatare și întreținere (OMC – Operation and Maintenance Center), conectate la un centru unic de administrare al rețelei (NMC – Network Management Center).

a. Centrul de exploatare și întreținere (OMC)

OMC reprezintă locul de unde se comandă și se supraveghează celelalte entități ale rețelei GSM urmărindu-se, concomitent, calitatea serviciului oferit de rețea în ansamblul ei. OMC este conectat cu celelalte entități GSM printr-o rețea X.25. În continuare sunt enumerate principalele funcții realizate de OMC:

Funcțiile de prelucrare, prin care diversele evenimente sau alarme, generate de entitățile rețelei, sunt raportate și/sau memorate. Evenimentele constau în mesaje care conțin informații despre starea echipamentelor și proceselor de rețea.

Funcțiile de gestionare a defectelor permit deconectarea sau repunerea în serviciu, manual sau automat, a diferitelor entități ale rețelei. Se poate cere vizualizarea stării anumitor echipamente din rețea și se poate reface activitatea desfășurată de orice abonat mobil.

Funcțiile de întreținere permit controlul volumului de trafic solicitat rețelei. În acest scop, dacă este necesar, sistemul stațiilor de bază este forțat să refuze orice solicitare de comunicație.

Funcțiile de gestionare a performanțelor includ colectarea de statistici de trafic de la echipamentele rețelei GSM și arhivarea lor într-o bază de date sau afișarea acestora pentru analiză. Deoarece există posibilitatea de a culege un volum de date uriaș, personalul de întreținere poate selecta statisticile pe care le dorește, având la dispoziție o gamă extrem de largă. Se poate opta pentru generarea unor alarme atunci când valorile măsurate pentru anumite performanțe ies din limitele stabilite.

Funcțiile de gestiune a programelor permit urmărirea versiunilor de program încărcate în fiecare echipament al rețelei. Programele rulate de diverse echipamente pot fi încărcate de la OMC sau aduse la OMC.

Funcțiile de gestiune a informațiilor de configurare. Prin intermediul acestei funcții, de la nivelul OMC, se poate configura sau citi configurația pentru orice entitate a rețelei. Aceste informații se modifică odată cu dezvoltarea rețelei. OMC poate realiza verificări asupra integrității informațiilor de configurare din diverse echipamente.

Rețeaua de tip X.25, prin care se comunică OMC, este o rețea de comutare de pachete. Pachetele X.25 cu o viteză de 64 kb/s sunt trimise printr-o linie PCM de 2 Mb/s. În prezent, fabricanții de echipamente GSM oferă OMC specifice echipamentului, dar care nu sunt compatibile între ele. Aceasts se întâmplă mai ales în cazul echipamentelor radio pentru stațiile de bază și al matricilor de comutație.

b. Centrul de management al rețelei (NMC)

NMC este unic, el permițând administrarea unei rețele GSM la nivelul ierarhic superior, urmărind exploatarea și întreținerea rețelei prin intermediul OMC, care sunt responsabile la nivel regional.

La nivelul NMC, rețeaua este tratată ca o mulțime de moduri și instrumente de interconectare. OMC este utilizat ca filtru al informațiilor care provin de la echipamentele rețelei, permițând ca NMC să se concentreze asupra aspectelor care necesită coordonarea la nivel național. NMC coordonează, de asemenea, aspectele legate de conectarea la alte rețele.

Funcțiile oferite de NMC sunt echivalente cu cele oferite de OMC. Câteva dintre funcțiile mai importante sunt enumerate în continuare.

Gestiunea traficului la nivelul rețelei. NMC urmărește traficul pentru a sesiza alarmele de nivel înalt, ca noduri defecte sau supraîncărcate. În plus, urmărește starea comenzilor automate aplicate echipamentelor din rețea și afișează, pentru operatori, starea rețelei. Aceștia, pe baza informațiilor de sinteză, îndrumă operatorii OMC asupra strategiei de urmat pentru a corecta problemele regionale.

Supravegherea trunchiurilor și liniilor de semnalizare. Pentru a preveni migrarea condițiilor de congestie a traficului în toată rețeaua, NMC urmărește în special trunchiurile și liniile de semnalizare dintre noduri. Cu același scop sunt urmărite și liniile dintre rețeaua GSM și rețeaua telefonică publică, comutată.

Controlul traficului la nivel local. NMC are capacitatea de a controla traficul la nivelul subsistemului stațiilor de bază. În circumstanțe extreme, operatorii NMC vor activa numai comunicațiile cu acces prioritar, cum ar fi cele ale serviciului de poliție, salvare, etc. Comanda traficului, pe rețelele de semnalizare și trafi dintre centrală și stațiile de bază, poate fi exploatată pentru a izola o regiune cu congestie de trafic, după care, OMC este folosit pentru a reconfigura parametrii celulelor și pentru a forța transferuri în vederea descongestionării.

NMC este un instrument de planificare important deoarece deține elemente de sinteză la nivelul rețelei naționale.

MANAGEMENTUL REȚELELOR GSM

A. PREZENTARE GENERALĂ

O rețea de telecomunicații este destinată realizării, în orice moment, a serviciilor de telecomunicații pentru care trebuie să asigure o calitate corespunzătoare. În acest scop rețeaua de telecomunicații trebuie să realizeze următoarele funcții de bază:

a) funcții principale specifice aplicației (exemplu: tratarea apelurilor în centrale telefonice automate);

b) funcții de management necesare în exploatarea rețelei, care să asigure:

– managementul performanțelor sistemului și a serviciilor;

– managementul configurării sistemului/rețelei;

– managementul erorilor;

– managementul taxării abonaților și al taxării între operatorii de telecomunicații;

– managementul securității funcționării sistemelor și al confidențialității comunicației.

Funcțiile de management constituie componente esențiale pentru controlul bunei funcționări a rețelei de telecomunicații și implicit al veniturilor și afacerilor administrației de telecomunicații. În acest scop au fost dezvoltate rețele de management de telecomunicații TMN (Telecommunications Management Network), care constituie suportul pentru cerințele de management ale administrațiilor în planificarea, instalarea, întreținerea, operarea și administrarea rețelelor și serviciilor de telecomunicații.

În contextul TMN, managementul se referă la un set de funcții care permit schimbul și procesarea informațiilor de management necesare administrațiilor pentru conducerea eficientă a afacerilor lor.

În acest scop, managementul furnizează următoarele funcții:

asistă operatorul în activitatea de configurare a rețelei și minimizează impactul asupra serviciilor

crește stabilitatea rețelei pe durata modificărilor de configurare prin evaluarea dinamică a dependentelor dintre obiectele gestionate

reduce costul exploatării și întreținerii rețelei de telecomunicații

reduce timpul de nefuncționare prin detecția și remedierea rapidă a deranjamentelor

suplinește lipsa de experiență a proiectantului.

O întrerupere a funcționării rețelei telefonice AT&T din Japonia pe durata a 8 ore a avut ca rezultat o pierdere de 60 milioane dolari SUA.

Dezvoltarea rapidă a rețelelor determină creșterea complexității sistemelor și a problemelor impuse proiectantului, precum și cerințele de asigurare a modificărilor și a competărilor bazate pe observații realizate în faza de punere în funcțiune sau chiar de exploatare.

Exemplu: Controlul congestiei traficului – cauze și rezolvări posibile:

Apelurile numeroase spre studiourile de televiziune unde se desfășoară un concurs cu premii pot să creeze o încărcare foarte mare a procesoarelor centrale de control a apelurilor și comutării repetate de pe unitatea activă pe cea de rezervă. Soluție de control a congestiei poate fi limitarea numărului apelurilor spre studioul TV.

Situațiile de forță majoră conduc la creșterea numărului cererilor de apel. Soluția de control a congestiei este limitarea numărului de apeluri și asigurarea de priorități pentru salvare, poliție și armată.

Evenimentele deosebite într-o localitate, ca de exemplu congres, festival, carnaval, pot determina congestii de trafic. Soluție de prevenire a congestiei poate fi returnarea apelurilor de tranzit. Figura 8 ilustrează cele trei exemple care creează congestii de trafic.

Figura 8 Situații de congestii în rețeaua de telecomunicații

Alte funcții asigurate prin management sunt:

îmbunătățirea activității de întreținere prin furnizarea de informații dspre starea fiecărui element din rețea

îmbunătățirea serviciilor prin generarea de rapoarte complete asupra măsurătorilor de performanță.

Efectele scontate prin introducerea managementului rețelei de telecomunicații, în contextul creșterii deosebite a afacerilor de telecomunicații și a unei competiții crescute, sunt prezentate în tabelul 8.

Tabel 8

B. MODELUL REȚELEI DE MANAGEMENT AL TELECOMUNICAȚIILOR (TMN)

TMN asigură funcții de management prin intermediul comunicațiilor realizate cu rețelele și serviciile de telecomunicații, precum și cu alte TMN. Această rețea (TMN) asigură interconexiuni între diverse sisteme de operare (OS – Operation System) și/sau conexiuni spre echipamente de telecomunicații diverse (analogice și digitale) pentru care se asigură interfețe standardizate care includ protocoale și mesaje.

În figura 9 este prezentată relația dintre TMN și rețeaua gestionată. Echipamentele rețelei gestionate pot fi sisteme de comutație, sisteme de transmisiuni, multiplexoare, terminale de semnalizare, servere de fișiere, etc. Echipamentele gestionate de TMN vor fi numite în continuare elemente de rețea NE (Network Element). Conceptual, TMN este o rețea separată care interfațează cu rețeaua de telecomunicații prin mai multe puncte diferite pentru transmiterea/recepția de informații către/de la aceasta pentru controlul operării ei. TMN poate folosi părți ale rețelei de telecomunicații pentru realizarea comunicațiilor.

Figura 9 Relația dintre TMN și rețeaua de telecomunicații

Complexitatea managementului telecomunicațiilor a impus structurarea funcțională a managementului în următoarele nivele logice (figura 10):

Nivelul managementului elementelor de rețea NEML (Network Element Management Level);

Nivelul managementului rețelei NML (Network Management Level);

Nivelul managementului serviciului SLM (Service Management Level);

Nivelul managementului afacerilor BML (Business Management Level).

Figura 10 Model TMN – (NE) (Network Element) – element de rețea

Managementul elementelor de rețea (NE)

TMN poate gestiona următoarele elemente de rețea:

Sisteme de comutație analogice și digitale;

Sisteme de transmisiuni analogice și digitale (cablu, fibră optică, radio, satelit);

Terminale de transmisie (multiplexoare, cross-connect, SDH, etc.);

Sisteme de operare și perifericele lor;

Terminale de semnalizare și sisteme care includ puncte de transfer semnal STP (Signal Transfer Point) și baze de date în timp real;

PBX, rețea de acces și terminale utilizator, inclusiv terminale ISDN;

Software asociat cu serviciile de telecomunicații;

Sisteme suport asociate (modulr de test, sisteme de alimentare, unități de aer condiționat, sisteme alarme clădiri, etc.).

Principalele funcții ale sistemului managementului elementelor de rețea sunt următoarele:

Controlează și coordonează un set întreg de elemente de rețea. Sistemul de operare al elementelor de rețea asigură acces complet la NE și realizează în acest sens procesare a informațiilor de management schimbate între rețea și elementele de rețea;

Gestionează relațiile dintre elementele de rețea;

Gestionează datele referitoare la management privind elementele de rețea controlate.

2. Managementul rețelei

Rețelele gestionate de TMN pot fi:

Rețele publice sau private, telefonice sau de date (PSTN, ISDN, GSM, IN, SS7);

Rețeaua proprie TMN;

Rețele WAN, MAN, LAN;

Rețele de date cu comutație de circuite și pachete.

Obiectivele managementului rețelei de comunicații sunt:

managementul transportului informației;

managementul conexiunilor;

managementul serviciilor;

managementul protocoalelor de comunicații la diverse nivele ierarhice.

Principalele ale nivelului managementului sunt următoarele:

controlul și coordonarea rețelei compusă din toate elementele de rețea atribuite rețelei gestionate;

crearea, modificarea sau ștergerea de componente ale rețelei care constituie suport pentru serviciile clienților;

întreținerea rețelei;

gestiunea datelor de management referitoare la rețea și interacțiunea cu nivelul de management al serviciului privind performanța, accesibilitatea, etc.

Managementul elementelor de rețea și al rețelelor de telecomunicații pot fi realizate prin intermediul centrelor de management al rețelei de telecomunicații NMC (Network Management Center).

3. Managementul serviciilor și relațiilor între instituții

Managementul serviciilor se referă la aspecte contractuale privind servicii oferite clienților sau potențialilor clienti, care pot include responsabilități privind furnizarea/anularea serviciilor, taxarea, calitatea serviciilor, raportarea de erori, etc.

Nivelul de management al serviciilor are următoarele roluri principale:

contracte cu clienții și cu alte administrații

interacțiunea cu furnizorii de servicii

controlul datelor statistice, exemplu QoS (Quality of Service)

interacțiunea între servicii.

Nivelul de management al serviciilor este responsabil de toate negocierile și acordurile contractuale dintre clienți și ofertanții de servicii pentru aceștia.

Administrația de telecomunicații trebuie să acorde servicii de bună calitate astfel că ea trebuie să dispună de înregistrări privind: reclamațiile abonaților, alarmele de securitate, calitatea serviciilor QoS.

Gestiunea serviciilor are în vedere o definire clară și completă a specificațiilor serviciilor, precum și o definire a claselor de servicii. În vederea asigurării unor facilități de securitate, administrația poate gestiona următoarele facilități:

de autentificare;

de autorizare a accesului la servicii;

de asociere a unor atribute de securitate;

de asigurare a unui suport de criptare;

de detecție viruși;

de control al accesului la servicii.

Managementul afacerilor are responsabilități pentru întreaga administrație de telecomunicații, care sunt realizate având la bază informații furnizate de nivelurile funcționale inferioare ale TMN. Sub aspect financiar, administrația trebuie să realizeze gestiunea:

contractelor cu abonații;

taxării abonaților (trimiterea notelor de taxare, plata notei de taxare, reavizări pentru plata notelor de taxare, note de plată refuzate);

informațiilor de taxare între administrații.

Din punctul de vedere al dezvoltării și al bunei gestionări a rețelei de telecomunicații, administrația trebuie să-și definească o strategie de lucru bazată pe:

planul serviciilor;

planul securității;

planul tarifării;

plnul întreținerii.

O evidență clară a persoanelor juridice și fizice cu care are relații administrația de telecomunicații, poate avea influențe benefice pentru afacerile acesteia. Acești factori care stau în atenția administrației sunt furnizorii de echipamente, alte administrații de telecomunicații, utilizarea de servicii de telecomunicații.

Funcțiile realizate de nivelul de management al afacerilor au ca obiective:

asigurarea suportului pentru procesul de decizie a investițiilor optime și utilizarea de noi resurse de telecomunicații;

managementul bugetului referitor la AO&M (Administration Operation and Maintenance);

gestiunea personalului destinat AO&M;

gestiunea datelor despre întreaga administrație, care poate influența afacerile acestora.

C. REȚEAUA DE MANAGEMENT DE TELECOMUNICAȚII

1. Configurația ierarhică a rețelei de management

Rețeaua de management cuprinde centre de management al rețelei de telecomunicații NMC (Network Management Center), care realizează nivelul funcțional de management al elementelor de rețea (NEML) și nivelul de management al rețelei de telecomunicații (NML). TMN este organizată administrativ pe nivele ierarhice (figura 11).

Figura 11 Organizarea ierarhică a TMN

Nivelul inferior al TMN corespunde NMC regionale (NMC-R), care deservesc o parte din NE ale rețelei.

Nivelul superior al TMN corespunde NMC național (NMC-N), care comunică cu NMC-R și are acces la bazele de date. Poate fi folosit un centru informatic specializat în prelucrarea datelor de management.

Comunicația între NMC-N, NMC-R, bazele de date și centrul informatic se realizează printr-o rețea de comunicații de date DCN (Data Communications Network).

2. Subsistemul NMC în rețeaua de comunicații mobile

O rețea de comunicații mobile GSM este gestionată de centrul de management al rețelei NMC, care are acces prin interfața Q3, realizată cu sistem de semnalizare Nr. 7 CCITT (ITU-T), către:

centrul de comutare mobilă MSC (Mobile Swiching Center);

controlerul stațiilor de bază BSC (Base Station Controller);

registrele de tip VLR (Visitor Location Register), HLR (Home Location Register), AUC (Authentification Register).

Accesul NMC la BTS (Base Transceiver Station) este realizat prin intemediul BSC, care are rol de dispozitiv de mediere în vederea asigurării interfeței necesare pentru comunicarea între NMC și BTS.

Figura 12 Managementul rețelei GSM

D. OBIECTIVELE TMN-ului

Având în vedere cerințele de management ale administrațiilor de telecomunicații, ITU-T a definit cinci zone funcționale (servicii) de management (tabelul 9). Aceste zone permit realizarea obiectivelor TMN: managementul performanțelor, managementul deranjamentelor, managementul configurării, managementul taxării, managementul securității.

Tabel 9 Servicii ale managementului de telecomunicații

1. Probleme specifice ale managementului pentru rețelele publice PLMN

Servicii de management comune ale rețelelor de telecomunicații

Elementele de rețea de telecomunicații pentru care se realizează servicii de management sunt: rețeaua de transport și echipamentul asociat, sistemele de comutație, rețeaua inteligentă, sistemul de semnalizare pe canal comun. Sunt de asemenea realizate servicii de management pentru rețeaua de management.

Servicii de management specifice GSM

Obiectele de management specifice PLMN (Public Land Mobile Network) moștenesc toate proprietățile obiectelor de management ale rețelelor de telecomunicații și adaugă proprietăți specifice rețelei de comunicații mobile, desemnate în figura 13 prin obiectul denumit generic „rețea”.

Figura 13 Servicii de management pentru PLMN

Serviciile de management specifice PLMN sunt standardizate astfel:

Managementul bazelor de date (HLR, VLR, EIR)

Managementul BSS

Managementul datelor celulelor

Managementul datelor de planificare radio

Managementul AUC

Managementul datelor echipamentelor mobile.

E. ARHITECTURA GENERALĂ A TMN

În alegerea arhitecturii TMN, trebuie avute în vedere aspectele funcționale impuse acestei rețele:

să asigure schimbul de informații între rețeaua de telecomunicații și TMN

să asigure schimbul de informații cu alte TMN

să asigure conversia formatului de informații pentru adaptare la formatul impus de TMN

să analizeze și să reacționeze în mod corespunzător la informația de management

să ofere informația de management, în format corespunzător, utilizatorului informației de management

să asigure controlul accesului la informația de management

Cerințele impuse de administrație la introducerea TMN sunt următoarele:

să minimizeze timpul de reacție al managementului la evenimentele rețelei

să minimizeze încărcarea cu trafic de management, atunci când este folosită rețeaua de telecomunicații pentru transportul informațiilor de management

să permită dispersia geografică a controlului operării rețelei

să includă mecanisme pentru minimizarea riscurilor securității

să includă mecanisme de izolare pentru localizarea deranjamentelor rețelei

să îmbunătățească asistența și interacțiunea cu clientul.

Pentru asigurarea acestor obiective, arhitectura TMN trebuie să realizeze:

un sistem distribuit de control de management

gestiunea unor rețele, echipamente și servicii eterogene

o structură modulară cu funcții de management care să opereze autonom

adaptarea la modificările tehnologice și funcționale

fiabilitate și securitate corespunzătoare a suportului funcțiilor de management

mecanisme de păstrare a informației cerute de comunicarea între sisteme.

În planificarea și proiectarea unei rețele de management de telecomunicații (TMN) trebuie avute în vedere trei aspecte:

arhitectura funcțională TMN

arhitectura fizică TMN

arhitectura informației TMN

1. Arhitectura funcțională a TMN

Arhitectura funcțională descrie distribuția funcțiilor în interiorul TMN pentru a permite crearea de blocuri funcționale, în vederea realizării transportului și procesării informațiilor de management.

Blocurile funcționale furnizează TMN funcții care permit realizarea acțiunilor specifice TMN (tabelul 10). De exemplu, funcția de comunicații de date DCF (Data Communication Function) este folosită pentru transferul sigur și corect al informațiilor între blocurile funcționale.

O pereche de blocuri funcționale care schimbă informații de management se separă prin puncte de referință.

Tabel 10 Blocuri funcționale (ITU-T Rec. M.3010)

Blocurile funcționale, prezentate în tabelul 10, sunt realizate cu componente funcționale (tabelul 11), care pot fi folosite de diferite blocuri funcționale.

Tabel 11 Componente funcționale

a. Puncte de legătură TMN

Blocurile funcționale sunt interconectate prin puncte de legătură standardizate.

Clasele punctelor de legătură identificate în managementul rețelei, care sunt reprezentate în figura 14 sunt următoarele:

TMN:

q: între OSF, MF, NEF;

f: pentru conexiune la WSF;

x: între OSF diferitelor rețele.

non-TMN:

g: între WSF și utilizatori;

m: între QAF și entități superioare.

Puncte de referință din clasa q pot fi de tipul:

q3: între NEF/OSF, QAF/OSF;

qx: între NEF/MF, QAF/MF, MF/MF.

Funcțiile specifice sistemului de operare OSF sunt prezentate pentru toate nivelele în figura 15.

Figura 14 Puncte de legătură TMN

Figura 15 Funcții ale sistemului de operare (OSF)

2. Arhitectura structurală a TMN

Arhitectura fizică descrie componentele fizice din care este realizat TMN și interfețele de acces la mediul exterior (rețea de telecomunicații, alte TMN) (figura 16). Funcțiile TMN pot fi implementate în diferite configurații fizice. Pentru fiecare bloc fizic există un bloc funcțional caracteristic, care este implementat obligatoriu, dar opțional el poate include și alte blocuri funcționale (tabelul 14).

Sistemul de operare OS (Operations System) este un sistem destinat realizării OSF. El poate include opțional MF, OAF și WSF.

Dispozitivul de mediere MD (Mediation Device) implementează în mod obligatoriu funcțiile MF și opțional OSF, QAF și WSF.

Adaptorul Q (Q Adaptor) este dispozitivul care conectează NE sau OS cu interfețe non-TMN la interfețe de tip Q3 sau Qx.

Figura 16 Arhitectura fizică a TMN

Rețeaua de comunicații de date DCN (Data Communication Network) este o rețea de comunicații în interiorul TMN care realizează funcții DCF. DCN reprezintă o implementare a nivelelor 1-3 ale OSI, care asigură transportul sigur și corect al informațiilor de management. DCN poate fi realizată cu un număr de subrețele de tipuri diferite care sunt interconectate între ele.

Elementul de rețea NE (Network Element) este compus din echipament de telecomunicații (sau grupuri/părți de echipament de telecomunicații) și echipamentul suport care realizează funcțiile NEF.

NE are una sau mai multe interfețe de tip Q și poate fi opțional prevăzut cu interfețe F și X. Echipamentul NE care nu e prevăzut cu interfața standard TMN, se va conecta la aceasta prin funcția de adaptor Q (QAF).

Stația de lucru WS (Work Station) este un sistem care realizează funcțiile WSF. WSF este interfața dintre informația din punctul de referință f și punctul de referință g (care necesită un format de afișare la display).

Tabel 12 Relația dintre blocurile fizice TMN și blocurile funcționale TMN (4/M3010/ITU-T)

M = obligatoriu; O = opțional

3. Arhitectura informației în TMN

TMN este un sistem de control și coordonare de tipul sistemelor informatice distribuite. Schimbul de informații prin TMN trebuie să respecte recomandările ITU-T, care definesc:

CMIS (Common Management Information Services) – serviciu de informații de management comun

CMIP (Common Management Information Protocol) – protocol al informației de management comun

FTAM (File Transfer Acces Method) – metodă de acces pentru transfer fișier.

Pentru TMN au fost definite elemente specifice de genul modelului generic al informației, concepte manager/agent.

Informația de management este considerată prin prisma a două perspective:

Utilizarea unui model de informație, care este o abstractizare a aspectelor de management a resurselor rețelei și a activităților de management. Această abstractizare definește scopul informației care poate fi comunicată într-o manieră standardizată. Ea este realizată la nivelul aplicației și include funcții ale aplicației de management de genul memorare, procesare.

Schimbul de informații de management este realizat prin intermediul funcției de comunicații de date DCF (Data Communication Function) și al funcției de comunicație de mesaje MCF (Message Communication Function), care includ mecanisme de comunicații prin protocoale standardizate.

a. Modul de organizare orientat pe obiecte OO (Object Oriented)

Metodologia TMN utilizează principiile de management ale sistemelor OSI care au la bază tehnicile de modelare pe obiecte OMT (Object Modelling Tehnique). Informația utilizată de sistemele de management este modelată prin obiecte gestionate.

Un obiect poate reprezenta o abstractizare a unei surse sau o relație dintre surse. Un obiect gestionat este definit prin:

atribute vizibile în exterior;

operații de management realizate;

comportarea prin răspunsul la operații de management sau ca reacție la alte tipuri de stimuli;

notificări emise de obiect.

În figura 17 se prezintă relațiile posibile dintre obiecte și resursele fizice sau logice.

Figura 17 Organizarea informației TMN orientată pe obiecte

b. Relațiile dintre OBIECTE/MANAGER/AGENT

Managementul unei rețele de telecomunicații este o aplicație de procesare de informații cu caracteristici comune sistemelor distribuite. Aceasta implică un schimb de informații între diverse procese de management pentru monitorizarea și controlul resurselor de interconectare fizice și logice (resurse de comutație și de transmisie).

Într-o asociere de management specifică, procesele de management pot avea unul din următoarele roluri: manager sau agent (figura 18).

Figura 18 Relația manager – agent în TMN

Managerul este partea aplicației distribuite care controlează și direcționează operația de management și notifică recepția informațiilor.

Agentul este partea aplicației care gestionează obiectele asociate. Rolul agentului este de a răspunde la directivele transmise de manager.

Rolurile de manager și agent (figura 19) sunt atribuite proceselor de management în contextul unei comunicații de date (ex. ca parte a unei asocieri).

Managerul poate cere unui agent execuția unei operații de management (M-GET). Agentul execută operațiile de management solicitate de manager asupra obiectelor identificate prin cererea managerului. Răspunsul agentului poate fi conținut într-o notificare transmisă managerului.

Exemplu de organizare a informației: M-GET – simple answer (cerere a unei operații de management controlată prin protocol la nivelul aplicației de management OMAP (Operation Maintenance&Administration Part)).

M-GET.request (II, BC, BI, S, F, Y, AI): II (Invoque Identifier); BC (Base Object Class); BI (Base Object Instance); S (Scope); F (Filter); Y (Synchronization).

M-GET.indication(II, BC, BI, S, F, Y, AI): AI (Attribute-Identifier List)

M-GET.confirm(II, MC, MI, AL).

M-GET.response(II, MC, MI, AL): II (Invoque Identifier); MC (Managed Object Class); MI (Managed Object Instance); AL (Attribute List).

Figura 19 Comunicația între management și agent

Tabel 13 M-GET parameter (structura informației conținută în mesajul M-GET)

M = obligatoriu (Mandatory)

U = opțiune a utilizatorului de serviciu (service-user-option)

– = inexistent

C = condițional (Conditional)

c. Arhitectura interfeței Q3

Rețeaua de management de telecomunicații deservește diverse tipuri de elemente de rețea (NE). Comunicația realizată de TMN cu elementele rețelei de telecomunicații se realizează prin interfețe universale de tip Q3. Caracteristicile interfețelor și protocoalele de comunicație utilizate sunt definite prin standarde internaționale de tip OSI și ITU-T. Modelul OSI este utilizat în rețele informatice care include și managementul acestor rețele de date. El a fost utilizat ca model de referință în definirea modelului SS/ – ITU-T (sistem de semnalizare Nr. 7) utilizat în telecomunicații.

Rețelele de telecomunicații digitale utilizează în prezent sistemul de semnalizări Nr. / CCITT (ITU-T). S-a creat astfel o rețea de semnalizare care asigură interfața standard Q3, necesară comunicării standard între TMN și oricare tip de element de rețea (NE).

d. Model OSI

Figura 20 Model OSI

CMISE (Common Management Information Service Element)

ROSE (Remote Operation Service Element)

ACSE (Association Control Service Element)

FTAM (File Transfer Acces Method)

SMASE (Specific Management Service Element).

Interfața Q3 pentru rețele de management de telecomunicații este realizată prin:

partea de transfer mesaje, MPT (Message Transfer Part), care este echivalentă funcțional nivelelor 1-3 din modelul OSI.

partea de control a conexiunilor de semnalizare (cu sau fără conexiune) – SCCP (Signalling Connexion Control Part)

partea de capabilități de tranziție TC (Transactions Capabilities), care asigură funcții comune de comunicație ale aplicațiilor de management organizate într-un sistem distribuit.

partea de aplicații de utilizator. Interfața Q3 pentru rețelele de management de telecomunicații este realizată de partea de aplicații de operare și întreținere – OMAP (Operation & Management Application Part).

MANAGEMENTUL COMUNICAȚIEI

Administrarea convorbirilor telefonice, adică, în principal, stabilirea și eliberarea canalelor de transmisie prin rețele, nu reprezintă nici pe departe un capitol nou. În prezent, dezvoltarea rețelelor fixe, în principal a PSTN-ului și a ISDN-ului, a cunoscut un avânt vertiginos al tehnicilor de semnalizare. Rețelele celulare publice, în general, și GSM-ul în particular, sunt rețelele de acces de bază pentru aceste sisteme generale de telecomunicații. Ca atare, proiectarea administrării semnalelor lor de comunicație este dependentă de tehnicile existente, oferind puține noutăți. De exemplu, schimbul de semnale la nivel de interfață dintre GSM și rețelele externe este impus de aceste rețele. Influența merge și mai departe, astfel încât procedurile de administrare ale semnalizării definite între stațiile mobile și infrastructura GSM sunt întrucâtva copii adaptate a celor specificate pentru accesul ISDN. De aceea, o parte din ceea ce este descris în acest capitol nu este specific rețelelor celulare, putându-se aplica de asemenea și terminalelor fixe.

Totuși controlul apelurilor nu a fost preluat în totalitate de la ISDN. Sistemele celulare prezintă anumite probleme specifice datorate mobilității celor ce le folosesc și a lipsei unei legături fixe între instalația utilizatorului și infrastructură. Principala problemă o reprezintă stabilirea apelurilor către utilizatorii mobili. O fațetă a problemei este modul în care sistemul trebuie să urmărească deplasarea utilizatorilor între convorbiri pentru găsirea lor imediată atunci când este nevoie. Cealaltă fațetă este direcționarea apelului prin rețele către un utilizator GSM.

Problemele tehnice legate de direcționarea apelurilor către utilizatorii mobili sunt motivul pentru noile abordări ale rețelelor de telecomunicații. Unul dintre aceste importante concepte noi, este noțiunea de GMSC (Poarta de ieșire MSC, o noțiune nu tocmai bine denumită din punct de vedere al concepției, întrucât funcția „GMSC” nu are nici o legătură cu funcția MSC, chiar dacă adeseori fac parte din aceiași instalație), care este elementul central în direcționarea apelului. Această noțiune este considerată a fi importantă în viitor, nu numai pentru rețelele mobile, ci pentru toate rețelele publice de telecomunicații. Viitorul lor este legat, fără îndoială, de dezvoltarea Comunicației Personale, adică conceptul că apelurile nu sunt direcționate spre locații, cum este cazul PSTN-ului și al ISDN-ului din prezent, ci spre oameni, care pot fi găsiți prin diferite procese de telecomunicație, în funcție de localizarea lor. Mobilitatea este foarte importantă pentru Comunicația Personală, iar tehnologia GSM asigură, dacă nu o soluție ce poate fi imediat folosită, cel puțin o muncă de pionierat în domeniu.

Un alt domeniu unde protocoalele de semnalizare dezvoltate pentru ISDN nu îndeplinesc toate cerințele GSM-ului este managementul interfețelor radio, cu probleme specifice ridicate de schema complexă de transmisie pentru canalele radio, și de mobilitatea utilizatorilor în timpul comunicației. În acest context traseul dintre MSC și stația mobilă este considerat a fi o simplă legătură fixă. Aceasta este o aplicație a dictonului „separă și cucerește”. Acest tip de prezentare permite o descriere mai logică, luând pricipiul de funcționare separat; pe de o parte, întreaga descriere a modului în care se stabilește un apel GSM nu poate fi înțeles decât considerând și un punct de vedere de ansamblu.

Divizarea funcțională a GSM-ului

Divizarea procedurii de semnalizare în trei mari etape permite descrierea unei comunicații fără a lua în considerație managementul mobilității utilizatorilor și a resurselor radio.

Datorită acestui aspect, ilustrat mai sus, putem spune că esența acestui capitol va fi concentrată asupra noțiunii de comunicația terminal-la-terminal.

„Obiectele” cheie de care se ocupă controlul semnalizării de apel sunt comunicațiile, și vom vorbi în acest capitol despre cum au apărut comunicațiile și despre cum evoluează. Vom încerca în primul rând să definim ce este aceea comunicație și care sunt caracteristicile sale, în încercarea de a identifica funcțiile de bază ale managementului apelurilor.

A. COMUNICAȚIA

În general comunicația este o relație temporară între utilizatorii telecomunicației, în scopul de a schimba informații. O comunicație folosește un lanț de transmisii stabilit prin intermediul rețelelor dintre utilizatori. Singura comunicație de interes în acest caz este cea care implică cel puțin un utilizator GSM. O comunicație este în esență un obiect „distribuit” care se întinde pe distanțe. Multe dintre caracteristicile sale sunt modificate de-a lungul vieții unui apel, de obicei, la cererea utilizatorului.

1. Utilizatorii

Primul lucru care trebuie luat în considerare într-o legătură de comunicație sunt utilizatorii sau „părțile”. Situația clasică de comunicație implică doi utilizatori, dar GSM-ul asigură posibilitatea de a comunica cu mai mult de doi utilizatori (conferință). Un apel se începe întotdeauna doar între doi utilizatori. Cum vom vedea, posibilitatea de comunicare „multipărți” permite posibilitatea de a adăuga sau de a scoate utilizatori în orice moment de când comunicația este stabilită în totalitate, atributul „utilizatori” fiind unul dinamic.

Dar utilizatorii nu sunt identici din punct de vedere funcțional. Unul dintre utilizatori are un statut special: cel care inițial a cerut stabilirea convorbirii. Acest utilizator este numit apelant (partea care apelează), celălalt se numește apelat (parte apelată). Există aici o dificultate a terminologiei. Datorită posibilității de redirecționare a apelurilor, abonatul al cărui număr este format de apelant nu este neapărat numărul apelatului, odată ce comunicarea este stabilită în totalitate. Folosirea termenului apelant este din această cauză ambiguă, cel puțin în faza de stabilire a legăturii. Din păcate, nu există termeni care să facă distincție între cele două noțiuni. Unde este nevoie vom folosi termenii „redirecționare către partea apelată” sau „conectare către partea apelată”. Totuși pentru complicarea lucrurilor se pot adăuga utilizatori de către fiecare parte în parte, apelant sau apelat. Noi utilizatori vor fi numiți părți apelate, dar noțiunea de parte apelată este reciprocă fiecărei părți apelate.

Asimetria dintre utilizatori prezintă importanță pentru întreaga durată a comunicării. De exemplu, în rețelele fixe, comunicarea va fi încheiată imediat, dacă apelantul închide, dar va rămâne operațională pentru câteva secunde dacă apelatul închide, permițându-i acestuia, de exemplu, să preia comunicarea de la un alt terminal. Un alt exemplu de asimetrie este costul. Dar asimetria este, evident, mai importantă pentru semnalizare pe durata fazei de stabilire a legăturii. O comunicare ce se referă la utilizatori GSM poate fi împărțită în trei categorii:

apeluri în care utilizatorul GSM este apelantul. Acestea sunt „apelurile inițializate de pe aparatul mobil” (apelurile MO)

apeluri în care utilizatorul GSM este apelatul. Acestea sunt „apelurile terminale în stația mobilă” (apelurile MT)

apeluri în care cei doi abonați sunt GSM.

Ultimul tip de apel nu are nici o denumire specifică, și fiind o combinație a celorlalte două, nu va fi luat separat.

2. Rețeaua partener

O altă caracteristică importantă a comunicației este rețeaua de care aparține cealaltă parte (nu un utilizator GSM). Această rețea va fi numită rețea terminală, pentru o comunicare MO și rețea inițiatoare pentru o comunicare MT. GSM este proiectată astfel încât să permită comunicarea între utilizatorii săi și utilizatori ai unor diferite rețele externe, cum ar fi PSTN, ISDN, CSPDNs, PSPDNs. Procedurile de stabilire a legăturii în particular și managementul comunicației în general vor fi puternic influențate de natura celeilalte rețele. Ne vom concentra asupra cazurilor PSTN și ISDN, întrucât ele reprezintă de departe partea cea mai importantă a traficului.

Sunt importante de asemenea rețelele de tranzit atunci când sunt implicate într-o legătură de comunicație. Ne putem imagina diferite configurații de rețele. Ne vom referi la cazuri simple, atunci când sunt implicate numai două rețele, una dintre ele fiind GSM (PLMN), iar cealaltă PSTN sau ISDN.

3. Tipuri de servicii

Continuând cu caracteristicile comunicației, tipul de serviciu ce este asigurat în timpul comunicației trebuie tratat cu mai multă atenție.

„Tipul de servicii” este un concept care se referă la tipul de informații schimbat între utilizatorii finali (vocal, fax, date), dar cuprinde mult mai mult decât atât. „Serviciul” este în general un concept de înscriere și management. Primele sale caracteristici corespund capacității căii de transmisie stabilite de utilizatori. Aceste „capabilități ale purtătorilor” corespund transmisiei, adică (din punctul vedere al GSM) tipul de conexiune între funcțiile de adaptare la terminal din cadrul stației mobile (TAF) și funcțiile de interlucru la limita cu rețelele externe (IWS). GSM poate să lucreze cu multe tipuri de conexiuni.

Unele servicii necesită două capacități de transport astfel încât serviciul sa poată alterna pe perioada apelului. Serviciile „alternate” utilizează capacitatea de transport vocală și pe cea de date. Noutatea acestor servicii este aceea că apelul poate începe în modul vocal (de exemplu ca utilizatorii să cadă de acord asupra anumitor detalii), înainte ca transmisia de date să înceapă. Asemenea servicii cer ca în timpul comunicației sistemul să fie capabil de comutare între cele două capacități de transport. Aceasta nu este o funcție simplă și de aceea rețeaua trebuie să fie înștiințată că părțile (utilizatorii) doresc un serviciu alternativ în timpul fazei de stabilire a apelului, astfel încât să poată rezerva dispozitivele corespunzătoare. Operațiile de alternanță sunt un atribut al serviciului și nu o facilitate disponibilă pentru orice comunicație de date sau vocală. Procedura care permite înlănțuirea între cele două capabilități de purtător este procedura de „modificare în cadrul apelului”.

Pentru anumite servicii, este relevantă descrierea capacităților terminalelor folosite de utilizatorii terminali (apelanți și apelați). Aceste servicii se numesc „teleservicii”. Descrierea lor poate include, pe lângă capacitatea (sau capacitățile) de purtător, compatibilitatea de nivel scăzut (LLC) și compatibilitatea de nivel ridicat (HLC) ale terminalelor.

LLC-ul cuprinde parametrii pentru transmisii de bază de la un terminal la celălalt, cum ar fi durata minimă de oprire a unui semnal în cazul datelor asincrone, pe când HLC-ul prezintă caracteristici referitoare la parametrii de protocolul terminal la terminal, cum ar fi protocoalele telex, sau protocoalele videotex. Aceste proprietăți nu sunt specifice pentru GSM, iar parametrii corespondenți sunt moșteniți direct de la ISDN. Și mai mult de atât, nu sunt de obicei necesari pentru rețelele ce intervin pe parcurs, acestea obținând informații de control suficiente de la capacitatea de transport. Totuși, indicarea acestor atribute reprezintă prima fază de negociere între terminale, acestea permițând un test timpuriu de compatibilitate, ce poate duce la încheierea comunicării dacă terminalele nu pot comunica corect împreună. Teleservicii importante sunt comunicația verbală (apeluri de bază și de urgență), fax-ul, videotex-ul.

Alte servicii nu includ nimic cu privire la terminale. Sunt servicii de transport, si, descrierea lor, în ceea ce privește schimbul de informații se limitează la capacitățile de transport. Diferența între capacitatea de transport și serviciul de transport este aceea că acesta din urmă este folosit în sfera înscrierii pe când primul este restricționat la capacitățile de transmisie. Serviciile trebuiesc înscrise, individual, iar serviciile suplimentare sunt legate de serviciile de bază (de exemplu transport sau teleservicii). De exemplu, numărul redirecționat pentru convorbiri poate fi diferit de cel folosit pentru fax.

4. Faza activă și faza în așteptare

Caracteristicile comunicației prezentate până acum sunt în cea mai mare parte de natură statică, cu excepția numărului de părți apelate și alegerea capacității de transport în cadrul serviciilor alternative. Un alt aspect dinamic al comunicației este posibilitatea, a uneia sau alteia dintre părți, de a întrerupe temporar comunicația (de obicei pentru a stabili o alta), și apoi de a o relua. Această posibilitate se va denumi „apel în așteptare” și apoi „recuperarea” lui. Din punctul de vedere al comunicației există două stări exclusive pentru fiecare din părți: apelul poate fi fie în așteptare, fie activ. Dacă, pentru un motiv oarecare, una din cele două părți se află în starea de așteptare, datele utilizatorului nu sunt transmise, ci toate resursele transmisiei sunt reținute pentru a permite o reluare rapidă a transmisiei când asta se va dori de către partea care a cerut starea de punere în așteptare. Desigur, contorul tarifar merge în continuare.

Deoarece există posibilitatea de a se angaja sau a răspunde la un alt apel în timp ce primul este în așteptare, utilizatorul acestei faze poate avea mai multe convorbiri în același timp. Totuși, doar o singură convorbire poate fi activă la un moment dat pentru un utilizator, toți ceilalți fiind ținuți în așteptare (cu excepția mesajelor scurte, care sunt transmise, cum ar fi mesaje semnalizate, care pot fi trimise și primite în paralel cu alte servicii de bază). Odată cu introducerea canalelor de viteză (capacitate) pe jumătate, este posibil ca două comunicații să fie active în același timp la același terminal, fiecare pe un canal diferit de capacitate pe jumătate.

B. FUNCȚIILE MANAGEMENTULUI

Prin această privire de ansamblu asupra caracteristicilor comunicației, au fost deja sugerate majoritatea operațiilor ce pot influența o comunicație. Primul pas este stabilirea comunicației care rezultă din setarea tuturor atributelor, și din stabilirea unei căi de transmisie de la un capăt la altul (terminal-către-terminal).

Majoritatea caracteristicilor comunicației între apelant și infrastructură, mai precis MSC, sunt fixate, în timpul fazei de stabilire a legăturii. Unele atribute sunt alese numai de apelant, cum ar fi: numărul de telefon al apelatului sau tipul de servicii. Alte caracteristici sunt fixate doar de infrastructură, cum ar fi: conectarea cu apelatul, ce depinde de condițiile de redirecționare prelucrate de infrastructură sub controlul apelatului. În sfârșit, unele atribute sunt negociate între utilizator (stația mobilă) și MSC. Un exemplu de astfel de negociere va fi în viitor opțiunea tipului de canal al interferenței radio, când serviciul cerut poate fi furnizat la viteza (capacitatea) normală sau pe jumătate.

Apoi urmează stabilirea căii de transmisie. Întrucât GSM-ul este în principal un sistem de acces, cea mai mare parte din funcții sunt îndeplinite de rețelele externe. Pentru apelul inițializat de la stația mobilă, MSC-ul trebuie să analizele numărul format și serviciul cerut pentru a putea alege rețeaua externă spre care apelul va fi direcționat. Trebuie apoi să stabilească o legătură acceptabilă cu respectiva rețea și apoi urmează procedura de semnalizare, în conformitate cu regulile de acces ale rețelei externe alese.

În toate standardele de rețele de telecomunicații, canalul de transmisie este organizat segment cu segment, de la apelant la apelat. Fiecare nod ce primește cererea de stabilire a legăturii analizează numărul apelat, apoi determină următorul nod, rezervă o legătură către acesta, și pasează cererea. Calea este construită în acest fel până când ajunge la nodul de control al apelatului. Se utilizează tabele de direcționare pentru fiecare nod, ce dau regulile pentru translatarea numărului dintr-o legătură către următorul nod. Această tehnică simplă se poate aplica datorită faptului că apelatul este o locație fixă. Mecanismul este oarecum altfel când apelatul este mobil, cum este un apelat GSM. În acest caz numărul apelatului nu este suficient pentru a se determina unde să se direcționeze apelul, fiind necesară o abordare mai complicată. Direcționarea apelurilor către mobil, MT, este o operațiune complexă ce necesită un studiu detaliat, ceea ce se va face într-o întreagă secțiune destinată acestui subiect mai târziu.

Odată ce canalul de transmisie este stabilit și utilizatorul final (apelatul) a acceptat convorbirea, apelul a fost „conectat”, ceea ce înseamnă: calea de transmisie este în totalitate disponibilă pentru transmisia de date, cel puțin între TAF și IWF. În cazul comunicației vocale, aceasta înseamnă ca utilizatorii finali (apelanții) se pot auzi, dar în cazul datelor, mai trebuiesc parcurse niște etape înainte ca datele să poată fi transmise de la un terminal la celălalt. Vom reveni asupra acestei probleme.

În timpul fazei de „conectare”, numită și faza „activă” a convorbirii, sunt asigurate un număr redus de funcții. Se referă mai ales la managementul serviciilor alternative și (în cea de-a doua fază) la managementul convorbirilor multiple. În timpul unei comunicații de serviciu alternativ, utilizatorul GSM poate cere comutarea capacității de transport (de la vocal la date sau invers). Această cerere trebuie transmisă MSC-ului, care apoi controlează schimbările de-a lungul canalului de transmisie (de exemplu: în IWF) pentru a îndeplini noile cerințe.

Managementul apelurilor multiple corespunde convorbirilor multiple, sau posibilității de a relua convorbirea sau de a le pune în așteptare. Aici, din nou, controlul aparține MSC-ului, iar semnalizarea dintre stația mobilă și MSC face posibilă coordonarea operațiilor.

Funcțiile apelării includ de asemenea transmisii de tonuri digitale audio (tonuri DTMF = tonuri duale pentru frecvențe multiple). Aceste tonuri, generate prin apăsarea tastelor de comutare a unui telefon modern, sunt folosite pentru controlarea, de exemplu, a căsuțelor vocale, robotului telefonic, etc. Deși transmisia DTMF nu face parte din managementul comunicației, fiind mai degrabă legată de facilitățile de transmisie (asigurând o capacitate de transmisie de date pentru câteva zeci de biți), a fost aleasă pentru a ajuta managementul comunicației utilizând schimbul de semnale în zona Controlului Apelurilor. Să ne amintim că codarea vocală în GSM a fost optimizată pentru semnale vocale, și că tonurile DTMF ce trec printr-un complicat dispozitiv: codor-decodor nu vor ajunge la calitatea cerută de rețelele externe. De aceea mijloacele de semnalizare sunt folosite pentru transmiterea semnalelor DTMF de la segmentul MS la cel MSC.

Ultima funcție de care este nevoie pentru managementul apelurilor de circuit, este una elementară, dar foarte importantă, relaxarea (aducerea la zero) apelului. Aceasta poate fi inițiată de unul dintre utilizatori și este controlată de semnalizarea dintre utilizatori, stația mobilă și MSC.

GSM permite utilizatorilor săi să cerceteze și să modifice starea parametrilor serviciilor lor suplimentare, folosindu-și stația mobilă și tranmițând pe canale radio. Aceasta se poate realiza în orice moment, indiferent dacă un apel este sau nu lansat. Anumite servicii suplimentare pot fi activate sau dezactivate la cererea utilizatorului, cum ar fi de exemplu blocarea apelurilor. Un alt exemplu este serviciul de redirecționare a apelurilor, în care numerele la care se redirecționează apelurile pot fi schimbate după cum dorește utilizatorul. Referitor la aceste modificări, utilizatorul poate instala o parolă, pentru a-și îmbunătăți securitatea. De exemplu, o parolă pentru limitarea accesului la apelarea de numere internaționale. Aceasta permite utilizatorului GSM să-și împrumute SIM-ul fără nici o problemă, costurile convorbirilor internaționale nu îl vor afecta.

Tot acest management al serviciilor suplimentare se realizează între utilizator și registrul său de localizare (HLR), folosind stația mobilă. Sunt necesare câteva proceduri de semnalizare. Trebuie remarcat că aceste funcțiuni reprezintă doar un aspect legat de semnalizarea referitoare la serviciile suplimentare. Restul se referă la impactul efectiv al serviciilor active de manevrare a apelurilor, introducând variații ale procedurii de stabilire a apelurilor. Ca atare vor fi descrise mai târziu în secțiunea referitoare la stabilirea apelurilor.

Comunicația prin mesaje scurte diferă de comunicația în circuit din punct de vedere al stabilirii, transmisiei datelor utilizatorului și relaxarea (aducerea la starea zero), toate acestea realizându-se într-o singură procedură (la nivelul managementului comunicației). Nu există o stabilire a unei căi de comunicație dedicate, întrucât sunt folosite numai mijloace de semnalizare. O altă deosebire reiese dintr-o funcție specială adăugată pentru îmbunătățirea calității serviciilor când apelatul nu poate fi contactat: mesajele nelivrate sunt păstrate, și o altă încercare de a-l trimite poate surveni atunci când apelatul poate fi contactat. Acest mecanism necesită schimburi de semnale dintre entitățile rețelelor pentru alertarea centrului de mesaje scurte.

C. CONTROLUL APELURILOR

Înainte de a descrie arhirectura și procedurile utilizate în controlul apelurilor, vom analiza cum pot fi dirijate apelurile destinate unui abonat mobil, având în vedere că acest aspect constituie baza arhitecturii rețelei și este de mare importanță în înțelegerea multor aspecte ale sistemului, de exemplu cum să apelezi un apelat GSM sau taxarea apelurilor.

1.Metode de numerotare

Sistemul GSM folosește 4 metode de adresare a unui abonat mobil:

numărul de identitate internațională a abonatului mobil (IMSI – International Mobile Subscriber Number), care nu se modifică și are semnificație numai în interiorul rețelei;

numărul de identitate temporară a abonatului mobil (TMSI – Temporary Mobile Subscriber Number), utilizat pentru adresarea abonatului pe segmentul (din lanțul de comunicație) stație de bază-abonat mobil;

numărul ISDN al abonatului mobil (MSISDN – Mobile Station ISDN Number), care identifică abonatul mobil în exteriorul rețelei;

numărul flotant (MSRN – Mobile Station Roaming Number), care este atribuit pe durata stabilirii unei conexiuni cu un abonat mobil. Principala funcție a acestuia este de a dirija apelul prin centralele de comutare.

Datorită diferențierii pe care o face sistemul GSM între echipamentul mobil și abonatul mobil, rețeaua poate controla identitatea fiecărui echipament care solicită accesul, prin intermediul numărului internațional al echipamentului mobil (IMEI – International Mobile Equipment Identity).

a. Numărul de identitate internațională a abonatului (IMSI)

Fiecare abonat are o identitate internațională IMSI, specifică fiecărei rețele GSM, care nu se modifică în timp. IMSI respectă planul de identificare E.212 al UIT. IMSI este transmis cât mai rar posibil prin interfața radio din motive de securitate și confidențialitate. Securitatea este asigurată deoarece scade probabilitatea de a fi interceptat și apoi utilizat de către un intrus. Confidențialitatea se asigură deoarece se evită ca prin recepția pirat a interfeței radio să poată fi identificat abonatul angajat în comunicație. Acest număr este folosit, de asemenea, pentru apelarea abonatului prin interfața radio în lipsa numărului temporar (TMSI), lipsă datorată, probabil, unei defecțiuni în baza de date.

IMSI este un număr de cel mult 15 cifre, organizat în trei câmpuri (figura 21):

codul țării (MCC – Mobile Country Code), care indică țara de înregistrare a abonatului mobil. MCC permite identificarea țării, din rețeaua GSM Europeană, în care se află HLR cu informația primară despre abonat.

codul rețelei de comunicații mobile (MNC – Mobile Network Code) unde este înregistrat abonatul.

numărul de identificare al abonatului mobil (MSIN – Mobile Subscriber Identification Number), reprezentând numărul abonatului în interiorul rețelei de înregistrare.

Figura 21 Structura IMSI

Primele două câmpuri, MCC și MNC, identifică, în mod unic, rețeaua de înregistrare a abonatului, în cadrul rețelei GSM globale. Primele două cifre ale MSIN, h1 și h2, reprezintă indicativul HLR, în cadrul rețelei de înregistrare (primară) a abonatului mobil. Astfel, oricare HLR este capabil, pornind de la un IMSI, să adreseze HLR în care se află informațiile pentru abonatul în cauză. IMSI este memorat pe modulul personal de identitate (SIM) în momentul emiterii abonamentului.

b. Numărul de identitate temporară pentru abonatul mobil (TMSI)

În interiorul unei zone geografice administrată de un VLR, numită și arie de localizare, un abonat dispune de un număr de identitate temporară, TMSI, cu semnificație locală. Acest număr este cunoscut numai de stația mobilă și de ansamblul centrală-VLR vizitat, dar niciodată de HLR. TMSI este utilizat pentru identificarea mobilului apelat sau care face un apel. Mai mulți abonați mobili, aflați în arii de localizare diferite (luați în evidență de VLR distincte) pot avea același număr temporar. De câte ori abonatul, datorită mobilității, trece în altă arie de localizare, i se atribuie un nou TMSI de către VLR care-l preia. Utilizarea TMSI este opțională, dar insistent recomandată, din motive de securitate, chiar dacă standardul GSM prevede posibilitatea de a se lucra numai cu numărul internațional (IMSI).

Operatorul unei sub-rețele GSM are libertatea de a alege structura TMSI, cu condiția de a nu depăși 4 octeți. Lungimea mai scurtă decât a IMSI are drept scop reducerea lungimii mesajelor transmise prin interfața radio.

c. Numărul ISDN al abonatului mobil (MSISDN)

Fiecare abonat mobil primește un număr ISDN internațional care este memorat fie în terminalul mobil, fie pe modulul personal de identificare (SIM), în cazul terminalelor personalizate prin inserția cartelei. Acesta are semnificație în exteriorul rețelei GSM. Numai HLR conține tabela de corespondență MSISDN – IMSI pentru fiecare abonat al rețelei. Numărul ISDN al abonatului (MSISDN) are o sreuctură conformă cu standardul CCITT E.164 și trebuie să respecte planul de numerotare din țara de înregistrare. În principal, MSISDN conține trei componente (figura 22):

Codul țării (CC – Country Code);

Codul de destinație la nivel național (NDC – National Destination Code), care specifică rețeaua națională;

Numărul abonatului (SN – Subscriber Number).

Figura 22 Structura MSISDN

Ultimele două componente (NDC+SN) formează numărul național al abonatului mobil. Numărul MSISDN este format de un abonat chemător din rețeaua PSTN/ISDN și este folosit pentru a dirija apelul către centrala-poartă de interconectare (GMSC) a rețelei GSM. Aceasta folosește MSISDN pentru a obține de la centrala de origine informația de re-dirijare necesară pentru a trimite apelul la centrala vizitată.

d. Numărul flotant al abonatului mobil (MSRN)

Informația de re-dirijare este păstrată sub forma numărului flotant al abonatului mobil (MSRN). MSRN este un număr temporar, alocat de VLR asociat centralei vizitate, și trimis către HLR din rețeaua de origine a stației mobile, fie în urma procesului de reactualizare a informației de poziționare, fie la inițierea unui apel. Numărul flotant are aceiași structură cu MSISDN specific zonei în care se află centrala vizitată.

Pentru a asigura servicii de comunicații mobile de date în pachete, trebuie specificat un număr internațional în conformitate cu recomandarea X.121 a CCITT. Recomandarea GSM 03.70 specifică funcțiile de prelucrare a numerelor care trebuie aplicate în acest caz.

2. Principii de dirijare a apelului spre un abonat mobil

În cazul unui apel cu destinația un mobil, numărul format nu se referă la o linie telefonică sau la o adresă anume, dar se referă la o anumită înregistrare într-o bază de date locală (HLR). Primele cifre ale unui număr GSM sunt suficiente pentru a fi identificat operatorul care deține abonamentul. Structura numerelor de apel GSM, denumită și MSISDN deoarece este parte integrantă a aceluiași plan de numerotări ISDN (rețea digitală cu integrarea serviciilor), este definită Recomandarea E.164 a CCITT (vezi figura 23). Baza de date conținând înregistrarea abonatului poate fi determinată din primele cifre ale numărului.

Figura 23 Structura unui număr de apel GSM

Numărul de apel al abonatului mobil MSISDN este similar cu numărul ISDN din rețeaua digitală cu integrarea serviciilor, dar semnificația codului de destinație național NDC este cea de identificare a operatorului mobil. Următoarele cifre sunt utilizate pentru a identifica potențialul abonat din baza de date locală în interiorul rețelei mobile terestre publice.

Baza de date locală conține informațiile necesare identificării destinatarului final al apelului, adică centrul de comutație al serviciilor mobile din zona în care se găsește abonatul. Prin urmare, dirijarea finală poate fi realizată numai după interogarea centrului de comutație respectiv.

Acesta împarte procedeul de stabilire a apelului în două părți: înainte de interogare și după interogare. Aceasta corespunde cu o divizare clară a rutei apelului: de la apelant la punctul de interogare (GMSC) și mai departe, spre abonatul mobil, așa cum este prezentat în figura 24.

Figura 24 Cele două segmente ale apelului spre un abonat mobil

Dirijarea apelului constă din două părți: 1-apelant→punct de interogare, pentru a afla poziția stației mobile; 2-punct de interogare→abonat mobil

Ceea ce urmează reprezintă modul de stabilire a unui circuit pentru un apel către un mobil. Ruta unui apel SMS este similară dar conține câteva diferențe care vor fi descrise separat în capitolul rezervat mesajelor scurte. Alt punct ar fi că ceea ce s-a specificat aici pentru GSM, se aplică în special, dacă nu exclusiv, pentru cazurile în care a doua parte a rutei trece printr-o rețea de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN) sau printr-o rețea digitală cu integrarea serviciior (ISDN), și nu printr-o rețea de date cu comutare de pachete sau cu circuite de comutare (PSPDN sau CSPDN). Un apel către un mobil provenind de la aceste ultime rețele trebuie să intre direct în GSM înainte de a ajunge la punctul de interogare, sau să utilizeze rețelele PSTN sau ISDN ca rețele de tranzit.

Prima parte a dirijării este realizată numai prin informația care poate fi obținută prin numărul de apel, independent de locația particulară a celui chemat. Dirijarea este realizată ca și pentru orice alt număr al rețelei digitale cu servicii integrate, în baza unor tabele în fiecare din comutările întâlnite. Tabelele de dirijare sunt astfel întocmite încât să se ajungă cât mai repede la comutarea care este capabilă de a interoga baza de date locală corespunzătoare. Nu numai că un astfel de releu conține informațiile soft necesare desfășurărilor procedurilor de interogare, dar conține și un tabel care asociază numărul de apel al abonatului mobil (MSISDN) cu baza de date locală (HLR) corespondentă. Această funcțiune este cunoscută ca centru de comutație cu acces către serviciile mobile (GMSC) cu funcție de poartă de interconectare, iar rolul acesteia este prezentat în figura 25.

Figura 25 Rolul cheie al GMSC

Un apel destinat unui mobil este mai întâi dirijat către un GMSC, care este un centru de comutație capabil de a interoga baza de date locală a unui abonat mobil pentru a determina unde trebuie dirijat apelul.

Interogarea bazei de date locale este o procedură simplă întrebare-răspuns cunoscută deja de la centrele de comutație cu acces către serviciile mobile (GMSC). Răspunsul cuprinde identitatea abonatului (pentru necesitatea taxării) și informația necesară pentru pasul următor al dirijării. Această informație este de fapt un număr de dirijare către abonatul GSM apelat sau către un al treilea utilizator, în cazul transferării apelului.

Această descriere simplă ridică câteva întrebări interesante.

Prima, care sunt funcțiile minime pentru GMSC?

A doua, de unde provine numărul de dirijare? A treia, cine plătește și pentru ce?

Ultima întrebare fiind de fapt cheia pentru prima, să începem deci cu problema taxării.

3. Taxarea (cine și ce plătește?)

Politicile de taxare și încasare sunt problema operatorilor și sunt discutate în ședințele acestora. Totuși, răspunsul la întrebare ridică anumite consecințe tehnice, deci este demn de luat în seamă. Principiile de taxare expuse în cele ce urmează au fost extrase din experiențele mai multor operatori GSM.

În cazul unui apel netransferat, sunt implicate două părți: cel care apelează (de exemplu Waldemar, un apelat al PSTN din Germania) și un apelat din rețeaua GSM (de exemplu Peter, un abonat din Olanda, dar care în acel moment călătorește în Spania și obține servicii de la rețeaua spaniolă de GSM Telefonica). Mai multe rețele implicate sunt îndreptățite de a solicita părți din taxarea apelului. Acestea sunt rețeaua publică de telefonie din Germania (PSTN), celelalte rețele de telefonie publică sau de servicii digitale integrate tranzitate și rețeaua mobilă terestră publică a operatorului Telefonica, care va stabili segmentul final al legăturii (apelului). Waldemar va primi factura de la operatorul german PSTN, iar Peter, dacă o anumită taxă se va răsfrânge asupra lui, de la rețeaua mobilă olandeză de domiciliu PLMN. Celelalte rețele nu au posibilitatea de a-i taxa pe cei doi abonați în mod direct. Problema nu este simplă, necesitând transferuri bancare între rețelele implicate și înțelegeri stabilite între operatori în acest scop. Pentru a simplifica problemele, trebuie avute în vedere câteva considerații practice și stabilite anumite reguli.

Costul total al unui apel depinde nemijlocit de poziția abonatului GSM. Este deasemeni clar că cel care apelează ar dori să cunoască în avans cam cât va fi taxat pentru apel. Mai mult, se pare că abonații GSM nu doresc ca cei care-i apelează să cunoască, chiar și cu aproximație, locul în care se află. Aceste argumente conduc la principiul că taxa cei revine celui care apelează este independentă de locul în care se află cel apelat. Această filosofie este similară cu cea a unui apel retransmis în rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice: în acest caz, cel care apelează este taxat de obicei cu aceiași sumă, ca și cum apelul lui nu ar fi fost retransmis, iar partea care a solicitat retransmiterea este taxată pentru acest serviciu,

Acest principiu mai lasă încă loc pentru alte soluții. Într-o primă soluție extremă, partea din sumă taxată celui care apelează poate fi integrală, incluzând și taxa pentru segmentul radio, iar cel apelat nu plătește nimic. O altă soluție extremă, dar opusă, ar fi taxarea celui care apelează cu o sumă minimă, iar cel apelat să fie taxat sistematic cu toate costurile aferente apelului.

Dar soluția preluării taxării de către cel apelat nu este prea facilă, însemnând încărcarea acestuia cu costurile unor apeluri pe care nu și le dorește. În rețelele fixe și cele mai multe rețele celulare aflate în prezent în exploatare, întreaga sumă este taxată abonatului care apelează (cu excepția cazului retransmiterii, așa cum am explicat mai sus). Pare a fi atunci o soluție corectă de a proceda la fel când abonatul este localizat în rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu (în exemplul nostru, dacă Peter ar fi rămas în Olanda) și să taxăm în consecință numai pe cel ce a inițiat apelul. Aceasta ar necesita totuși mecanisme de compensare între operatori, dar într-un mod mult mai determinat (explicit).

Să mai considerăm căteva exemple pentru a înțelege mai bine cum se aplică acest principiu. Să încercăm cu cel mai simplu caz, dacă Waldemar, utilizând rețeaua publică de telefonie comutată, apelează un abonat german de GSM, de exemplu Frieder, care are roaming în rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu. Figura 26 ilustrează acest caz.

Figura 26 Dirijarea unui apel către un mobil în interiorul unei singure țări

Când utilizatorul de GSM este în interiorul rețelei mobile terestre publice de domiciliu, un apel de la un utilizator fix din aceiași țară este dirijat simplu, de la rețeaua publică de telefonie comutată la rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu.

Waldemar este singurul taxat. Valoarea compensațiilor plătite de rețeaua publică de telefonie comutată germană (PSTN) către rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu (PLMN) a lui Frieder, dacă există vreuna, este o problemă de înțelegere între operatori. Pare logic ca această compensație să acopere costurile aferente segmentului radio (între centrul de comutație al serviciilor mobile (MSC) și abonatul mobil (MS)). Totuși, deoarece pentru apelurile provenite din rețeaua mobilă situația este inversă (operatorul mobil ar trebui să plătească rețelei fixe pentru dirijarea apelului la destinație), nu este absolut necesar ca un flux de bani să „curgă” în direcția unuia sau altuia. În orice situație, rețeaua germană de telecomunicații, luată ca un ansamblu, nu poate obține mai mulți bani de la un apel către rețeaua mobilă decât atât cât a fost taxat apelatorul de propria rețea mobilă terestră publică (PSTN).

Hai să-i oferim acum lui Frieder o călatorie, să zicem în Portugalia. Waldemar va forma acum același număr (de Germania), iar punctul de interogare (GMSC) va dirija automat apelul din Germania în Portugalia, fără ca Waldemar să cunoască acest lucru (principiul confidențialității poziției destinatarului). Ar trebui să plătească în acest caz aceleași taxe ca și în cazul precedent. Dar, mai multe rețele au fost implicate în această convorbire, incluzând o dirijare internațională, așa cum este arătat în figura 27. Mecanismele standard de compensare exixtente între rețelele fixe se vor aplica pentru rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN) din Germania, așa că rețelele de tranzit își vor putea încasa partea lor. În aceste cazuri, o taxă adițională ar trebui plătită pentru uzul rutei internaționale și nu ar putea fi încasată decăt de la Frieder, dacă principiul confidențialității poziției destinatarului este respectat.

Figura 27 Apel către un abonat mobil cu roaming

Cel care apelează nu cunoaște poziția abonatului apelat (pentru el, situația similară cu cea prezentată în figura 25). Costul parcursului internațional poate fi încasat de la utilizatorul GSM apelat

Să luăm acum cel mai complicat caz, în care rețeaua de plecare a apelului, rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu a abonatului apelat (H-PLMN) și rețeaua mobilă terestră publică vizitată (V-PLMN) se află în țări diferite. Această situație corespunde celei prezentate la început, când Waldemar îl apelează pe Peter, un abonat din Olanda, aflat în prezent în Spania. În acest caz, Waldemar formează un număr internațional începând cu codul 31 (codul național al Olandei) și, ca urmare, este pregătit de a plăti un apel internațional către Olanda, chiar și mai mult, cunoscând faptul că numărul apelat aparține unei rețele de telefonie mobilă (și dacă rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice din Germania recunoaște acest lucru, ceea ce nu este nici pe departe un lucru cunoscut evident). În funcție de poziția punctului de interogare (poarta de interconectare GMSC capabilă de a interoga baza de date locală a lui Peter din Olanda, pentru a afla unde se găsește acesta), apelul poate parcurge una sau mai multe rute internaționale, așa cum se prezintă în figura 28.

Figura 28 Apel către un mobil implicând trei țări diferite

În funcție de poziția punctului de interogare, apelul poate fi dirijat prin una sau mai multe căi internaționale, fără ca cel care apelează să cunoască acest lucru

Pe lângă rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice din Germania, care primește banii de la Waldemar, rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu a lui Peter îl poate taxa pe acesta pentru poziția lui actuală, dar poarta de interconectare GMSC este cea care deține informațiile relevante privind costurile de dirijare al celui de-al doilea segment al apelului (de la GMSC la centrul de comunicație al mobilelor vizitat (VMSC)). Ca și celelalte rețele prin care apelul a fost rutat (incluzând rețeaua mobilă publică vizitată (V-PLMN)), acestea trebuie să încaseze o parte din costurile aferente.

Toate acestea conduc spre mecanisme de transfer complexe. Centrul de comutație de acces către serviciile mobile GMSC este un participant important, iar rețeaua căruia îi aparține influențează hotărâtor complexitatea problemei. În realitate, lucrurile pot fi simplificate, dacă se fac anumite alegeri în ceea ce privește poziția GMSC. Să examinăm acest caz mai în detaliu.

4. Funcțiile GMSC

Funcțiile GMSC necesită doar o capacitate de comutație și un soft special (incluzând posibilitatea de a emite o notă de plată pentru cea de-a doua ramură a apelului). Trebuie, de asemenea, să cuprindă un tabel de legături între numerele ISDN și bazele de date locale. Nu există nici un motiv pentru ca tabelul să fie complet. Dimpotrivă, un centru de comutație de acces către serviciile mobile ar trebui să-și îndeplinească funcțiile numai pentru abonații câtorva rețele mobile terestre publice de domiciliu, sau chiar pentru o singură rețea de domiciliu. Așa cum se va vedea, o simplificare ar fi ca fiecare rețea PLMN să aibă propriul GMSC.

Prin natura sa, funcția centrului GMSC este independentă de funcția de acces radio asigurată de rețeaua PLMN și poate fi implementată ca o parte a oricărei rețele prin care apelul este dirijat, și anume o rețea de comutare pentru telecomunicații publice PSTN sau o rețea digitală cu integrarea serviciilor ISDN. GMSC poate fi implementat în orice centrală PSTN sau ISDN, sau poate fi conectat direct la aceste rețele. Din punct de vedere al serviciului oferit, cu cât e mai mare densitatea GMSC, cu atât e mai bine. Într-adevăr, cu cât punctul de interogare e mai aproape de locul de plecare al apelului, cu atât mai eficientă devine dirijarea. Rezumatul a ceea ce trebuie evitat este ceea ce în jargon tehnic este denumit efectul de „trombon”, adică cazul în care cea de-a doua ramură începe prin a dubla înapoi traseul primei ramuri. Acesta este în mod evident neeficient și este evitabil dacă există centre GMSC peste tot.

Această imagine ideală nu este chiar atât de ideală dacă luăm în considerație problemele de taxare. Documentul de taxare stabilit în GMSC acoperă cel de-al doilea segment al apelului (de la GMSC la apelat). Acest document trebuie transferat către rețeaua mobilă terestră publică a abonatului apelat, pentru ca acesta să poată fi taxat cu valoarea neacoperită prin suma fixă plătită de abonatul care apelează. O primă problemă ar fi că transferul documentelor de taxare ar trebui organizat cu toate rețelele mobile terestre publice de domiciliu pentru care poarta de interconectare poate interoga baza de date locală. O a doua problemă ar fi că modul de taxare a celei de-a doua ramuri depinde de poziția GMSC. Dacă GMSC nu este situat în aceiași țară cu domiciliul celui apelat, o parte din suma taxată pentru cea de-a doua ramură poate fi transferată celui care apelează, dacă dorim să urmăm principiile enunțate mai sus. O simplificare importantă a managementului taxării se poate obține însă dacă prima ramură este suportată întotdeauna de cel care apelează, iar a doua ramură de cel apelat. Dar, aplicând acest principiu, venim în contradicție cu dorința de a optimiza dirijarea. Așa cum am explicat în paragrafele precedente, într-o configurație optimizată a rețelei pentru dirijare, ar trebui ca întotdeauna să existe un GMSC în apropierea celui care apelează, iar acesta n-ar trebui să plătească de exemplu pentru parcursul internațional, dacă cel apelat este un străin. Pentru rezolavarea acestei dileme, alegerea a fost făcută în favoarea simplificării procedurilor de plată și în defavoarea eficienței dirijării. Pentru a îndeplini acest scop, funcția de interogare pentru abonații unei anumite rețele mobile terestre publice este ândeplinită numai de către centralele acestei rețele. Poarta de interconectare (GMSC) este întotdeauna în interiorul rețelei mobile terestre publice de domiciliu (H-PLMN) (în aceiași țară), iar cele două segmente ale apelului pot fi considerate ca fiind „de la cel care apelează către rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu” și „de la rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu către rețeaua mobilă terestră publică vizitată”, iar fiecare ramură este taxată la sfărșitul ei. Principiile rezultate apar în figura 29.

Să luăm în considerație consecințele acestei abordări. Dacă cel apelat este în interiorul rețelei mobile terestre publice de domiciliu (Peter este în Olanda), a doua ramură a apelului este redusă la un minim, iar, în consecință, apelatul nu este taxat cu nimic (Waldemar plătește întregul apel, iar Peter nu este taxat). Contrar, când cel apelat este în roaming în străinătate (Peter este în Spania), el va plăti pentru ruta internațională între rețeaua sa terestră mobilă de domiciliu și locația sa actuală. Acest fapt nu ridică nici probleme de acceptanță, deoarece este simplu de înțeles, iar taxarea se rezumă la prețul unui apel internațional între țara rețelei mobile terestre de domiciliu și țara vizitată. Mai mult, un abonat GSM are posibilitatea de a cere blocarea apelurilor atât timp cât el se află în afara țării rețelei mobile terestre de domiciliu.

Transferul taxării apelurilor este mult simplificat. Aceiași rețea (rețeaua mobilă terestră de domiciliu a abonatului apelat) generează informația de taxare privind cea de-a doua parte a rutei, colectează taxele corespunzătoare de la proprii abonați, dacă e cazul, și primește ordinele de plată de la celelalte rețele implicate în rutare în vederea compensării.

Figura 29 Principiile de taxare ale unui apel către un mobil

Principiile de taxare reținute de operatorii rețelelor GSM sunt: cel care apelează este taxat ca și cum abonatul GSM apelat ar fi în interiorul propriei rețele mobile terestre publice de domiciliu. Legătura internațională posibilă este plătită de utilizatorul GSM apelat. În schimb, abonatul GSM nu este taxat pentru apelurile primite dacă se găsește în interiorul propriei rețele mobile terestre publice de domiciliu. Cel care apelează nu cunoaște locația actuală a celui apelat, dar va cunoaște întotdeauna cât va avea de plătit.

Singura problemă în această situație este că efectul de „trombon” nu este evitat. Optimizarea rutelor poate fi însă făcută pe o bază națională, dacă densitatea centrelor GMSC este destul de mare, dar acest lucru nu este posibil a se realiza când abonatul GSM apelat se găsește în roaming într-o țară străină A și este apelat de cineva din țara A, posibil aflat la câțiva metri distanță. Atunci apelul este dirijat către țara rețelei mobile terestre de domiciliu și înapoi, așa cum arată figura 30. Se stabilesc astfel două apeluri internaționale, pentru care o rută simplă locală ar fi fost suficientă (acesta este efectul de „trombon”). Cele două apeluri internaționale trebuie plătite, unul de cel care apelează, iar celălalt de către apelat.

Figura 30 Efectul de „trombon”

Ineficiența dirijării în cazul apelului internațional cînd B este deplasat într-o zonă apropiată de cea a lui A (efect de „trombon”)

Atunci cănd se întâmplă ca inițiatorul unui apel și abonatul mobil apelat să se găsească geografic aproape unul de celălalt, poate apărea efectul de „trombon” în dirijarea apelului, dacă rețeaua mobilă terestră de domiciliu a abonatului mobil este în altă țară. Apelul va fi dirijat înainte și înapoi între cele două țări, conducând la stabilirea a două legături internaționale în locul unui apel național sau chiar local.

Desigur, exemplul prezentat reprezintă un caz extrem și marginal. Dacă ambii interlocutori realizează situația, ei își pot salva nota de plată întrerupând imediat convorbirea. Vorbind în termeni generali, lipsa eficienței (și prin aceasta costurile adiționale) în astfel de situații reprezintă prețul ce trebuie plătit pentru respectarea principiului confidențialității locației într-un mediu internațional în care taxarea și încasarea devin probleme constrângătoare.

Pentru a încheia, să recapitulăm rezultatul: GMSC, concepută a fi utilizată într-un mod versatil, va fi, cel puțin în primii ani de utilizare al GSM-ului, asociată cu un centru de comutație al serviciilor mobile și va fi limitată pentru interogarea bazei de date locale în interiorul aceleiași rețele mobile terestre publice.

5. Componente ale unei rute de apel

Aplicarea clară a principiilor de taxare presupune segmentarea rutei unui apel în mai multe componente: origine, terminare, de deplasare (roaming), de tranzit, de redirijare (forwarding).

Componenta de origine (figura 31)

Figura 31 Exemplu de componentă de origine a rutei (apelului) pentru un apel inițiat de MS

Aceasta se întinde de la MS – până la aria geografică (determinată de codul de arie) țintă. Apelantul A este taxat pentru acest segment pe baza analizei numărului format de către rețeaua de origine.

Componenta terminală (fig 32) – Aceasta este cuprinsă între MSC vizitat (VMSC) și MS. Taxarea pentru acest segment poate fi pentru A sau B – depinzând de înțelegerea între operatori.

Figura 32 Exemplu de componente – terminală și de deplasare a rutei (apelului) în cazul vizitei MS-B în C-PLMN

LE – centrul local; O/GISC – centrul de tranzit internațional de ieșire; I/GISC – centrul de tranzit internațional de intrare; VMSC – MSC vizitat

Componenta de deplasare (roaming) (figura 33). Dacă abonatul B se deplasează în altă PLMN, atunci apelantul A nu poate fi taxat pentru aceasta, nefiind responsabil de deplasarea B. Este necesară cunoașterea componentei de deplasare, pentru a fi taxat B. În exemplu, în momentul apelului lui A, B este deplasat din B-PLMN (adică H-PLMN(B)), în C-PLMN

Figura 33 Exemplu de componente – de deplasare și redirijare a rutei (apelului) spre C, în cadrul vizitei MS-B în C-PLMN

LE – centrul local; O/GISC – centrul de tranzit internațional de ieșire; I/GISC – centrul de tranzit internațional de intrare; VMSC – MSC vizitat

Componenta de redirijare (forwarding): în mod uzual, operatorul îl taxează pe B pentru deplasare, dar și dacă B cere redirijarea apelurilor sale de intrare, către un al treilea abonat C. Noul segment spre C se numește componentă de redirijare. Pot însă exista și convenții între operatori pentru ca taxarea pentru aceasta să fie atribuită tot lui A.

Componenta de tranzit (figura 34) În cadrul apelurilor pe distanțe mari este uneori de interes a separa explicit o componentă numai pentru partea de tranzit a rutei. Taxarea în acest caz se face potrivit convențiilor între operatori.

Figura 34 Exemplu de componentă de tranzit a rutei (apelului)

6. De unde provine informația de dirijare?

Răspunsul la întrebarea de unde vine informația de dirijare este strâns legat de modul în care abonații sunt identificați în GSM, ca dealtfel și în rețeaua digitală cu integrarea serviciilor (ISDN) și rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN), în vederea dirijării apelurilor. Deja am întâlnit numărul MSISDN al abonatului mobil, care este numărul director utilizat pentru a apela un abonat GSM. Numărul MSISDN este o parte a planului de numerotare E.164. De asemeni, o parte a acestui plan este și numărul de roaming al abonatului mobil (MSRN), care este numărul de dirijare utilizat în cea de-a doua ramură a apelului, între centrul de comutație de acces către serviciile mobile (GMSC) și centrul de comutație al serviciilor mobile vizitat (VMSC). Numărul MSRN nu este vizibil pentru utilizatorii GSM sau pentru partenerii lor de legătură, fiind utilizat numai între echipamentele de infrastructură. El nu este alocat permanent unui abonat și este integrat în planul de numerotare al rețelelor fixe, deoarece este destinat dirijării către centrul de comutație al serviciilor mobile vizitat (VMSC).

Un al treilea tip de identificare este numărul de identitate internațională al abonatului mobil (IMSI), care este utilizat ca principală cheie de identificare a abonatului GSM în bazele de date. Ambele coduri, MSISDN și IMSI conțin o identificare a țării și a rețelei din acea țară. Tabelul 16 prezintă câteva exemple ale corespondenței dintre codul țării (CC) din telefonia internațională și codul abonatului mobil (MCC) din IMSI.

Tabel 14 Corespondența între codurile CC și MCC pentru câteva țări europene

Codul țării (CC) cunoscut abonaților din planul de numerotație telefonic, este definit de Recomandarea CCITT E.164, în timp ce codul țării pentru mobil (MCC) este conținut de primele cifre ale numărului de identitate internațională a abonatului mobil IMSI și este definit în recomandarea CCITT E.212

Problema constă acum în modul în care poarta de interconectare (GMSC) primește numărul de roaming al abonatului mobil (MSRN), pentru a contacta centrul de comutație al serviciilor mobile (MSC) în care este identificat abonatul. Pentru a rezuma, baza locală de date conține informații pentru localizarea fiecărui abonat, incluzând cel puțin o adresă a centrul de comutație mobil vizitat, care poate fi utilizat de semnalizarea SS7. Baza de date locală mai poate conține un număr de roaming al abonatului mobil utilizabil pentru dirijarea celei de-a doua ramuri a mesajului, în cazul în care centrul de comutație mobil vizitat a furnizat un asemenea număr cu ocazia reîmprospătării informației de localizare în baza de date locală. În acest caz, răspunsul la interogare poate fi dat imediat, dar când informația este limitată la adresa centrului de comutație mobil vizitat, baza de date locală trebuie mai întâi să interogheze (utilizând această adresă) centrul de comutație mobil vizitat pentru a afla informația de dirijare. Fluxul informației este prezentat în figura 35.

Atunci când primește un mesaj, centrul de comutație mobil vizitat selectează numărul de roaming dintr-un lot de numere libere și îl asociază temporar cu numărul de identitate internațională a abonatului mobil IMSI. Atunci când apelul ajunge la centrul de comutație mobil vizitat, utilizând numărul de roaming ca adresă,centrul de comutație mobil poate regăsi numărul IMSI din datele sale și poate continua cu stabilirea unui apel către terminalul mobil. Numărul de roaming poate fi eliberat imediat ce legătura a fost definitiv stabilită.

Figura 35 Aflarea numărului de roaming al abonatului mobil MSRN

Baza de date locală cere centrului de comutație mobil vizitat furnizarea numărului de roaming al abonatului mobil MSRN, care va fi utilizat pentru dirijarea unui apel către centrul de comutație mobil corespunzător.

Cele două scenarii pentru furnizarea MSRN (disponibil continuu în baza de date sau furnizat prin interogare la fiecare apel) au dat naștere la dezbateri în cadrul comitetelor de specificații. Problema este în prezent rezolvată în favoarea furnizării numărului de roaming al abonatului mobil numai pe durata stabilirii apelului.

Unul din argumentele fundamentale este cel al epuizării numerelor directoare. Dacă numărul MSRN este alocat unui abonat pe toată durata șederii sale în centrul de comutație mobil vizitat, cantitatea de numere rezervată acestui scop în fiecare centru de comutație mobil ar trebui să fie aproximativ egală cu numărul abonaților care ar putea fi înregistrați în același timp în acel centru de comutație mobil. Prin comparație, o alocare de tipul numai pe durata apelului, necesită o cantitate de numere care ar fi aproximativ egală cu numărul de apeluri simultane posibile în acel centru de comutație mobil, un număr cu mult mai mic decât precedentul. Acest avantaj este amplificat atunci când se ia în considerație problema serviciiilor multiple. Ca urmare, se ia în considerare numai alocarea numărului de roaming numai pe durata apelului.

7) Problema serviciilor multiple (Multiservicii)

Sistemul GSM este prevăzut să asigure mai multe servicii de telecomunicații. Majoritatea dintre ele, cum ar fi serviciul vocal, fax, transmisii de date, pot fi furnizate și prin intermediul rețelei de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN) sau al rețelei digitale cu servicii integrate (ISDN). Un terminal mobil GSM sau un terminal al rețelei digitale cu servicii integrate este proiectat astfel încât utilizatorul să poată alege acel serviciu de care are nevoie din cele posibile. Acest lucru nu este atât de simplu de realizat pentru cel care apelează utilizând accesul dintr-o rețea de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN). Problema este cum să facă rețeaua să înțeleagă, de exemplu, că el are nevoie de o legătură fax și nu de o convorbire telefonică. Mai mult, chiar dacă informația este furnizată de un beneficiar de GSM sau al rețelei digitale cu servicii integrate (ISDN), o rețea de telecomunicații pentru telecomunicații publice (PSTN) intermediară nu ar putea tranmite această informație. Problema apare ori de câte ori o parte a rutei se efectuează via rețea de comutare pentru telecomunicații publice.

O soluție există în cazul în care prima parte a rutei nu include nici un segment desfășurat printr-o rețea publică analogă. Aceasta este valabilă în cazul în care apelul provine de la GSM sau de la o rețea digitală cu servicii integrate (ISDN) și dacă poarta de interconectare pentru servicii mobile (GMSC) poate fi contactată via rețea digitală utilizând SS7. Apoi informația poate fi transmisă către poarta de interconectare pentru servicii mobile (GMSC), și de acolo către baza de date locală (HLR) sau către centrul de comutație mobil vizitat (VMSC), reușind astfel evitarea tranzitării unei rețele de comutație publică analogă în cea de-a doua ramură a apelului.

Problema se menține atunci când singura informație recepționată de poarta de interconectare pentru servicii mobile este numărul MSISDN apelat. Două soluții generale pot fi aplicate în acest caz, soluții care au generat, la rândul lor, dezbateri intense. Prima soluție ar fi lăsarea alegerii serviciului celui apelat. Mesajul care stabilește legătura între rețea și terminalul mobil nu specifică și natura serviciului, iar terminalul mobil poate specifica acest lucru în schimb. Această soluție implică condiția ca natura serviciului să fie stabilită de utilizator în terminalul mobil înainte de stabilirea comunicației. Într-un scenariu tipic de a transmite un fax unui abonat GSM mobil, întâi trebuie stabilită o legătură telefonică vocală cu acesta, prin care să-i solicităm setarea terminalului mobil pe fax, apoi să închidem și să reapelăm pentru a transmite faxul.

Soluția aceasta are un efect minim asupra rețelei, dar nu este convenabilă pentru utilizatori. De aceea, a fost propusă o soluție alternativă de a dota abonatul GSM cu atâtea numere de apel MSISDN câte servicii distincte ar dori să beneficieze (de exemplu un număr de telefon pentru apeluri vocale și un număr de fax). Serviciul poate fi atunci ales de către cel care apelează, prin utilizarea numărului corespunzător. Legătura între numere și servicii este asigurată de către baza de date locală. Următorul pas este de a se transmite informația centrului de comutație mobil vizitat. Acesta se efectuează simplu prin procedura de obținere a numărului de roaming (MSRN), permițând încă odată evitarea rețelelor ce ar putea interveni între poarta de interconectare pentru servicii mobile (GMSC) și centrul de comutație mobil/baza de date dinamică (MSC/VLR). Baza de date locală (HLR) trimite referința pentru serviciul solicitat către centrul de comutație al serviciilor mobile (MSC), pe care acesta îl păstrează în schimbul numărului de roaming. Dacă un eventual apel înzestrat cu acest număr de roaming ajunge la centrul de comutație mobil vizitat, acesta pornește stabilirea legăturii pentru serviciul solicitat. Această schemă este prezentată în figura 36. Singurul incovenient al acestei soluții este consumarea unor numere directoare MSISDN, fapt inacceptabil în unele țări. Pe de altă parte, permite oferirea unui serviciu mai bun decât cel prin rețelele de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN).

Cele două scheme sunt simultan în uz și trebuie să fie suportate de toate centrele de comutație mobile/baze de date dinamice (MSC/VLR). Alegerea schemei este făcută de rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu a celui apelat (H-PLMN). Dacă baza de date locală (HLR) nu furnizează nici o informație asupra naturii serviciului, atunci centrul de comutație mobil/baza de date (MSC/VLR) poate să aleagă serviciul, fie să lase terminalului mobil decizia. Prima abordare este acceptabilă numai în cazul în care abonamentul este limitat pentru un singur serviciu.

Figura 36 Dirijarea informației privind serviciul

Atunci când un apel sosește din rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN), singurul mod de a transmite informația despre natura serviciului (bazat pe numărul de apel format) către centrul de comutație mobil/baza de date dinamică (MSC/VLR) este de a transporta informația despre natura serviciului între baza de date locală (HLR) și centrul de comutație mobil/baza de date dinamică (MSC/VLR). Această informație este stocată în baza de date locală, asociată cu fiecare număr MSISDN.

8) Servicii de date

Apelurile cu originea în PSPDN sau CSPDN ridică probleme specifice. Serviciile de date sunt afectate de planurile diferite de adresare existente. PSTN, ISDN, GSM se bazează pe planul de numerotare E.164 (MSISDN), iar PSPDN, CSPDN folosesc planul de numerotare CCITT-X.121. Pentru rezolvarea problemei există mai multe soluții:

Exemple:

Apelul de ieșire de la MS (A) poate fi tratat, căci GSM și ISDN pot să manevreze adrese de tip X.121;

Apelul de ieșire de la PSPDN/CSPDN și intrare PLMN este mai complicat căci PSPDN, CSPDN nu pot trata în general (deocamdată) adrese de tip E.164.

Soluții:

1. MS (B) primește un număr X.121 pentru a fi apelat din PDN, adițional la cel MSISDN. Acest număr trebuie alocat astfel încât PDN să poată dirija spre GSM. GSM-PLMN este văzută de PDN ca o rețea de date virtuală „PDN”, deci are alocat un cod de rețea X.121 (prefixul numărului X.121 al abonatului). Apelul de date este dirijat de PDN până la IWF al PLMN țintă, care lucrează ca un MSC. Un eventual roaming se tratează prin rute ISDN/PSTN. Reamintim că IWS este în esență o parte a MSC care asigură abonatului acces la un debit binar și conversiile de protocol necesare, astfel încât datele să poată fi transmise între DTE (GSM) și un alt DTE (land-line DTE).

Dacă MS (B) este servit de propriul PLMN, atunci nu este nevoie de modem, căci se setează un circuit. Astfel, dacă apelul trece prin PSTN (din cauze de roaming), atunci este nevoie de modem.

2. Se definește PLMN, în cadrul PDN, ca o parte din ISDN. Codul rețelei din adrese X.121 se referă la ISDN, deci apelul este dirijat către ISDN (mai exact este dirijat la un PH (Packet Handler) de ieșire spre ISDN sau de la intrarea ISDN, în cazul originii în PSPDN). PH translatează adresa X.121 în adresă E.164. Pe baza adresei E.164 se face în continuare dirijarea spre orice GMSC și în continuare spre MSC/IWF corespunzător.

Alt caz este acela în care PDN poate trata adrese E.164. Atunci dirijarea depinde de capacitatea PDN de a determina că numărul chemat se referă la un utilizator GSM. În caz negativ, apelul este dirijat spre ISDN și apoi spre GMSC. În caz afirmativ, PDN analizează în continuare numărul și poate dirija direct prin PDN către IWF care poate la rândul său să acționeze ca un GMSC.

Nu este prevăzută o funcție de interogare de tip HLR în interiorul PDN, astfel că se pot obține și rute ineficiente (trombon).

9) Impactul redirijării apelurilor asupra rutării

Dintre serviciile suplimentare, redirijarea (forwarding) are cel mai mare impact asupra rutării. Menționăm două cazuri:

HLR decide redirijarea. El returnează la GMSC, ca răspuns la interogare, numărul către care trebuie dirijat mai departe apelul

sau, redirijarea poate fi decisă numai de MSC/VLR, caz în care abonatul este taxat pentru aceasta.

Cazuri de redirijare:

redirijare necondiționată CFU (Call Forward Unconditionally). HLR o poate executa deoarece are informațiile necesare;

redirijarea în cazul stării de ocupare a părții chemate CFB (Call Forwarding on Busy). Numai VLR/MSC poate executa redirijarea. Ruta merge la MSC/VLR și apoi face redirijarea.

Alte cazuri în care este necesară redirijarea condiționată sunt:

dacă terminalul chemat nu este accesibil CFNRc (Call Forwarding on Not Reachable). Tratarea se face în mai multe feluri în funcție de situația care a dererminat inaccesibilitatea. Exemplu:

MS a încercat să se înregistreze dintr-o zonă în care nu are acces la servicii; HLR cunoaște situația și face el însuși redirijarea.

MS nu a putut fi accesat pe calea radio. În acest caz MSC/VLR face redirijarea, după ce s-a stabilit ruta GMSC-MSC/VLR

dacă MS chemat a executat detașarea – IMSI, sau aceasta a fost executată de sistem deoarece MS nu și-a reconfirmat situația pentru un interval mai mare de timp decât cel prevăzut de sistem.

dacă terminalul chemat nu răspunde CFNRy (Call Forwarding on Reply). MS a fost apelat cu succes pe calea radio, dar nu răspunde într-un timp limită. CNFRy este inițiat de VMSC.

redirijarea nu afectează taxarea pentru MS apelant care nu află despre aceasta, decât dacă abonatul chemat îi spune acest lucru explicit. În schimb taxarea pentru chemat variază în funcție de locul de redirijare.

D. PROTOCOALE DE SEMNALIZARE IMPLICATE ÎN CONTROLUL APELURILOR

Până acum am prezentat în termeni generali funcțiile implicate în managementul comunicației (apelului). În cele ce urmează vom descrie mai amănunțit procedurile de semnalizare, dar pentru realizarea acestui obiectiv este necesară descrierea entităților și protocoalelor iomplicate în aceste proceduri.

Principalii actori ai controlului apelului (CC) sunt pe de o parte abonatul și stația mobilă, iar pe de altă parte Subsistemul de rețea (NSS) și rețelele externe. MSC/VLR și IWF, GMSC și HLR, sunt entitățile funcționale din NSS implicate în controlul apelului (CC). Principalul element din NSS este MSC/VLR, care tratează apelurile inițiate de pe mobil (MO) sau terminale (MT) în stația mobilă (ME). MSC/VLR este punctul de conexiune al stației mobile (ME), prin intermediul BSS, cu diverse alte rețele externe.

În plus, pentru apelurile terminate în stația mobilă intervin HLR și GMSC. HLR și GMSC comunică atât între ele, cât și cu MSC/VLR, prin intermediul SS7 (sistemul de semnalizare nr. 7).

Protocoalele de semnalizare ce intervin în controlul apelurilor sunt prezentate în figura 37.

Figura 37 Protocoalele de semnalizare, specifice PLMN, ce intervin în Controlul Apelului (CC)

MSC, entitatea cheie pentru controlul apelului, este în legătură cu stația mobilă (ME). Complexitatea problemei vine de la dirijarea apelurilor spre stațiile mobile, fiind implicate două protocoale adiționale: unul între GMSC și HLR-MAP/C, și celălalt între HLR și MSC-MAP/D

Protocoalele de semnalizare pentru controlul apelurilor sunt:

RIL3-CC – protocol ce permite ca cererile utilizatorului să fie transportate de la stația mobilă către MSC; lucrează ca un releu al protocolului om-mașină dintre utilizator și stația mobilă;

MAP/C – protocol ce permite interogarea HLR de către GMSC în vederea obținerii informației de dirijare pentru apelurile de intrare dinspre rețelele externe;

MAP/D – protocolul principal pentru tratarea mobilității și transportul informației pentru apelurile de intrare.

La lista menționată se adaugă protocoalele de comunicare cu lumea externă: pe de o parte protocolul utilizator-stație mobilă, iar pe de altă parte protocoalele între PLMN (GMSC) și diverse alte rețele externe.

MMI – interfața dintre om și mașină (abonat și stație mobilă).

Protocoale de conlucrare între PLMN și alte rețele – exemple: TUP și ISUP – protocoale standard peste SS7 în rețelele publice. TUP și ISUP conlucrează direct cu protocolul RIL3-C din MSC.

Există protocoale de semnalizare, între stația mobilă și IWF, pentru servicii de date. Deoarece GSM folosește comutația de circuite, aceste protocoale afectează puțin sistemul, deoarece sunt protocoale „în bandă”. Ele influențează însă IWF.

1) Proceduri elementare componenete ale semnalizărilor.

In continuare vom analiza principalele blocuri funcționale procedurale componente ale protocoalelor mai complexe din prisma schimburilor de mesaje (protocoale).

a. Cererea de conectare a MS la sistem

Pentru a obține un serviciu oarecare de la sistem este necesară conectarea MS la acesta din urmă. Protocolul care manevrează cererea este RIL3-RR-MM-CM.

Motivele de acces pot fi: răspuns de avertizare cu difuzare (paging) RIL3-RR; actualizarea localizării; atașarea – IMSI sau detașarea – IMSI de la sistem prin RIL3-MM; stabilirea unui apel sau cererea de servicii suplimentare RIL3-CM (figura 38).

Succesiunea generală a acțiunilor este următoarea: – se face cerere de canal de semnalizare dedicat SDCCH pe canal de cerere – RACH, repetând cererea de un număr de ori dacă este cazul (canalul este în acces aleatoriu). Sistemul alocă SDCCH (+SACCH)=1/8TCH indicând acest lucru pe canal AGCH. Se setează legătura de date printr-un dialog cu cadre de nivel 2:

SABM (Select Asynchronous Balanced Mode) <Id-mesaj>-cerere

UA (Unnumered Acknowledge) – răspuns nenumerotat

Cadrul inițial de deschidere a conexiunii de nivel 2 SABM conține ți identitatea mesajului. BSS care prin SCCP conectarea comutatorului MSC. Se primește un răspuns SCCP Conn_conf.

Figura 38 Procedura de cerere de conectare

b. Procedura de avertizare (paging)

Rețeaua difuzează mesajul Paging_req pe canalul PCH. Mesajul conține: informații de adresă TMSI ale MS (adresa individuală sau de grup; numărul maxim de MS adresabile printr-un mesaj de patru); informații asupra formatului răspunsului Channel_req (funcție de posibilitățile MS). Stația mobilă supraveghează în mod intermitent canalul de paging. La t<0,5 secunde de la recepție, MS emite Channel_req. Urmează stabilirea conexiunii de nivel doi prin SABM etc. Procedura este ilustrată pe figura 39.

Figura 39 Procedura de avertizare

c. Procedura de identificare

Această procedură identifică abonatul mobil MS/SIM pe baza numărului IMSI, dacă VLR nu îl recunoaște după codul temporar TMSI trimis MS. Situația apare de exemplu cțnd ultimul acces la sistem, s-a schimbat aria MSC/VLR sau în alte situații similare. Inițiatorul acținuii este registrul de vizitatori VLR:

Aceasta este singura situație când IMSI circulă în I/F aer necriptat (în mod mormal se folosește TMSI iar IMSI este nefolosit).

Dacă după un răspuns MS, se detectează de către MSC că IMSI nu este înregistrat în mod curent în VLR, atunci VLR apelează la fișierul individual al abonatului din HLR (prin mesajul MAP/D Update location către HLR). Dacă IMSI aparține HLR, atunci HLR răspunde la mesajul de mai sus cu:

MAP/D Update_location_result

Apoi HLR, prin:

MAP/D Insert_subscriber_data trimite la MSC date despre abonat. VLR returnează o confirmare prin mesajul: Isert_subsc._data_result.

Figura 40 Procedura de identificare

d. Procedura de autentificare

Procedura (figura 41) poate fi rulată în principiu la fiecare aactualizare a localizării, sau la inițierea unei noi cereri de serviciu. Frecvența autentificărilor este stabilită de operatorul de rețea, iar inițiator al autentificării este VLR care cere anumiți parametri de la AUC via HLR. AUC returnează parametrii RAND (random), SRES (signed response) și o cheie de cifrare KC.

VLR care de la MS, via MSC, autentificarea pe baza parametrilor de mai sus. MS calculează SRESC (propriu) cu ajutorul cheii de SIM Ki, returnează răspuns la MSC (MSC a primit și el SRES). MSC compară SRES cu SRESC și în funcție de rezultat acceptă sau nu cererea abonatului.

Figura 41 Procedura de autentificare

e. Cifrarea

Cifrarea cerută uzual pentru toate tranzacțiile pe interfața radio, odată ce utlizatorul a fost autentificat. Cifrarea este opțional aplicată de operator. În figura 42 este ilustrată procedura de cifrare.

Figura 42 Procedura de cifrare

f. Terminarea apelului

Această acțiune reprezentată pe figura 43 poate fi inițiată de MS sau de către rețea.

a) Terminarea inițiată dinspre rețea

La MSC se primiște mesajul Release de la PSTN, are loc un transfer via BSSMAP la BSS, apoi transfer via RIL3-RR la MS. Se returnează o confirmare spre PSTN. MSC returnează Rel_complete spre MS via BSSMAP, RIL3 RR.

b) Terminare inițiată de MS

MS trimite Disc_Messaje spre BSS via RIL3 RR, are loc transfer la MSC via BSSMAP apoi se generează Release spre PSTN și confirmări etc.

Figura 43 Terminarea apelului

g. Atașarea (înregistrarea) la sistem pe bază IMSI

Atașarea/detașarea permite înregistrarea sau eliminarea MS din sistem. Numai dacă MS este atașat atunci poate avea loc servirea sa de către sistem. Atașarea face parte din procedura de actualizare a localizării stației mobile.

Atașarea poate fin invocată la solicitarea rețelei și pentru a indica faptul că IMSI este activ în rețea (introducerea SIM în MS sau intrarea MS) în aria de acoperire respectivă. Atașarea este marcată în MSC/VLR cu un flag special.

Efectuarea acțiunilor, ilustrată pe figura 44, necesită conlucrarea protocoalelor RIL3-RR, MM, BSSMAP, MAP/B. Este necesar un canal dedicat de semnalizare (SDCCH), solicitat prin RACH, alocat AGCH, utilizat temporar și apoi eliberat. Protocoalele de nivel aplicație implicate sunt:

RIL3-RR pentru alocarea resurselor radio (MS-BSS-MSC);

RIL3-MM pentru cererea de atașare;

BSSMAP managementul resurselor din BSS (BSC-MSC);

MAP/B pentru comunicații cu VLR.

Figura 44 Atașarea (înregistrarea) stației mobile la sistem

h. Detașarea de sistem

Detașarea este solicitaă de către stația mobilă (MS) dacă MS este dezactivată sau SIM-ul este extras din echipamentul mobil (figura 45).

Procedura servește pentru declanșarea MS ca detașată de rețea (apelurile de ieșire nu vor mai fi servite și nu se mai face nici paging). Printr-un flag existent în informațiile de sistem (difuzate pe canalul BCCH) se indică MS dacă va utiliza procedura Detach.

Detașarea nu mai este confirmată de BSS spre MS deoarece se consideră cazul în care alimentarea MS a dispărut imediat după cererea sa de detașare.

MS este obligată să se înregistreze periodic (de exemplu la fiecare 30 minute); dacă nu se întâmplă asta, atunci VLR execută automat detașarea MS; intervalul limită de înregistrare este anunțat pe BCCH către MS-uri.

Figura 45 Detașarea stației mobile de la sistem

2) Procedura de stabilire a apelului inițiat de pe mobil (stația mobilă este apelantul)

Așa cum este văzută de către utilizatorul care apelează, stabilirea comunicației urmează un număr de trepte, pe care el le percepe prin informații afișate sau audio. În mare, secvența utilizată în telefonie este binecunoscută de către oricine. Un apel este inițializat mai întâi prin ridicarea receptorului de către utilizator, la care acțiune rețeaua răspunde cu un ton oarecare. Apoi se formează numărul chemat. Odată cu introducerea ultimei cifre, în unele cazuri nu se întâmplă nimic pentru un timp oarecare; în alte cazuri se poate auzi un ton de așteptare. În cele din urmă apare un răspuns. Poate fi un ton de ocupat, ce arată că partea apelată este deja angajată într-o comunicație; un anunț ce precizează cauza pentru care rețeaua nu a putut îndeplini cerința (de exemplu: aglomerare de trafic, sau număr inexistent), sau, câteodată un ton indicând că partea apelată a fost înștiințată. Apoi în acest ultim caz se poate întâmpla ca partea apelată să ridice receptorul și aceasta este percepută de către apelant prin calea de vorbire conectată, permițând astfel discuția de la persoană la persoană.

Telefonia celulară nu introduce multe modificări la această schemă de bază. Principala diferență este că numărul se formează înainte de a se stabili contactul cu rețeaua. În plus, acest număr se afișează și oconsecință utilă este că poate fi modificat dacă este necesar, înainte de transmisie. O altă diferență, aplicabilă rețelelor multi-servicii, cum ar GSM, este aceea că se mai pot schimba și anumite informții suplimentare între utilizator și rețea la începutul apelului, cum ar fi tipul serviciului sau, în viitor, tipul de canal. În cea mai mare parte dintre cazuri, aceste situații vor fi realizate în mod automat de către stația mobilă cu înștiințări de neplată sau valori scadente.

Pentru toate aceste interacțiuni, stațiile mobile intervin între utilizator, cu care schimbă mesaje în conformitate cu un protocol om-mașină și infrasctructură, cu care face schimb de informații prin mijloace electronice. În ceea ce privește controlul apelului, aceste două fluxuri de informații sunt în mare parte corespondență reciprocă unu-la-unu. Stația mobilă acționează ca un translator de protocol. Ea primește comenzi de la utilizator, de exemplu sub forma apăsării tastelor, și le traduce în mesaje de semnalizare pentru rețea în conformitate cu protocolul RIL3-CC.În cealaltă direcție,MSC furnizează răspunsurile sau indicațiile sale către stația mobilă sub forma mesajelor RIL3-CC și stația mobilă le traduce în semnale inteligibile de către utilizator, cum ar fi semnale audio (tonuri) sau vizuale(lumini,afișare alfanumerică,etc.).

Această abordare numerică,care este aceeași cu cea a ISDN(după care s-a dezvoltat protocolul RIL3-CC). Este diferită de cea încă utilizată în PSTN.In PSTN,toată informația furnizată către utilizator este sub formă de semnale audio (tonuri sau anunțuri) și sunt generate de către rețea.Nu există semnal digital care să vină dinspre rețea către aparatul telefonic.In cadrul PSTN, transmisia de informații, cu ultim destinatar utilizatorul poate fi făcut sub formă de mesaje (codate digital), în care caz traducerea în tonuri sau anunțuri se face la sfârșit, de către comutatorul ce ține de linia utilizatorului.Totuși există aparate vechi ce nu suportă această schemă,și atunci tonurile și anunțurile vin de la comutatoare departe de utilizator,rolul comutatorului local fiind limitat doar la transmiterea lor, ca și în timpul fazei de comunicare propriu-zise.In consecință, pentru GSM(și pentru ISDN) trebuie prevăzut un mecanism „escape”- de șuntare,(care să permită trecerea informației) astfel încăt dialogul între utilizator și rețea să se poată face în modul vechi, clasic.

Insă pentru terminale simple mai există însă altă abordare care este specificată(pe lângă protocolul „funcțional” descris mai sus) în protocolul de rețea, „terminal ISDN-rețea” și care se numește modul „stimul”. In acest mod rețeaua deține controlul complet și detaliat al semnalelor(afișaj sau audio) furnizate către terminal și îi comunică acestuia instrucțiuni prin mesaje simple, dându-i direct semnalele spre a fi furnizate utilizatorului.Această abordare nu se utilizează în GSM, dar se pot găsi totuși urme ale ei sub forma elementului informațional SEMNAL.Trebuie înțeles faptul că acesta nu este un protocol „stimul” complet, ci o utilizare modificată a elementului informație pentru a denumi un mesaj.

Vom descrie mai întâi schema modernă utilizând mesajele și apoi apelarea mecanismului „escape”-șuntare.

Protocolul RIL3-CC între stația mobilă și MSC este descris în întregime, dar interfața om-mașină între utilizator și stația mobilă nu este descrisă suficient.In mod similar, interacțiunea între protocolul RIL3-CC și protocolul om-mașină nu este specificată în mod detaliat,deși funcțiile ce trebuiesc îndeplinite sunt deseori descrise în specificațiile RIL3-CC.Descrierea care urmează corespunde unui protocol imaginar om-mașină alcătuit pe baza cunoștiințelor despre terminalele existente.Nici pe departe nu acoperă toate posibilitățile.Această zonă este una din cele mai importante pentru marketingul terminalelor GSM (și al GSM-ului) și este de dorit ca producătorii de terminale să aibă idee de interfața om-mașină și despre protocol, pentru a ajuta și ghida utilizatorul prin căile complicate ale GSM.In cele din urmă vor apărea metode sofisticate cum ar fi recunoașterea de voce, permițând utilizatorului să-și dea comenzile oral,protocoale comnadate prin meniu și alte trărături ce pot fi imaginate,făcând tehnica mai ușor accesibilă pentru om.

a. Fluxul de semnal pentru un apel inițializat de mobil.

Să luăm de exemplu un utilizator GSM(Ansgar) ce cheamă o stație fixă (Remi). In prima parte a stabilirii legăturilor, Ansgar indică prin intermediul stației mobile ce anume dorește (numărul de telefon al lui Remi, tipul de serviciu cerut – vorbire, fax, etc.) și stația mobilă va transmite informația către MSC.In GSM, la fel ca în ISDN, utilizatorul trebuie să furnizeze aceste date de bază înainte ca stația mobilă să contacteze rețeaua. Aceasta se poate face în diferite moduri, depinzând de terminal dar și de tipul serviciului. De exemplu, în apelurile de urgență,aceasta se poate reduce la apăsarea doar a una sau două taste (de obicei o tastă numită „urgență” și o alta „trimitere”(send). S-au făcut eforturi susținute ca să nu depindă informația trimisă prea mult de locul unde se află utilizatorul.Una dintre soluții este formatul numărului apelat și vom reveni mai târziu asupra subiectului. Se va sări deseori peste furnizarea caracteristicilor serviciului în mod explicit.De exemplu, pentru un terminal doar de vorbire, în mod evident serviciul datorat este vorbirea și nu trebuie solicitat în mod explicit.

Figura 46 Scenariul de bază al apelului de ieșire

Ca acțiune tipică, Ansgar introduce primul număr chemat, ceea ce se afișează și pe ecran,îl poate corecta, și apoi tasta „trimite”.Doar cînd această tastă este apăsată se declanșează de către stația mobilă faza efectivă de stabilire a conexiunii cu rețeaua prezentată în figura 46.

Stația mobilă rulează procedura necesară pentru stabilirea legăturii. Aceasta începe prin procedura de acces (nivelul-RR) și stabilirea conexiunii MM. Apoi stația mobilă trimite un mesaj RIL3-CC Set Up de inițializare sau un mesaj de urgență de inițializare RIL3-CC Emergency Set Up către MSC care reprezintă traducerea cererii lansată de Ansgar. Acest mesaj conține numărul lui Remi și o descriere ( care poate fi lungă și detaliată în cazul serviciului de date) sau serviciului cerut. Poate să conțină informații referitoare la servicii suplimentare.

Când MSC primește un mesaj de inițializare, analizează cererea și verifică dacă poate să o accepte. Acceptarea sau neacceptarea cererii depinde de capacitatea MSC/VLR de a furniza acest serviciu (într-un mod compatibil cu capacitatea stației mobile), la caracteristicile de înscriere ale lui Ansgar (acest lucru este determinat local datorită evidenței de informație de abonat trimisă de către HLR în timpul actualizării locației și stocată în MSC/VLR) și în cazul disponibilității resurselor (dispozitivele de interfuncționare, circuit liber cu rețeaua externă etc.). Dacă vreuna din aceste verificări dă greș, stabilirea legăturii este întreruptă prin trimiterea către stația mobilă a unui mesaj RIL3 CC Release Complete – eliberare (aducere la starea zero). Dacă totul este în regulă, pe de o parte MSC începe stabilirea prin intermediul rețelei (de exemplu prin trimiterea unui mesaj ISUP INITIAL ADDRESS – adresă inițială ISUP – (IAM) în cazul unei comunicații cu ISDN) și pe de altă parte, trimite către stația mobilă un mesaj RIL3 CC Call Preceeding – apel în progres – care indică pur și simplu că cererea a trecut testul MSC și că MSC îl trece mai departe. Mai pe înțeles, îi spune lui Ansgar să aștepte (dacă astfel este indicat de un semnal oarecare de pe interfața om – mașină).

Mai devreme sau mai târziu, MSC va primi din spațiul înconjurător un raport asupra stabilirii convorbirii, așa cum este văzută de comutatorul special destinat părții apelate. Un astfel de raport poate indica faptul că Remi a fost anunțat (apel de alertare – sonerie), sau că stabilirea legăturii a fost abandonată (indicație de eliberare-revenire la starea zero) pentru că a eșuat dintr-un motiv oarecare (aglomerare de trafic, sau pentru că Remi esra deja ocupat sau nu se poate lua legătura cu el etc.). In cazul ISUP, raportul despre o alertare reușită ia forma unui mesaj de ISUP Address Complete – adresă îndeplinită – (ACM) și eșecul este indicat printr-un mesaj ISUP RELEASE – eliberare, aducere la starea zero. MSC reacționează la rîndul său prin trecerea informației către Ansgar (mesaj RIL3 CC Alerting – atenționare) trimis de exemplu către un ton de alertare de către stația mobilă sau prin abandonarea stabilirii legăturii. Dacă s-a trimis înainte un mesaj RIL3 CC Call Preceeding – transmitere a apelului, abandonarea se va face prin trimiterea unui masaj RIL3 CC Disconnect – deconectare, la care stația MSC va răspunde cu un mesaj RIL3 CC Release Complete – aducere la zero îndeplinită (explicațiile acestor schimburi de mesaje se găsesc în secțiunea referitoare la eliberarea – aducerea la zero a apelului). Doar atunci conexiunile de nivel scăzut vor fi eliberare – aduse în stare zero, dacă nu vor fi utilizate în alt context.

Poate trece ceva timp până la răspunsul terminal-către-terminal, adică înainte de acceptarea de către Remi (ridicarea receptorului în cazul unei telefonii simple). In acest stadiu, stația mobilă (și Ansgar) încă mai așteaptă rezultatul cererii. Mingea este în terenul lui Remi, care poate răspunde sau nu. In cazul când nu răspunde, apelul este abandonat de către rețea după un oarecare timp (să zicem trei minute), în cazul în care Ansgar nu se decisese să abandoneze singur, de obicei prin apăsarea tastei END (sfârșit). Acceptarea apelului de către Remi conduce la un mesaj ISUP Answer – răspuns, recepționat de către MSC. Când se întâmplă aceasta, apelul este conectat, adică s-a stabilit calea de comunicare între cei doi utilizatori și aceasta este indicată lui Ansgar prin mesajul RIL3 CC Connect. Stația mobilă reacționează mai întâi prin oprirea indicației de alertare, dacă a fost vreuna, în al doilea rând prin a răspunde rețelei cu un mesaj RIL3 CC Connect Acknowledge – înștiințare de conectare, și în al treilea rând prin conectarea transmisiei de circuit prin calea radio la terminalul corespunzător. In cazul vorbirii, aceasta constă în deschiderea căii de vorbire către microfon și către difuzor. Apoi apelul intră în fază de conectare (pe scurt “este conectat”), începe încărcarea și se efectuează transmiterea bidirecțională între cei doi utilizatori, în cazul vorbirii, sau între terminale, sau terminalul de pe partea mobilă și IWF în cazurile apelurilor de date. În ultimul caz procedura de apel se faceîn-bandă.

b. Cooperarea protocoalelor pentru servirea apelurilor

RIL3 CC se bazează pe acțiuni ale nivelelor inferioare, figura 47.

Reamintim cele două variante de alocare a resurselor (canal de trafic).

1. de bază – circuitul TCH între MS- MSC este stabilit înainte ca MSC să știe dacă ambele părți sunt gata de conversație, adică înainte ca MSC să primească semnalul Alert (mod mai puțin eficient) de la sistem. Pentru partea chem,ată momentul conectării nu este amînat, dar temporar se conectează acest tronson la o mașină de anunțuri până ce are loc completarea conectării pe partea radio.

2. OACS (Off Air Call Setup) în care se amână cât mai mult cu putință alocarea TCH (după luarea deciziei că se poate finaliza convorbirea), figura 47.

Figura 47 Schimbul de mesaje pentru tratarea apelurilor

Faze principale ale semnalizărilor sunt prezente în fig. 47 și 48:

După apăsarea butonului send la MS, se cere de la sistem un canal de semnal, dedicat prin procedura elementară Set D1 – SDCCH descrisă anterior;

Se trimite CC Service Request către rețea, cu parametrul TMSI;

MSC retransmite cererea către VLR, prin MAP/B;

Are loc autentificarea și comanda modului de lucru cu cifrare;

Se alocă un nou TMSI (dacă este prevăzut acest lucru);

MS trimite mesajul RIL3-CC Setup Information <MSISDN-chemat, tip serviciu>spre MSC;

MS trimite mesajul Send Call Setup Information prin MAP/B spre rețea;

Se verifică opțional IMEI;

VLR verifică parametrii apelului, în cazul OK, returnează Call Complete la MSC, care îl traduce în RIL3-CC Call Proceeding către MS;

Se alocă un canal de trafic TCH prin comanda dată de MSC la BSS;

RIL3-RR Assing-Cmd

După confirmarea alocării MSC generează IAM spre rețea;

In urma răspunsului rețelei se alertează MS (RIL3-CC Alerting);

După răspunsul terminalului chemat, MSC comandă conectarea la MS prin mesajul RIL3-CC Connect, la care MS returnează confirmarea.

Figura 48 Cooperarea protocoalelor pentru un apel de ieșire de la MS

c.Numărul abonatului destinației

Una dintre problemele specifice rețelei de comunicații internaționale cum este GSM, unde fiecare utilizator poate stabili convorbiri cu diferite țări, donstituie formatul unui număr apelat. Ca utilizatori PSTN, cunoaștem de obicei 3 formate tip de bază; un format local, care se referă doar la o singură destinație într-o zonă regională; un format interurban sau național, utilizat când destinația se află în aceeași țară, dar în regiuni diferite și un format internațional, folosit pentru apeluri în străinătate.

Figura 49 Formate de numere de apel

În funcție de poziția relativă a utilizatorilor apelați și apelanți, numerele PSTN pot fi de obicei introduse în trei moduri diferite, care se deosebesc prin prefixe diferite.

Diferența se face prin utilizarea prefixelor. Figura 49 arată cele trei formate întru-un exemplu ce utilizează standardele 0 și 00 (care nu sunt încă universal aplicate).

Modul în care se formează un număr în PSTN depinde, deci, de locul în care se află apelantul. Acesta este destul de neplăcut într-un mediu mobil. Pentru a evita neplăcuta situație de care trebuie să știe utilizatorul, în ce zonă se află în mod curent și cum trebuiesc testate numerele, problema trebuie tratată diferit într-o rețea celulară. Protocolul ISDN și RIL3-CC suportă multe formate de numere prin denumirea șirului de numere prin doi indicatori,”tipul numărului” (TON) și „Indentificarea planului de numărare” (NPI). Există un mecanism care trebuie să fie suportat în mod obligatoriu, referitor la formatul internațional. Pentru a nu i se cere utilizatorului să cunoască toate prefixele țărilor prin care vrea să colinde, se poate introduce un număr internațional prin apăsarea tastei „+”, urmează codul țării, etc. In plus,trebuie ca un comutator să fie în stare să trateze corect un număr ce se prezintă de tip internațional, chiar dacă adresa de destinație este în aceeași țară.Ccomportamentul nu este în nici un caz evident; de exemplu în PSTN franceză, formarea unui număr internațional cu codul de țară 33 (Franța) de la un telefon PSTN produce un apel la serviciul informații din țara al cărui cod urmează cifrelor 33. Un tratament diferit se cere de la MSC. Această specificație minimă îi dă posibilitatea utilizatorului să introducă numărul unei destinații specifice total independent de locul în care se află el; de aceea este recomandabil ca utilizatorii de GSM ce călătoresc în străinătate să stocheze întotdeauna numerele lor de telefon într-un mod prescurtat de forma de ex. +44 701 1234…,în loc de a le stoca într-un format național.

După cum s-a menționat deja, acest format este doar unul dintre cele multe care pot fi acceptate de protocolul RIL3-CC. Trecerea de la numnărul din protocolul om-mașină (numărul format de utilizator) și numărul trimis în mesajul RIL3-CC nu este dat de Specificații și nici modul în care MSC trebuie să interpreteze numerele pe care le primește.Aceasta nu este un fapt fericit, căci ceea ce trebuie să formeze utilizatorul depinde într-adevăr de terminal precum și de operatorul PLMN. Mai mult ca sigur că vor apărea standardizări ulterioare. Deși nu se poate împiedica altor scheme în acest moment, cel mai frecvent format utilizat de către apelant, pentru numere din interiorul țării respective, pe lângă formatul de testare”+” pare a fi formatul național al țării vizitate, de obicei fără prefixe.

d.Progresul apelului (Procedeul de utilizare a legăturii)

Scenariul de bază de inițializare (set up), presupune că mesajele de semnalizare sunt primite de la rețeaua ce le generează. Acest lucru nu este întotdeauna garantat, deoarece o parte însemnată din echipamentul PSTN nu utilizează protocolul avansat. Se poate deci întâmpla ca indicațiile referitoare la progresul apelului să vină sub forma de anunțuri ca tonuri audio. Acest caz este de prevăzut și se poate prelua în protocolul ISUP, și MSC va ști când stabilirea legăturii trebuie să se continue în modul vechi, clasic. MSC reacționează prin executarea unei puneri în legătură de tip, unidirecțională în avans, către punctul normal, astfe încât calea de vorbire de la partea apelată către utilizatorul GSM să fie stabilită, iar tonurile și anunțurile să poată fi auzite.(De observat că aceasta nu este ușor pentru serviciile de date, cu excepția serviciilor alternative vorbire/date).Această conexiune timpurie este comandată prin intermediul unui mesaj RIL3-CC PROGRESS, sau un element de informație PROGRESS inclus în mesaj cum ar fi RIL3-CC CALL PROCEEDING – mesaj în progres – sau ALERTING – alertare, depinzînd de momentul în care se știe apelul nu este compatibil ISDN pe toată calea de acces. In plus, dacă se utilizează mesajul RIL3-CC PROGRESS, nu mai sunt alte mesaje de stabilire a apelului cu excepția mesajului RIL3-CC CONNECT utilizat pentru a indica realizarea legăturii bilaterale îndeplinite.

e.Semnalizări suplimentare în bază pentru transmisii de date

In cazul transmisiilor de date sunt necesare semnalizări suplimentare, după stabilirea canalului fizic, între funcția de adaptare (TAF) din MS și funcția de interconectare (IWF) din PLMN.Aceasta se realizează în bandă, prin transmiterea unor secvențe speciale care să producă sincronizarea de bit și de cadru de nivel 2, necesare protocoalelor de nivel legătură de date.

3.Procedura de stabilire a apelului terminat în mobil (stația mobilă este apelatul)

Să considerăm acum cazul apelului terminat în stația mobilă, la fel cum am făcut-o pentru apelul de inițializare de la stația mobilă, adică din punctul de vedere al utilizatorului către interfață.La acest stadiu apelul tocmai a ajuns la MSC vizitat și ne interesează ce se întâmplă de acum înainte.

In telefonia obișnuită, interacțiunea între un utilizator chemat și receptorul său este foarte simplă: acesta din urmă sună, utilizatorul ridică receptorul și urmează comunicația. In telefonia celulară, comportamentul este în mare același. Apar cîteva complicații dacă sunt implicate facilități suplimentare.De exemplu numărul de telefon al celui care apelează poate fi afișat ca în ISDN, permițând astfel părții apelate opțiunea de a nu răspunde la apelurile nedorite.

Din punctul de vedere al semnalizării, un apel cînd stația mobilă este cea apelată (MT), ajunge la MSC apelat printr-una din interfețele sale cu rețeaua externă.Dacă se utilizează ISUP pe această interfață, acest eveniment corespunde recepției unui mesaj ISUP INITIAL ADDRESS – adresa inițială – (IAM). Din conținutul acestui mesaj și din datele stocate în prealabil (în timpul fazei de interogare) și care poiate fi legată cu apelul sosit prin numărul de deplasare, MSC / VLR își poate extrage toată informația de care are nevoie, cum ar fi IMSI, tipul de serviciu solicitat, etc. Să vedem ce se întâmplă cel mai adesea după aceea și apoi să studiem variantele de apel de la un utilizator ISDN numit Carlo către un abonat GSM, numit Jan. Schimbarea de semnal corespunzătoare stabilirii convorbirii către un terminal mobil (MT) este arătată în figura 50.

Figura 50 Scenariul de bază pentru stabilirea conexiunii în apel cu terminare în MS

Dacă Jan nu este recunoscut ca fiind deja angajat într-o comunicație, următorul pas constă în „paging” – localizarea – stației mobile, adică spus în câteva cuvinte, a găsi dacă stația mobilă este în acoperirea activă și i se cere stabilirea unei conexiuni de semnal cu MSC. Odată îndeplinită aceasta și alte sarcini auxiliare, se trimite către stația mobilă un mesaj RIL3-CC SETUP – inițializare, indicând multe detale referitoarte la apel, incluzând tipul de serviciu solicitat și, dacă este cazul numărul de telefon al lui Carlo. Stația mobilă verifică dacă poate prelua tipul de serviciu, și dacă nu, respinge setarea printr-un mesaj RIL3-CC RELEASE COMPLETE – aducere la 0 îndeplinită.Altminteri, stația mobilă răspunde cu un mesaj RIL3-CC CALL CONFIRMED (apel confirmat) și începe să-l alerteze pe Jan prin afișaj sau ton sonor.

Mesajul RIL3-CC CALL CONFIRMED transportă, de asemenea, alegerea de parametri, ceea ce poate fi decis în funcție de stația mobilă. Prezintă interes două cazuri. In primul rînd este cazul viitor al stațiilor capabile să se ocupe atât de canale de rată (viteza / capacitate) normală cât și de canale de rată ( viteză / capacitate) pe jumătate pentru același serviciu:mesajul în acest caz transmite,deci, alegerea făcută de către stația mobilă. Celălalt caz este când apelații este cel care alege tipul de serviciu. Am văzut că acesta poate fi cazul cu un apel inițializat de la PSTN, și când un număt de telefon unic este alocat unui utiliuator mobil care dorește acces la diferite servicii (vorbire și fax de exemplu). Atunci mesajul RIL3-CC SETUP nu conține nici o indicație de serviciu (MSC știe din fișa de înscriere a abonatului, că abonatul poate primi apeluri de la servicii diferite) și această informație este furnizată de stația mobilă în mesajul RIL3-CC CALL CONFIRMED – confirmarea apelului.

Următorul pas este de a porni apelarea utilizatorului. Apare totuși o problemă aici. Canalul radio alocat la acest stadiu nu este neapărat corespunzător pentru comunicație. Dacă stația mobilă este alertată, Jan poate răspunde (chiar acesta este scopul alertării!) și dacă la acest moment canalul nu este încă corespunzător, comunicația nu poate fi stabilită de îndată și Jan nu va fi prea fericit. Pe de altă parte, este util pentru a economisi spectrul de bandă, să se întârzie alocarea canalului de full rate traffic (viteza/capacitate maximă), (TACH/F) pe cât de mult posibil: aceasta este noțiunea de OACSU, o strategie de alocație de canal pe care deja am întâlnit-o la stabilirea apelului inițializat de către mobil. Sunt posibile două scheme și sunt lăsate la alegerea operatorului. Fie startul fie alertarea sunt amânate până se alocă un canal corespunzător (alocare timpurie), sau alertarea este pornită imediat astfel ca să întârzie alocarea unui canal corespunzător (off air call set up = fixarea apelului din afara căii de comunicație).

Stația mobilă trebuie să știe care dintre cele două scheme este utilizată pentru ca să decidă dacă să înceapă alertarea utilizatorului sau nu. Această informație este transmisă de o indicație în mesajul RIL3-CC SETUP (un element de informație SEMNAL deturnat de la utilizarea sa obișnuită în ISDN, unde este utilizat pentru operarea în modul stimulus). Când elementul de informație SEMNAL este absent , stația mobilă alertează utilizatorul de îndată ce este alocat un canal corespunzător. Dimpotrivă, prezența acestui element de informație indică of-air call set-up (fixarea apelului din afara căii de comunicație) unde calea de transmisie va fi stabilită doar după ce utilizatorul a acceptat convorbirea (și deci după ce a fost alertat).

Odată ce s-a pornit semnalul de alertare, stația mobilă trimite un mesaj RIL3-CC ALERTARE. La MSC, stadiul de alertare se reflectă către rețeaua din care a venit apelul, în cazul unui ISUP cu un mesaj ISUP ADDRESS COMPLETE – adresa îndeplinită (ACM). Când se utilizează un semnal off air call set up = fixarea apelului din afara căii de comunicație, acest mesaj este tranmis de îndată ce s-a primit mesajul RIL3-CC ALERTING de la stația mobilă.

Următorul pas este acceptarea apelului de către utilizatorul GSM ceea ce se întâmplă în cazul vorbirii când Jan ridică receptorul sau apasă o tastă. Această acțiune este transformată într-un mesaj RIL3-CC CONNECT. La recepționarea acestui mesaj MSC se alătură căii de transmisie în rețea și căii de acces și tranmisia terminal-către-terminal poate începe.

a. Apel în așteptare.

Dacă abonatul MS este în curs de comunicație și a activat serviciul call waiting atunci un nou apel de intrare spre MS este procesat analog cu cel deja stabilit (pe conexiunea RR existentă dar cu identificator de tranzacție diferit, pentru a fi distins de celălalt apel). Abonatul MS este avertizat și el va alege între cele două apeluri.

Dacă este activată opțiunea call hold, atunci abonatul poate menține activ și apelul de care nu se poate ocupa momentan și să-l continue mai târziu.

b. Răspuns automat

În cazul apelurilor de date care implică un echipament separat (TE) conectat la terminația mobilă (MT), mesajul RIL3-CC SETUP, este returnat în ecou la I/F TE/MT. Această interfață nu este specificată în GSM (V.25 bis, X.21 etc.). Mesajele RIL3-CC sunt transmise în releu la această I/F.

In mod tipic, SETUP este urmat de răspunsul imediat al TE care cere conectarea la linie. Acesta este un exemplu de răspuns automat ce poate fi implementat în MS. MS nu va mai transmite ALERTING ci direct CC CALL CONNECTED către MSC.

c. Cooperarea protocoalelor în cazul MT

Fazele semnalizărilor sunt (figura 51):

Apelantul inițiază apelul prin mesajul Initial address Message (IAM)<MSISDN, tip serviciu>, care analizat, în PSTN/ISDN determină dirijarea apelului către GMSC din PLMN.

GMSC determină adresa HLR din MSISDN și cere la HLR informații – dirijare, prin mesajul MAP/C Send Routing Information.

HLR cere de la VLR curent (asociat MS chemate) un număr temporar MSRN asociat MS și primește numărul cerut prin mesajul MAP/D MSRN Ack<MSRN>, îl retransmite la GMSC.

MSRN conține informații ce permit dirijarea, deci GMSC dirijează IAM spre MSC curent al țintei MS.

MSC cere la VLR, prin MAP/B Send Information, caracterisitici ale MS, autorizarea pentru serviciul cerut, informații – auxiliare, VLR, în cazul OK, returnează la MSC informații cerute <LAI, TMSI>.

MSC produce un mesaj BSSMAP Page, care prin intermediul BSC generează “paging”spre toate celulele din aria LAI respectivă.

MS recunoaște “paging” și se conectează la MSC prin procedura elementară de conectare.

MSC trimite la VLR MAP/B Procces Access Request <TMSI>.

Dacă TMSI nu este egal cu cel local al VLR, atunci se poate declanșa procedura de identificare.

Autentificare, cifrare.

MSC trimite la MS RIL3-CC Call Setup <MSISDN-apelat, MSISDN-apelant, tip serviciu cerut>.

MS face verificări și returnează la MSC RIL3 CC Call Conf.

MSC generează TUP/ISUP Address Complete la GMSC și prin intermediul acestuia la centrul de tranzit al PSTN/ISDN.

Apelantul primește revers apel.

Se alocă un canal de trafic MS.

Se alertează abonatul mobil.

Răspunsul abonatului mobl determină un mesaj RIL3 CC Connect trimis de către MS la MSC.

MSC returnează conformare la MSC și TUP/ISUP Answer spre rețea.

Conversație.

d. Progresul apelurilor

Ca și în cazul apelurilor cu origine în MS, se poate întâmpla ca rețeaua de origine să nu poată indica numeric progresul apelului ci prin tonuri în banda audio.

Se includ în mesajul SETUP elemente de informație PROGRESS al apelului. Acestea determină MS să treacă la conectare mai devreme, dar un astfel de impact în procedurile de stabilire.

FIG 51

4. Apeluri MS-MS în aceeași arie de control BSC

Prezentăm în continuare principalele faze ale unui apel MS-MS (figura 52):

apelul începe la fel ca în cazul MS-rețea fixă: conectare, cerere, apoi mesaj MAP/B Access Request trimis de la MSC la VLR;

dacă VLR nu recunoaște TMSI trimis de MS, atunci se face identificarea (linia punctată – opțional);

autentificare, cifrare, realocare TMSI;

MS trimite RIL3 CC Call Setup cu ambele adrese MSISDN;

MSC răspunde cu RIL3 CC Call Proceeding;

MSC verifică adresa MSISDN a MS chemat și determină că aparține aceluiași HLR local;

MSC interoghează HLR prin MAP/C Send Routing Information;

Din rezultatul primit MSC află că MS chemat este localizat în același VLR cu MS chemător;

MSC interoghează VLR prin MAP/B Send Information for Incoming Call Setup asupra caracteristicilor MS chemat, servicii alocate etc. Dacă apelul este autorizat, VLR trimite MSC MAP/B Complete Call, cu informații necesare finalizării apelului;

MSC trimite un mesaj BSSMAP Paging la toate BSC care controlează stații de bază din aria locală țintă;

BSS apelează prin paging MS chemat, (RIL3 RR Paging);

MS apelat procedează similar. Răspuns la paging, conectare, identificare, autentificare, cifrare, realocare TMSI etc;

MSC trimite la MS apelat RIL3 CC Call Setup cuprinzând detaliile apelului (inclusiv adresa apelantului);

Daca MS apelat acceptă apelul atunci ea răspunde cu RIL3 CC Call Confirmed, altfel cu RIL3 CC Release Complete.

FIG 52

5. Procedurile de interogare

După cum s-a studiat detaliat în secțiunile precedente din acest capitol, un apel către un abonat GSM trebuie să treacă printr-o procedură complexă de direcționare ce implică interogarea HLR înainte de a ajunge la MSC-ul vizitat. Nu există echivalent pentru apelurile generate de mobil (MO). Am studiat un caz general de direcționare a MT-ului. Să descriem acum în detaliu procedurile implicate când un apel ajunge la GMSC, luând ca de obicei nume în mesajele ISUP ca exemple pentru interconectarea de semnal. Circuitul de bază al semnalului este arătat în figura 53. Mesajul ISUP INITIAL ADDRESS – adresă inițială – conține cel puțin MSISDN al abonatului GSM apelat, și poate, în plus să includă tipul de serviciu cerut dacă apelul a fost emis de ISDN. GMSC alcătuiește din MSISDN o identificare SS7 al HLR-ului corespunzător și o trimite sub forma unui mesaj MAP/C Send Routing Information trimiterea informației de direcționare – conținând MSISDN și indicația de serviciu dacă este cazul.

Figura 53 Direcționarea unui apel MT (Terminat în stația mobilă) de la GMSC la VMSC

Interogarea lui HLR de către GMSC, care de obicei declanșează cererea unui număr de călătorie de la HLR către VLR, furnizează GMSC-ului un număr de direcționare utilizat în mesajele IAM ulterioare. Circulația de identități în aceste mesaje este arătată în figura 33 și schimbul permite de asemenea transferul informației de serviciu așa cum se arată în figura 36, când rețelele ce inițializează apelul sau care îl tranzitează nu sunt capabile să-l genereze sau să-l transporte.

La recepționarea acestui mesaj HLR examinează datele înregistrate ale abonatului și ia diferite măsuri, depinzând de datele pe care le găsește înregistrate. El poate răspunde GMSC-ului direct în următoarele cazuri:

Apelul nu poate fi direcționat către destinație; această situație se poate întâmpla când de exemplu abonatul nu și-a achitat nota de plată și este suspendat temporar (aceasta se numește blocarea determinată de operator) sau când se știe că abonatul nu poate fi contactat (nu este în zona de acoperire) și nu a activat redirecționarea mesajelor la alt număr;

Apelul nu poate fi livrat deoarece abonatul a activat blocarea tuturor apelurilor ce sosesc (BAIC), sau a activat blocarea apelurilor pe durata în care se deplasează (BIC-roam) și se știe că el circulă în străinătate;

HLR știe că apelul trebuie redirecționat la alt număr (de exemplu când s-a activat retransmiterea necondiționată a apelului);

Un număr de redirecționare (MSRN) este direct disponibil la HLR;

Un răspuns negativ se întoarce înapoi de la HLR către GSMC cu mesaj de eroare către mesajul de MAP/C Send Routing Information – trimitere a informației de direcționare, pe când un răspuns pozitiv include un număr de redirecționare sau MSRN într-un mesaj MAP/C Send Routing Information Result – rezultat al informației de direcționare.

In cazul celui mai uzual scenariu, HLR știe doar o anumită parte din identificare (adresa SS7 sau titlul global) a MSC/VLR vizitată de abonat. Pentru a obține MSRN, HLR trimite un mesaj de a furniza un număr în cazul deplasării (MAP/D PROVIDE ROAMING NUMBER) către MSC/VLR. Acest mesaj conține o varietate de informații, incluzând IMSI al abonatului, și în cazul mai multor numere capacitatea purtătorului GSM necesitată pentru serviciul solicitat. Dacă mesajul original IAM conținea informație de serviciu, partea cea mai înaltă din compoziția sa (relevantă pentru terminalele finale) poate fi deasemeni transportată către GSMC prin mesajul MAP/D Provide Roaming Number – furnizează număr în cazul deplasării. Răspunsul dat de VMSC, dacă este pozitiv, poate conține un număr către care să se redirecționeze(dacă MSC/VLR știe deja că abonatul nu pooate fi contactat- nu este în zona de acoperire), dar mai adesea un MSRN. Acesta este inclus într-un mesaj MAP/D Provide Roaming Number Result, trimis către GMSC, care poate apoi să treacă mai departe cu stabilirea căii de semnal către destinația reală.

6. Eliberarea apelului

Am văzut cum se deschide și se stabilește calea de comunicație. Trebuiesc furnizate mijloacele și pentru încheierea comunicării. Vom studia în continuare mijloacele de semnalizare asociate cu revenirea la starea zero, ce nu sunt specifice GSM.

O comunicație poate fi întreruptă în orice moment de către unul din cei doi utilizatori. Un utilizator își indică dorința de a termina conversația prin a repune în furcă receptorul, sau prin apăsarea tastei „end” etc. In cazul unei stații mobile GSM, o astfel de acțiune este transformată de către stația mobilă într-un mesaj RIL3 CC DISCONECT (vezi fig. 54). Rezultatul este că apelul a fost „deconectat” în sensul că partenerul a fost înștiințat de terminarea apelului (MSC trimite un mesaj ISUP RELEASE pentru ca aceasta să se realizeze în cazul unui apel ISDN) și conexiunea terminal – către – terminal este întreruptă. Apelul nu este totuși complet eliberat (revenit la poziția zero) în acest caz. Se menține încă legătura locală între MSC și stația mobilă, permițând îndeplinirea unor sarcini auxiliare cum ar fi indicația de încărcare. Când MSC determină faptul că nu mai are rost conexiunea, el trimite un mesaj RIL3-CC RELEASE către stația mobilă, care răspunde înapoi cu un semnal RIL3-CC RELEASE COMPLETE – aducere la starea zero îndeplinită. Doar atunci sunt relaxate (aduse la zero) conexiunile de nivel inferior (doar dacă nu sunt utilizate în paralel pentru altceva) și stația mobilă se întoarce în starea de repaus.

Figura 54 Terminarea apelului

De fapt, procedura de fază 1 cere ca MSC să trimită semnalul de eliberare de îndată după recepționarea mesajului RIL3-CC DISCONECT. Aceasta este în conformitate cu faptul că nu există în faza 1 nici o posibilitate ca utilizatorul să facă schimb de date de semnal în perioada dintre deconectare și eliberare ( revenire în stare zero). Procedura de eliberare în faza 1 nu ar fi putut să fie proiectată într-un mod mai simplu, de exemplu utilizând doar două mesaje. Alegerea unei proceduri mai complexe (3 ways hand-shake = schimb cu confirmare în 3 căi ) a fost făcută ca să nu se blocheze ulterior dezvoltarea altor posibilități.

In cazul unei întreruperi declanșate de către celălalt utilizator se procedează într-un mod similar: MSC primește mesajul ISUP RELEASE ,care determină trimiterea unui semnal de deconectare RIL3–CC DISCONECT către stația mobilă ce are ca efect necesitatea unor explicații suplimentare în cazul unor întreruperi anormale.Stația mobilă trebuie să răspundă cu un mesaj RIL3-CC RELEASE COMPLETE – revenire în stare zero îndeplinită, de la rețea. Intre MS și MSC procedura este simetrică cu cea utilizată în cazul întreruperii de la stația mobilă. Ca și în cazul stabilirii conexiunii, această procedură nu este potrivită pentru situația în care este implicat PSTN. Explicațiile de deconectare sunt date atunci dacă este necesar ca tonuri de anunțare. Pentru a trata acest caz stația mobilșă poate păstra legătura audio și relaxarea va fi îndeplinită după aceea la rețeaua care a inițiat apelul. In acest caz ambele mesaje DISCONNECT și RELEASE vin de la rețea.

E. SERVICII SUPLIMENTARE (SS)

Am văzut până acum cum sunt dirijate, stabilite și eliberateapelurile. Intre fazele de stabilire și eliberare apelul se consideră „activ”. Pe durata acestei perioade de pot întâmpla diferite evenimente care necesită niște funcțiuni suplimentare la nivel de control al apelului: de exemplu tipul de serviciu de poate schimba pe durata aceleiași convorbiri, utilizatorul poate dori să jongleze între diferite apeluri sau să trimită semnale de control celeilalte părți, prin apăsarea unei taste (de exemplumesageria vocală). Să considerăm aceste evenimente pe rând și să descriem procedurile corespunzătoare de control a apelului.

1) Caracteristici generale

GSM oferă abonaților servicii suplimentare. Abonatul poate activa/ dezactiva SS via MMI (Man Machine Interface):

introducerea unor secvențe de combinate cu * și #;

folosind taste dedicate sau proceduri din meniu stabilit de producător.

Este posibilă și caracteristica de USSD (Unstructured Suppl. Service Data), care permite abonatului să apeleze și să controleze SS definite de operator. Procedurile SS pot fi apelate de MS în repaus sau când este activă. Starea unui serviciu este stabilă prin semnalizări SS:înregistrat, neînregistrat, activat, dezactivat,interogare, etc.

In mod uzual, elementele implicate în SS sunt MS și HLR, iar MSC/VLR acționează ca un releu pe calea de semnalizare MS-HLR. Când informațiile SS din HLR se modifică, atunci este actualizat și MSC/VLR, pentru a fi în concordanță cu HLR.

Tratarea SS active poate fi o acțiune locală a lui MSC/VLR. Exemplu :blocarea apelurilor de ieșire.După activarea unui asemenea SS apelurilor de la MS ( mesaj SETUP) li se răspunde cu RELEASE COMPLETE de către MSC/VLR.

Verificările în acest caz asupra SS le face VLR, iar HLR nu e implicat.

2) Tipuri de servicii suplimentare

GSM oferă o mare varietate de SS. Menționam :

informații de taxare oferite abonatului;

blocarea apelurilor de ieșire (toate, sau numai cele internaționale- cu excepția celor dirijate spre H – PLMN).

blocarea apelurilor internaționale ( cu excepția celor dirijate spre H- PLMN);

blocarea deplasării (roaming) în afara H-PLMN;

redirijarea apelurilor necondiționat, sau în cazuri de ocupare/lipsă de răspuns de la abonatul chemat, inaccesibilitatea acestuia;

Call holding permite unui abonat să întrerupă comunicația pentru un apel în desfășurare cu posibilitatea ulterioară de a relua comunicația întreruptă. In timpul întreruperii canalul de trafic rămâne alocat și de aceea este posibilă reluarea;

Call Transfer transfer la cerere către un al treilea abonat;

Call Waiting un abonat este informat despre apariția unui apel de intrare în timp ce era în conversație. Abonatul poate răspunde, rejecta sau ignora apelul de intrare.

completarea unui apel spre un abonat ocupat;

grup închis de utilizatori;

identificarea chemătorului;

restricții asupra prezentării abonatului chemat;

freephone service;

identificarea de apeluri injurioase;

conferință în trei;

3) Servicii alternative

Câteva dintre serviciile propuse de GSM îi permit abonatului să utilizeze schimbări între două moduri de transmisie, vorbire sau date. Un exemplu important ( doar cazul fazei 1, alte servicii alternative făcând parte din faza 2 ) este alternarea vorbirii cu fax. Anumite mijloace de semnalizare au fost introduse pentru a coordona tranziția tuturor aparatelor din lanțul de transmisie dintr-un mod în altul. Procedura corespunzătoare se va menține complet mai ales în implementările din faza 2, unde ele vor fi corectate și accentuate. De aceea le vom descrie doar pe scurt, referindu-ne la cazul de comunicare fax de la mobil la mobil.

Pentru aplicații de fax modul de înșiruire a transmisiei este întotdeauna inițiat de utilizator printr-o oarecare comandă om-mașină și se aplică doar la terminalul său. Acesta se transmite sprer stația mobilă printr-un semnal RIL3-CC MODIFY – modifică, îndreptat către MSC. La acest stadiu stația mobilă nu ia inițiativa de a-și schimba propriul mod de transmisie.

Figura 55 Procedură de modificare în decursul convorbirii (apelului)

Schimbarea modului în cadrul unui apel este controlată de către o procedură de control, care, la rândul său, declanșează acțiunile corespunzătoare la nivelul radio pentru a schimba tipul de conectare la modul corespunzător.

Când MSC care deservește stația mobilă ce a inițiat apelul primește mesajul, îl schimbă, dacă este cazul, într-o funcțiune de interlucru și apoi comandă schimbarea modului către BSC, care se ocupă de aspectele de transmisie pe segmentul MS către MSC. BSC și BTS sunt cele care comandă schimbarea efectivă a modului de transmisie către stația mobilă. Când s-a recepționat înapoi la MSC indicația de schimbare a modului îndeplinită cu succes, acesta trimite către stația mobilă un mesaj RIL3-CC MODIFY COMPLETE (modificare îndeplinită).Atunci, când noul mod este de date , sunt rulate procedurile următoare de reconectare pentru serviciu (sincronizare, comanda modem-urilor, etc).

La celălalt terminal trebuie să aibă loc aceeași procedură, declanșată de către celălalt utilizator. Punctul important este că sistemul care intervine nu ține cont de sincronizările celor două schimbări.In unele cazuri , celălalt terminal va fi conștient de schimbările de la fax la vorbire prin auzirea sau detectarea pornirii schimbului de tonuri de modem și doar atunci va cere modificarea modului de lucru dinspre partea sa.

De ce trebuiau specificate acestea? Serviciul alternativ fax / vorbire este proiectat prin natura sa să interlucreze cu PSTN. In mod clar, a indica o schimbare de mod de lucru către cealaltă extremitate într-un PSTN, sau chiar simplu prin PTSN nu este posibil. Aceasta provine pur și simplu din faptul că PSTN nu este echipată pentru acest tip de semnal. In acest caz nu există alternativă de a lăsa utilizatorii să se ocupe de ei înșiși cu coordonarea. Lucrurile pot fi diferite în cazul unui apel complet compatibil ISDN (prin ISDN și având terminal de exemplu în ISDN sau în GSM): ISUP suportă această funcție și informația care indică cererea de schimbare de mod de transmisie la un capăt prin mesajul ISUP INCALL MODIFICATION REQUEST (cerere de modificare în cadrul comunicației ISUP).Figura 55 ilustrează acest caz. Recepționarea acestui mesaj la celălalt terminal declanșează trimiterea de către MSC a unui mesaj RIL3-CC MODIFY și comanda către BSC de a schimba modul de transmisie pentru acest segment MSC-MS. Pînă la urmă stația mobilă va răspunde cu un mesaj RIL3-CC MODIFY COMPLETE (modificare îndeplinită), BSC va indica îndeplinirea corectă a comenzii și apoi MSC poate raporta această îndeplinire cu succes la celălalt terminal cu un mesaj ISUP INCALL MODIFICATION COMPLETE( modificare îndeplinită). Există în mod necesar o (scurtă) perioadă în care calea de comunicare terminal- către- terminal nu se poate folosi, înainte ca transmisia să se reia în modul modificat. Să ne reamintim că procedura completă după cum a fost descrisă aici va fi în funcțiune doar în faza 2, deși este deja specificată cea mai importantă parte a sa.

4) Preluarea mai multor apeluri

Ca o introducere la această secțiune, aș dori să reamintesc, că toate cazurile de apeluri multiple sunt, de asemenea, caracteristice fazei 2.De aceea nu voi intra în detalii de nici un fel, ci vom descrie pe scurt procedurile care permit utilizatorului să jongleze între mai multe apeluru în paralel.

Am întâlnit deja unul din cazurile de apeluri multiple, care este apel în așteptare, când semnalul RIL3-CCSETUP este trimis unei stații mobile deja complet angajată într-o altă convorbire. După cum s-a văzut în acel exemplu, este adevărat și în alte cazuri, preluarea mai multor apeluri implică doar stația mobilă și MSC care o dovedește. Dincolo de acest punct din rețea, apelurile sunt independente și tratate ca atare. Funcțiile corespunzătoare sunt, deci localizate în principal în GSM.

Problema de bază ridicată de necesitatea de a schimba mesajele de semnalizare corespund diverselor apeluri în paralel, este rezolvată, după cum s-a amintit deja, prin noțiunea de tranzacții de control ale apelurilor în paralel, ale căror mesaje sunt decelate (puse în evidență) de către un identificator de tranzacții. Acest mecanism permite ca să aibă loc activități de semnalizare pentru mai multe apeluri, și aceasta se poate face chiar și când unul dintre ei este complet conectat (prin schema de semnalizare rapidă asociată). Totuși singurele cazuri când aceasta este permis în mod curent, este respingerea unui apel nou sosit (așteptare apel) sau eliberarea (închiderea) unuia deja în așteptare. În toate celelalte cazuri utilizatorul poate interveni într-un apel doar dacă sunt puse în așteptare.

Figura 56 Apel în așteptare

Punerea apelurilor în așteptare și recuperarea lor reprezintă cele două acțiuni majore în domeniul apelurilor multiple. Intreruperea propriului apel trecut în așteptare este făcută la inițiativa abonatului. Această acțiune declanșează procedura arătată în figura 56. Mai întâi stația mobilă trimite un mesaj RIL3-CC HOLD ( menține în așteptare) către MSC. La recepționarea mesajului,MSC comfirmă noua stare cu un mesaj RIL3-CCHOLD ACKNOWLEDGE (menținerea confirmată) și dacă este posibil, acționează pe celălalt partener. Intr-un mediu ISDN aceasta se îndeplinește cu un mesaj ISUP SUSPEND, care ar fi în cazul unui utilizatorGSM la celălalt terminal, tranformat într-un mesaj RIL3-CC NOTIFY (înștiințare). Aceste mesaje sunt doar indicatoare și nu determină nici o schimbare de sttare la celălalt terminal. Din nou trebuie observat că, condițiile de HOLD (menținere în așteptare), țin de un singur terminal al comunicației, astfel încât un apel poate fi într-unul din cele 4 stadii, depinzând dacă nici una sau amândouă extremitățile sunt în așteptare.

Procedura de conversație constă în reluarea înregii conexiuni către terminalul ce fusese pus în așteptare. Se numește procedură de „recuperare” și se poate face doar dacă nici un alt apel nu este conectat. Constă în schimbarea unui mesaj RIL3-CC RETRIEVE (recuperează) și a mesajului de luare la cunoștiință RIL3-CC RETRIEVE ACKNOWLEDGE (confirmă recuperarea). Aici din nou celălalt terminal într-un mediu complet ISDN/GSM poate fi înștiințat utilizând partea radio printr-un mesaj RIL3-CC NOTIFY. Procedura este arătată în figura 57.

Figura 57 Recuperarea unui apel în așteptare

Odată ce toate apelurile existente sunt puse în așteptare utilizatorul poate recupera pe oricare dintre ele, reseta (pune în stare zero) pe oricare dintre ele, stabili o nouă legătură (dacă nu s-a atins numărul maxim de apeluri în paralel permis) sau să răspundă la un apel în așteptare.Această ultimă procedură nu se face printr-o procedură de recuperare, ci prin trimiterea unui mesaj RIL3-CC CONECT după cum a fost descris în cazul unui apel ce se termină la mobil (MT).

O altă acțiune ce se poate face în stadiul conectat este să îmbine mai multe apeluri într-o conferință între mai mulți utilizatori. Mai exact, un utilizator poate cere să se transmită și celorlalți în același timp mesajele sale. La celelalte terminale , apelurile nu mai au nimic specific din punctul de vedere al organizării apelurilor. Apelurile care să fie în conferință trebuie să existe deja când se face solicitarea de unire a mesajelor. Primul pas va fi deci să se unească două apeluri, cel activ cu unul care este în așteptare ( nu poate fi mai mult de unul în așteptare dacă un altul este activ). Alte apeluri pot fi adăugate după aceea la același terminal prin punerea în așteptare a mai multor utilizatori, stabilindu-se un apel și introducând în conferință un nou apel și multipli utilizatori. Apelurile în conferință pot fi deconectate temporar, sau eliberatze (aduse în stare zero) în mod independent. Starea de conferință dispare când a rămas doar un singur apel în funcțiune.

5) Transmiterea tonurilor audio

In PSTN, multifrecvențele cu tonuri duale se referă la transmiterea tonurilor cu frecvență duală generate pe calea de vorbire prinapăsarea unui număr de taste ale aparatului telefonic (sau printr-un generator de ton separat în cazul aparatelor telefonice de tip vechi).Specificațiile stațiilor mobile GSM cer ca tonurile DTMF să nu fie generate de stațiile mobile, ci de către MSC, pentru a evita trecerea prin codarea vorbirii l3 kbiți/s. In schimb, mesajele de semnalizare sunt trimise ca rezultatul apăsării tastelor pe partea mobilă și tonurile sunt generate la recepționarea unor astfel de mesaje. De observat că acest caz se referă doar la transmiterea de la stațiile mobile. Nimic nu împiedică trimiterea de tonuri DTMF către o stație mobilă și ele vor trece prin codarea de l3 kbiți/s. Ca o consecință, nu există nici o garanție că un receptor DTMF ce ascultă difuzorul stației mobile va recunoaște tonurile.

Procedura nu este chiar atât de simplă, pentru cî perioada în care se generează tonul este sub controlul utilizatorului și pentru că s-a considerat necesar ca MSC să confirme aceste mesaje (deși este mică probabilitatea ca un mesaj RIL3-CC să se piardă fără ca apelul să fie întrerupt din cauza protocoalelor de nivel scăzut). Ca rezultat, trimiterea unui ton, necesită patru mesaje RIL3-CC și aceasta nu include confirmările de nivel 2. Generarea unui ton se începe printr-un mesaj RIL3-CC START DTMFcare este confirmat de către MSC cu un mesaj RIL3-CC START DMTF ACKNOWLEDGED (confirmat). Acesta este repetat pentru fiecare ton, rezultând un total de 40 mesaje pentru trimiterea unui număr de 10 digiți.

6) Managementul serviciilor suplimentare

În secțiunile precedente au fost descrise un număr de servicii suplimentare în măsura în care ne privea interacțiunea lor cu abordarea apelului (de exemplu redirecționarea apelului, așteptarea apelului sau punerea apelului în așteptare). Cele mai multe din aceste facilități pot fi activate (permițând utilizarea lor sau a efectelor lor) și dezactivate (împiedicând utilizarea lor sau oprind efectul lor) de către abonat. Unele au parametri ce trebuie fixați sau care se pot schimba, cum ar fi de exemplu numărul spre care trebuie redirecționat apelul. Pentru a face modificările acestor parametri sau pentru a le verifica valorile de către utilizator sunt prevăzute mijloace de semnalizare și utilizare a stației mobile pentru a accesa rețeaua GSM. Vor fi descrise în cele ce urmează:

a.Arhitectura

Cerințele de semnalizare pentru coordonarea serviciilor suplimentare implică activ doar două entități: stația mobilă HRL, după cum este arătat în figura 56. Schimburile de semnalizare sunt grupate întru-un protocol special conferit aici MAP/I care diferă de celălalt protocol MAP prin faptul că unul din cei doi protagoniști ai protocolului este stația mobilă, care nu este direct conetată la rețeaua CCITT numărul 7 a sistemului de semnalizare (rețeaua SS7). Intre stația mobilă și MSC/VLR, mesajele MAP/I nu sunt deci transportate de către SS7, ci sunt conectate la mesaje RIL3-CC încapsulate într-un element de informație FACILITY, fie ce informație de sine stătătoare (în mesaje RIL3-CC FACILITY,care pot fi transportate de fapt printr-un protocol discriminator special SS), fie ca informație transportată în alte câteva tipuri de mesaje RIL3-CC cum ar fi SETUP (inițializare) și ALERTING. Înțelesul exact al unui mesaj FACILITY sau al unui element de informație FACILITY venind de la o stație mobilă este determinat de informația conținută în mesaj sau element.Ei sunt doar purtători, de valoare semantică limitată. În unele cazuri (cum ar fi coordonarea unei conferințe între mai mulți apelanți) înțelesul pentru FACILITY este local și este local și este legat de apel. In acest caz MSC/VLR tratează aceste mesaje de unul singur. In celelalte cazuri mesajul este redirecționat de către MSC/VLR către HLR. In sens invers, lucrurile sunt mai simple d.p.d.v. al MSC/VLR întrucât toate mesajele sunt redirecționate către stația mobilă.

Figura 58 Protocoale implicate în managementul serviciilor suplimentare

Tabel 15 Comenzi generale de interfață om — mașină

b. Proceduri

Coordonarea facilităților poate fi făcută în orice moment la cererea utilizatorului. Există definit un protocol generic om-mașină nu prea ușor de utilizat. El specifică cum se pot emite comenzile de către utilizator de la tastatura de pe stația mobilă.Acest protocol utilizează doar 12 taste de telefonie de bază (1o cifre plus * și #) și exemple sunt date în tabelul 15. Principalul avantaj al acestor metode generice este că pot fi utilizate pentru noi facilități în viitor fără a trebui să fie modificată stația mobilă .Totuși este destul de probabil că producătorii de stații mobile vor adăuga mai multe metode mai ușor de utilizat pentru a ajuta abonații să controleze în mod eficient diferitele facilități care odată stăpânite, pot aduce o reală îmbunătățire în confortul utilizatorului.

Oricare ar fi metoda utilizată de abonat pentru a emite comenzile de control, stația mobilă va genera mesaje de semnalizare spre a fi trimise rețelei.Dacă există deja o conexiune de semnalizare între MS și MSC se utilizează aceasta: dacă nu, se creează una. Procedurile pot fi făcute în paralel cu orice alt proces, inclusiv o comunicație care este complet operațională. Mesajele ce țin de o coordonare de facilitate a apelurilor independente sunt deci, distincte de mesajele referitoare la apel printr-un Protocol Discriminator separat, iar între ele se disting prin diferiți Identificatori de Tranzacție în cazul existenței a mai multor tranzacții.

Mesajele de facilitate in de diferite feluri de operații, care pot fi impărțite în mai multe clase.Mai întâi găsim mesajele ce permit activarea sau dezactivarea facilităților. Apoi sunt mai multe mesaje cu diferențe marginale. Activarea (ca termen general) utilizează mesajele: MAP/I ACTIVATE SS, REGISTER SS SAU INVOKE SS. In mod simetric, dezactivarea (tot ca termen general) utilizează mesajele MAP/I DEZACTIVATE SS sauERASE SS(șterge ). Alegerea mesajului ce se utilizează depinde de facilitate. Un astfel de mesaj conține o referință la facilitatea ce trebuie activată sau dezactivată, o referință la serviciul de bază (vorbire, fax, mesaj scurt, etc) la care este legat și pentru activare, diverși parametri ai facilității. Tabelul 16 indică ce tip de parametri de activare sunt importanți pentru unele servicii majore suplimentare incluzând serviciile de fază 1.

Tabel 16 Activarea serviciilor suplimentare

Atât pentru transmiterea apelului la alt număr cât și pentru blocarea apelului se definește o singură acțiune, care necesită parametri specifici, depinzând de serviciu.

Un al doilea grup de mesaje permite utilizatorului (să-l numim Finn) să se intereseze despre starea facilităților sale, constă într-un mesaj de interogare MAP/I INTERROGATE SS și răspunsul său. Un mesaj de interogare ține de o singură facilitate la care se face referință în mesaj.răspunsul conține valoarea diferiților parametri așa cum, sunt fixați în HLR pentru această facilitate. Ca o excepție la regula generală că mesajele MAP/I sunt folosite între stația mobilă și HLR, se consideră că mesajele de interogare MAP/I INTERROGATE SS sunt utilizate între stația mobilă și MSC/VLR când se referă la redirecționarea condiționată spre alt număr.

În sfârșit, să luăm în considerare utilizarea parolelor. Intr-adevăr o parolă poate fi asociată cu fiecare facilitate, ca o protecție suplimentară a abonatului de a nu i se modifica satrea parametrilor de către o a treia persoană. Mesajul MAP/I REGISTER PASSWORD (parolă) ăi permite lui Finn să fixeze , să schimbe sau să scoată o parolă referitor la o anumită facilitate. Invers, un mesaj MAP/I GET PASSWORD și confirmarea sa transmit corespunzător o cerere de la HLR de a introduce parola și parola ca atare așa cum a fost introdusă de utilizator. Aceasa este desigur cerută de către HLR când se adresează o cerere de inactivare a facilității respective.

Toate mesajele văzute până acum se referă la cazuri în care stația mobilă înțelege exact ce se petrece. Dacă se introduce o comandă de control a facilității ca o secvență de digiți # și *, se trimite un mesaj MAP/IPROCESS UNSTRUCTURED SS DATA de către stația mobilă. Dacă este necesară o parolă, trebuie să fie inclusă în cerere . In acest mod nu se poate verifica starea existentă de fapt. Acest mecanism permite operatorilor să introducă servicii noi între utilizator și rețeaua locală fără necesitatea de a exista stații mobile sau alte rețele pentru a le folosi într-un anumit mod. In acest mod se contribuie la compatibilitatea pe verticală a sistemului.

Mesajul MAP/I FARWORD SS NOTIFICATION se utilizează când HLR detectează că o activare a serviciului suplimentar solicită o dezactivare a altui serviciu ca să evite conflicte de operare între cele două servicii.

Ultimul mesaj MAP/I, FARWORD CHECK SS INDICATION se utilizează ka inițierea HLR în cazurile când se poate ivi o defecțiune într-o stare eronată a facilșităților pentru utilizator. Utilizatorului, de fapt, i se cere să verifice singur dacă totul este corect.

F. SERVICIUL DE MESAJE SCURTE (SMS)

Toate comunicațiile de natură circuit, cum ar fi vorbirea sau transferul de date, se stabilesc, se eliberează și sunt în general controlate prin procedurile descrise în secțiunile precedente. Să vedem acum cum se tratează în GSM comunicațiile de altă natură. Singurele servicii GSM ce nu necesită stabilirea unei căi de comunicații terminal-către-terminal sunt serviciile de mesaje scurte. Ca o consecință, transmisia mesajelor scurte poate avea loc, chiar dacă stația mobilă este deja angajată într-o comunicație de circuit completă.

O comunicație de mesaj scurt se limitează la un singur mesaj sau cu alte cuvinte, transmisia unui mesaj este o comunicație de sine. Serviciul este deci asimetric și transmisia cu originea în stația mobilă (Mobil Originanting Short Message transmission) se consideră ca fiind un serviciu diferit de transmisia de mesaj terminată în mobil (Mobil Terminating Short Message transmission). Aceasta nu împiedică un dialog real, ci diferitele mesaje sunt considerate ca fiind independente de sistem.Transmisia unui mesaj este întotdeauna preluată de către un Centru de Servicii pentru Mesaje Scurte (SM-SC) considerat ca fiind în afara GSM.Ca o sonsecință apare ca transferul unui mesaj scurt are loc întotdeauna într-o stațuie mobilă oarecare centru SM-SC din punct de vedere al infrastructurii GSM. Totuși, pentru utilizator, mesajul are de asemenea o ultimă destinație sau origine, identificată printr-un anumit cap în mesaj, dar cu relevanță doar pentru SM-SC, nu și pentru structura GSM.

1.Arhitectura

Serviciile de mesaje scurte, punct cu punct definite în GSM, fac posibil transferul mesajelor scurte între stația mobilă și un centru de serviciu al mesajelor scurte (SM-SC), ce este în contact cu rețelele GSM prin MSC-uri specifice numite SMS-GMSC ( pentru mesajele scurte terminate în mobil) sau SMS-IWMSC (pentru mesajele scurte inițializate de mobil) denumite în cele ce urmează ca „ SMS-gateway” (cale – poartă).Protocoalele implicate în coordonarea SMS sunt arătate în figura 59. Ele includ următoarele:

– protocolul stației mobile către SM-SC permite transportul de mesaje scurte fie de la , ori către satția mobilă.Acest protocol se va denumi ca SM-TP (Protocol de Transport Mesaje Scurte);

– protocolul între SMS-gateway și HLR permite ca SMS-gateway să interogheze HLR în căutarea adresei adonatului când acesta se găsește în zona de acoperire; este parte din protocol MAP/C deja menționat pentru interogarea a HLR de către GMSC în cadrul unei proceduri standard de Control Apel;

– protocolul între MSC și HLR, precum și protocolul între HLR și SMS-gateway permit alertarea SM-SC când o stație mobilă a pierdut mesajul când nu era în zona de acoperire , dar care a devenit ulterior abordabilă, intrând în zona de acoperire. Această funcție trebuie să fie suportată de asemeni pe interfață între SMS-gateway și SM-SC.

Desigur, protocoalele de aplicații sunt necesare în partea superioară a SM-TP ( de exemplu pentru a formata – introduce ăn format specific- informația utilizatorului), dar aceste protocoale sunt din nou lăsate la alegerea operatorului.

Figura 59 Protocoale pentru Transfer de Mesaje Scurte

Protocoalele de nivel scăzut și SM-TP permit livrarea de mesaje scurte între stația mobilă și SM-SC fie în timp real sau de îndată ce utilizatorul intră în zona de acoperire, cu ajutorul informației stocate în HLR.

2) Mesaje inițializate de pe aparatul mobil (MO)

Când un utilizator GSM vrea să trimită un mesaj scurt, el trebuie să testeze cel puțin: conținutul său, identificarea numărului destinatarului și numărul de telefon al centrului de servicii care preia mesajul. Apoi, printr-o comandă oarecare om-mașină, el poate cere transferul mesajului.

Nu contează că nu există specificații referitoare la aspectele om – mașină pentru tratarea Mesajelor Scurte. E foarte probabil că vor apărea diverse soluții furnizate de către producători. Stațiile mobile mai simple vor fi prevăzute, desigur cu afișaje mici și cu o tastatură mai mult sau mai puțin complicată, care să fie suficientă pentru a suporta tastarea mesajelor scurte, de exemplu cu mecanisme escape (de șuntare) sau taste de funcțiuni care să simuleze o tastatură cu întregul alfabet. Sintaxa ce urmează să fie aplicată conținutului mesajului nu interesează GSM-ul, dar s-ar putea să depindă de centrul de servicii pentru aplicațiile specifice și în acest caz să fie necesar a fi cunoscut de către utilizator.

Transmiterea mesajelor scurte necesită fixarea unor conexiuni de semnalizare între stația mobilă și MSC, dacă nu există deja unele în funcțiune. Aceasta se face ca pentru orice altă comunicație. Transferul mesajului propriu-zis necesită stabilirea unei conexiuni de legătură de nivel special pe calea radio, conexiunea SAPI 3, și utilizarea unor protocoale specifice de transfer pentru mesaje. Din mănunchiul acestor protocoale, de cea mai mare importanță este protocolul așa numit de Nivel de Transport(Transport Layer protocol), care constă dintr-un singur mesaj în cazul mesajului MO (mesaj inițializat de pe stația mobilă). Acest mesaj unic este SM-TF SMS SUBMIT (trimite). Nivelele inferioare se ocupă de confirmarea recepției la SM-SC (delivery acknowledged).La acest nivel, nu există un suport de semnal care să indice că mesajul a ajuns la destinatarul final. Dacă aplicația din SM-SC permite acest tip serviciu, confirmarea terminal-terminal, va fi probabil trimisă ca un mesaj scurt independent.Ceea ce poate face utilizatorul, conform cu ceea ce îi permite protocolul SM-TP, este să fixeze o prioadă de valabilitate (validity) pentru mesaj, după care centrul de servicii nu va mai încerca să îl transmită ci îl va distruge. Mai există și niște prevederi în formatul adresei destinatarului care să ceară transferul de la SM-SC în diferite direcții, cum ar fi mașina de fax,mașini de telex alte facilități de preluare a mesajelor etc., și abonați GSM.

3) Mesaje terminate în aparatul mobil (MT)

Un mesaj scurt adresat unui abonat GSM trebuie mai întâi să fie direcționat de la apelant către un centru de servicii pentru mesaje scurte(Short Message Service Center, SM-SC) și de acolo către destinația finală.Se pot imagina de asemeni , o varietate de soluții pentru a da posibilitatea utilizatorului (de posturi fixe) PSTN să trimită mesaje către urilizatorii GSM, utilizând operatori umani care să interacționeze cu alte servicii, cum ar fi videotex.

Când SM-SC are un mesaj de trimis cître un abonat GSM, formează un mesaj SM-ST SMS-SDELIVER, conținând diferite informații pentru apelat. Aceste informații include, în special nr-adresă al utilizatorului GSM, identificarea apelantului inițial și o indicație de timp, arătând când a fost primit mesajul la SM-SC. Similar cu cazul MO (mesaj inițializat de pe mobil), mesajul SM-TP SMS-DELIVER (livrează) va fi transferat către diferite interfețe, utilizând capacitățile de protocol de nivel inferior, în special pentru a transmite confirmarea recepției msajului înapoi către SM-SC.

Inainte ca mesajul SM-TP SMS-DELIVER să ajungă la destinație, adică la stabia mobilă, direcționarea sa în fapt trebuie să fie alcătuită utilizând funcțiile de interogare ale MAP/C. Aceasta se reslizează în modul următor : SM-SC transmite un mesaj scurt către poarta de ieșire SMS (SMS-gateway) la care este conectat centrul de servicii.Această poartă o alege în funcție de destinația dorită de apelant, întrucât cel mai adesea o poartă poate lăsa să trescă doar semnalele de la anumiți abonați ( de exemplu pe cei dintr-o țară sau de la un anumit operator).Abonatul este deci identificat după numărul de telefon ( în mod tipic același număr MSISDN ca în telefonia fixă) tastat inițial de către apelant.Aceasta permite porții SMS să identifice HLR corespunzător și să-l interogheze. Există două posibilități- interogarea se face:

prin trimiterea unui mesaj special MAP/C ROUTING INFO FOR SHORT MESSAGE RESULT (rezultat informativ asupra direcționării mesajului scurt) care conține adresa SS7, ce ține de MSC/VLR pe care abonatul o vizitează.

Prin respingerea mesajului , dacă se știe că abonatul nu poate fi găsit în acest moment. Nu este nevoie de un număr specific de plimbare (roaming) ca în cazul apelurilor pe circuit, deoarece mesajele scurte utilizează doar semnalizare SS7 ce se direcționează către MSC vizitat.

Porțile SMS utilizează adresa SS7 pentru a redirecționa mesajul către MSC-ul corespunzător, care îl livrează stației mobile după ce a fixat, dacă a fost necesar, o cale de conexiuni de legătură, la fel ca în cazul MO. Livrarea mesajului către stația mobilă nu implică utilizatorul fix. Mesajul poate fi stocat până când utilizatorul decide să-l șteargă după ce l-a citit. Mai precis, mesajul este stocat în SIM și apoi poate fi ținut în memorie chhiar și după ce stația mobilă a fost deconectată, sau chiar citit de o altă stație mobilă.Pot apărea oarecare probleme din cauza capacității limitate a memoriei SIM, dacă aceasta este plină.In faza 1 când capacitatea memoriei este plină, mesajul se poate pierde. In faza a 2-a , s-a specificat un mecanism care să poată permite stației mobile să treacă în revistă capacitatea ocupată de mesajele stocate și deci să indice rețelei când memoria este plină, sau, invers, când a ajuns într-un stadiu în care mesajele pot fi din nou acceptate.

O variație importantă de la acest scenariu de bază corespunde cazurilor când stația mobilă nu poate fi contactată . Pentru a furniza servicii de calitate, mesajele nu au voie să se piardă în acest caz. Mesajele sosite sunt stocate împreună cu cele ce vor mai urma și vor fi livrate destinatarului cât de repede posibil. Se urmează următoarele etape în acest caz . Intrucât în cazul în care nu a fost confirmat ca citit, mesajul este stocat în SM-SC pentru un timp oarecare, el poate fi trimis din nou de îndată ce abonatul reia contactul cu rețeaua.Aceasta necesită ca rețeaua GSM să stocheze în memorie faptul că abonatul nu poate fi contactat precum și adresa SM-SC și să înceapă o procedură de înștiințare ( alert) a SM-SC când abonatul apare din nou legat la rețea. HLR este în mod evident punctul central (focal point) în acest mecanism.Să descriem în cele ce urmează cum funcționează procedura luând în considerare diferite cazuri când livrarea mesajelor eșuează.

Aceste cazuri de eșec, în care nu se poate contacta abonatul pot fi identificate în mod similar ca la circuitele de apeluri vocale.HLR poate ști dinainte, în urma încercărilor de a transmite mesaje precedente eșuate, că abonatul nu poate fi contactat pe moment.VLR poate ști imediat că abonatul nu poate fi contactat, dar HLR doar după o eșuare prealabilă la trimiterea unui mesaj de către MSC/VLR. Când este interogat de către poarta SMS, HLR poate ști imediat că livrarea mesajului nu poate avea loc deoarece deține deja o listă de mesaje în așteptare de la diverse centre de servicii ce nu au reușit să le transmită.- Aceste mesaje așteaptă să fie alertate(adică abonatul să fie înștiințat de existența lor de îndată ce reia legătura cu rețeaua). Deci , în acest caz, la ultimul mesaj sosit , se adaugă datele de identificare ale ultimei SM-SC ce a încercat să transmită mesajul ( în cazul în care mai este loc în memorie).Totodată ,se indică starea de fapt a porții SMS printr-un răspuns negativ cu mesajul MAP/C SEND ROUTING INFO FOR SHORT MESSAGE (informație asupra direcționarii mesajelor scurte trimise). Aceeași situație apare când HLR știe deja că abonatul nu poate fi contactat, de exemplu cănd se află în altă țară și nu are asigurate serviciile internaționale plătite. Există totuși o excepție de la această respingere la nivel HLR: fiecare mesaj are în cuprinsul său o indicație de prioritate care este utilizată , dacă este cazul, pentru a trece dincolo de HLR fără a fi rejectat când unele mesaje apar totuși ca nelivrate.HLR va da un răspuns pozitiv dacă mesajul este de prioritate ridicată, și problema potențială dacă se menține, va fi detectată la nivel de MSC/VLR.

Figura 60 Tratarea (managementul) mesajelor scurte nelivrate

Când MSC nu este capabil să livreze un mesaj scurt către stația mobilă, această stare de lucruri este stocată atât în MSC/VLR cât și în HLR, căci declanșarea este reluată atunci când stația mobilă reapare în rețea.

În cazul când MSC primește mesajele dar nu este capabilă să le trimită mai departe, se trimite mai întâi o indicație de eșec către poarta SMS ca răspuns la mesajul MAP/H FORWARD SHORT MESSAGE (MAP/H, redirecționează mesajul scurt).Poarta SMS trimite atunci două mesaje: un mesaj de raport negativ către SM-SC și altul MAP/C SET MESSAGE WAITING DATA (fixarea datelor de mesaj în așteptare) către HLR, care confirmă că a adăugat o nouă adresă SM-SC a unui mesaj în așteptare prin trimiterea unui mesaj MAP/C SET MESSAGE DATA RESULT ( rezultat la datele de fixare a mesajului). Această stare de lucruri este fixată atât în înregistrările MSC/VLR cât și în cele ale HLR. In plus, așa cum s-a mai menționat, pentru fiecare abonat , HLR ține o evidență a tuturor adreselor SM-SC-urilor ce dețin mesaje în așteptare.Secvența evenimentelor este reprezentată în fig. 60.

In cele din urmă, abonatul apare conectat din nou la rețea.Aceasta poate fi știut de îndată printr-un contact MSC/VLR unde a fost localizat abonatul (de exemplu ca urmare a încercării de a face un apel telefonic). Când se ăntâmplă un astfel de eveniment datorită indicației prealabile de eșec de livrare a mesajelor, MSC/VLR înștiițează HLR-ul cu un mesaj MAP/D NOTE MS PRESENT (înștiințare de prezență).

Figura 61 Alertarea Centrului de Servicii

Când un abonat apare conectat la rețea, HLR alertează toate centrele de servicii care sunt cunoscute a avea mesaje în stoc nelivrate abonatului considerat.

Stația mobilă poate apărea în zona de acoperire a altei MSC, în care caz, HLR va fi imediat înștiințat de această stare de lucruri. În orice caz, HLR trimite atunci o indicație asupra faptului că abonatul a reapărut, către toate SM-SC a căror identificare este stocată că dețin mesaje pentru abonat.Aceasta se realizează prin trimiterea unui mesaj MAP/C ALERT SERVICE CENTRE (alertarea centrului de servicii), către poarta SMS corespunzătoare, a fiecărui centru de servicii. Intreaga secvență, în modul descris mai sus, este arătată în fig. 61. Poarta SMS va transmite informația corespunzătoare centrului de servicii pentru a declanșa o nouă încercare de trimitere a mesajului.

Mecanismul de alertare trebuie să poată fi preluat de toate MSC/VLR-urile , dar stocarea listei de SC-uri în HLR și alertarea lor este o opțiune de operator.

DIRECȚII DE DEZVOLTARE ÎN GSM

Sistemul GSM va oferi o gamă largă de servicii, deja specificate în faza 2, cum ar fi:

ASCI (Advanced Speech Call Items) care aduce o serie de servicii noi de fonie: serviciul de difuziune celulară vocală, serviciul de apel pentru un grup și un serviciu de prioritate în stabilirea apelurilor;

GPRS (General Packet Radio Services) va introduce un tip nou de servicii de date, exploatând o structură pe pachete a mesajelor care este mai puțin restrictivă asupra întârzierilor absolute și relative între pachete.GPRS poate aloca dinamic până la 8 canale temporale pentru un utilizator mobil;

CAMEL (Customised Application for Mobile Networks Enhanced Logic) asigură infrastructura necesară operatorilor pentru a oferi servicii noi, chiar dacă abonatul părăsește rețeaua de apartenență;

Compresia de date conform standardului V 42 bis cu o capacitate de compresie de 2 până la 3 ori pentru text obișnuit;

Comunicație de date prin circuite de mare viteză (HSCSD) prin asignarea de 8 canale temporale pentru un utilizator.

HSCSD, GPRS, ASCI pot fi privite ca posibile servicii pentru sistemul universal de comunicații mobile (UMTS).

SERVICIUL GPRS

1.Principalele caracteristici de utilizare ale serviciului GPRS

Serviciul GPRS (Serviciul de date pachetizate prin radio) este un nou serviciu de date (nevocal) cu valoare adăugată, care permite transmiterea și recepționarea informației prin intermediul unei rețele de telefonie mobilă. Acest serviciu suplimentează actualele schimburi de informație prin circuite de comutație (Circuit Switched Data) și serviciul de mesaje scurte (SMS). Serviciul GPRS NU este înrudit cu sistemul de poziționare globală GPS, un acomim similar frecvent utilizat în contextul mobilității. Serviciul GPRS are câteva trăsături unice , care pot fi rezumate ca:

a.Viteză

Viteza maximă teoretică de până la 171,2 kbps poate fi realizată în serviciul GPRS utilizând simultan toate cele 8 canale (ferestre de timp) temporale.Aceasta reprezintă o viteză de transmitere a datelor de trei ori mai mare decât prin orice rețea fixă de telecomunicații și de 10 ori mai mare decât actualul Circuit Switched Data din rețelele GSM. Permițând transmiterea informației mai rapid și mai eficient prin rețelele de telefonie mobilă, serviciul GPRS poate deveni un serviciu de transmitere a informației mai ieftin în comparație cu SMS și Circuit Switched Data .

b.Promptitudine

Serviciul GPRS facilitează legături instantanee oricând apare necesitatea transmiterii sau recepționării de date în zona de acoperire radio.Nu este necesară o conectare prin modem-uri de banda vocală. De aceea utilizatorii serviciului GPRS sunt considerați ca fiind „permanent conectați”. Promptitudinea conectării este unul dintre avantajele serviciului GPRS (și SMS) în comparație cu Circuit Switched Data .Promptitudinea este un parametru foarte important pentru aplicații critice în timp, cum ar fi autorizarea tranzacțiilor prin cărți de credit, în cazul în care un timp de așteptare suplimentar chiar și de 30” ar fi neacceptabil pentru client.

c.Utilizării noi, utilizări mai bune.

Serviciul GPRS facilitează noi utilizări, care nu fuseseră anterior disponibile în rețelele GSM datorită limitării în viteză a sistemului Circuit Switched Data (9,6 kbps) și a lungimii mesajelor acceptate de SMS (160 caractere).Serviciul GPRS va permite accesul total la aplicațiile Internet așa cum sunt în prezent utilizate de pe un desk top (terminal de calculator ) de la navigarea pe Web pănă la Chat pe rețeaua de telefonie mobilă. Pentru mai târziu se profilează și alte utilizări pentru serviciul GPRS, incluzând transferul de fișiere și automatizări casnice- capacitatea de a acționa și controla de la distanță aplicații și aparatură casnică la domiciliu.

d.Accesul la serviciu.

Pentru a putea folosi serviciul GPRS utilizatorii au nevoie de :

Un telefon mobil sau un terminal care acceptă serviciul GPRS (telefoanele mobile GSM existente nu suportă GPRS)

Un abonament la o rețea de telefonie mobilă care să suporte serviciul GPRS.

Utilizarea serviciului GPRS trebuie să fie permisă acelui utilizator.Accesul automat la serviciul GPRS poate fi permis de unii operatori de telefonie mobilă, alții solicită o opțiune specială pentru acest serviciu.

Cunoștiințe specifice pentru a primi / transmite informație prin serviciul GPRS utilizând un anumit model de telefon mobil, inclusiv configurația soft și hard (aceasta creează necesitatea unui serviciu pentru client).

O destinație pentru a trimite sau primi informația prin serviciul GPRS. Dacă în cazul SMS aceasta era de obicei un alt tefefon mobil, în cazul serviciului GPRS, destinația de a fi o adresă de Internet, având în vedere că serviciul GPRS este creat pentru a face Internetul accesibil în totalitate pentru utilizatorii telefoanelor mobile. De la început, utilizatorii de GPRS pot avea acces la orice pagină sau aplicație din Internet, furnizând o masă critică imediat de utilizatori.

După ce am privit serviciul GPRS din punctul de vedere al principalelor sale avantaje pentru utilizator,să privim acum principalelecaracteristici ale serviciului din punct de vedere al operatorului de rețea:

2. Principalele caracteristici ale rețelei GPRS

a.Comutarea pachetelor:

Serviciul GPRS implică suprapunerea unei interfețe radio tip pachet este rețeua de circuite de comutare GSM existentă. Aceasta permite utilizatorului opțiunea de a utiliza un pachet de servicii informatice. A suplimenta arhitectura unei rețele, bazate pe circuite de comutare cu comutarea pachet este chiar o îmbunătățire majoră a performanțelor (upgrade) acesteia. Totuși, așa cum vom vedea mai târziu, standardul GPRS este furnizat într-o manieră foarte elegantă – operatorii de rețea având nevoie doar de a adăuga câteva noi noduri de infrastructură și să efectueze un upgrade al softului la anumite elemente existente ale rețelei.

In serviciul GPRS informașia este divizată în ”pachete” diferite, dar înrudite, înainte de a fi transmise și reasamblate la destinatar. Comutarea în pachete este ceva similar unui puzzle – imaginea reprezentând puzzle-ul este divizată în piese mici la producător, apoi acestea sunt puse într-o pungă de pla stic. In timpul transportului acestui puzzle de la producător la utilizatorul final, piesele se amestecă. Când destinatarul deschide și golește sacul cu piese, acestea sunt reasamblate, formând imaginea originală. Toate piesele sunt înrudite și se potrivesc perfect între ele, dar modul în care sunt transportate și asamblate diferă. Chiar Internetul este un alt exemplu a unei rețele de date de tip pachet, fiind cel mai cunoscut dintre aceste tipuri de rețele.

b. Utilizarea eficientă a resurselor radio

Comutarea în pachete presupune că resursele radio ale GPRS sunt utilizate numai atunci când utilizatorii transmit sau recepționează informație. In loc să se aloce un canal radio dedicat unui utilizator mobil de informație pentru o anumită perioadă de timp, sistemul permite împărțirea concurențială a resursei de radio disponibilă între mai mulți utilizatori. Utilizarea eficientă a resurselor radio reduse înseamnă că un număr mai mare de utilizatori GPRS pot împărți potențial aceiași lărgime de bandă și pot fi deserviți de o singură celulă. De fapt, numărul utilizatorilor suportați depinde de aplicația utilizată și de cât de multă informație trebuie transmisă. Datorită eficienței spectrale a GPRS, nu mai este necesară construirea unei capacități latente mari, care să fie utilizată numai la orele de vârf de trafic. Serviciul GPRS permite astfel operatorilor să maximizeze utilizarea resurselor rețelelor întrâun mod dinamic și flexibil, împreună cu accesul utilizatorilor la resurse și câștiguri.

Serviciul GPRS trebuie să îmbunătățească capacitatea de vârf a unei rețele GSM deoarece simultan:

Alocă resursele radio deficitare mai eficient, susținând conectarea virtuală;

Atrage traficul destinat pentru Circuit Switched Data către GPRS și

Reduce încprcarea canalelor pentru SMS și semnalizare, captând o parte din traficul destinat SMS, în locul utilizării interconectării GPRS/SMS, care este suportată de standardele GPRS.

c. In sprijinul Internet-ului

Serviciul GPRS realizează pentru prima dată o funcționalitate integrală mobilă pentru Internet, permițând inter-operabilitatea între Internet-ul existent și noua rețea GPRS. Toate serviciile utilizate prin Internet-ul fix de azi – File Transfer Protocol (FTP), navigare pe web, chat, email, Telnet – vor fi de acum disponibile prin rețeaua de telefonie mobilă, prin intermediul serviciului GPRS. De fapt, mulți operatori de telefonie mobilă iau în calcul posibilitatea de a deveni provideri independenți de servicii Internet fără fir, prin utilizarea serviciului GPRS.

World Wide Web (www) devine o interfață de comunicare primară – oameni accesează Internet-ul pentru distracție și colectare de informații, Internet-ul pentru a avea acces la informații profesionale în Companie și pentru a-și contacta colegii și extranet-ul pentru a contacta clienți și furnizori. Toate acestea sunt derivate ale www având ca scop comunicarea între diferite comunicații de interes. Există, de asemenea, o tendință de a nu mai stoca informația locală, în pachete dedicate de soft pe PC-uri, ci de a o plasa pe Internet. Atunci când dorești să-ți consulți agenda sau legăturile de afaceri, în loc de a căuta un „act”, accesezi Internet-ul și cauți ceva ca un portal. De aceea, navigarea pe Internet este o aplicație foarte importantă a serviciului GPRS.

Deoarece utilizaeză aceleași protocoale, rețeaua GPRS poate fi considerată ca o subrețea a Internet-ului, iar telefoanele mobile compatibile GPRS ca niște „gazde” (host) mobile. Aceasta înseamnă că fiecare terminal GPRS poate avea adresa lui IP și poate deveni adresabil ca atare.

d. Acceptă TDMA și GSM

Trebuie menționat că serviciul GPRS nu este doar un serviciu dedicat spre a fi dezvoltat în rețelele de telefonie mobilă bazate pe standardul de telefonie mobilă digitală GSM. Standardul IS-136 (TDMA) acces multiplu cu diviziune în timp, răspândit în America de Nord și de Sud, acceptă de asemeni serviciul GPRS. Aceasta ca urmare a unui acord de a urma aceeași cale de dezvoltare către a treia generație de rețele de telefonie mobilă, încheiat la începutul lui 1999 de către asociațiile industriale care susțin cele două tipuri de rețele.

3. Limitele serviciului GPRS

Trebuie să fie clar, serviciul GPRS este un nou și important serviciu de informație, care oferă îmbunătățiri majore în ceea ce privește utilizarea eficientă a spectrului, capacitate și funcționabilitate în comparație cu serviciile actuale mobile nevocale. Totuși, este important de a semnala și existența unor limite ale serviciului GPRS, care pot fi rezumate astfel:

a. Capacitate limitată a celulei pentru toți utilizatorii

Serviciul GPRS se lovește de capacitatea existentă a celulei de rețea. Există resurse radio limitate care pot fi utilizate pentru aplicații diverse – utilizarea lor pentru un anumit scop exclude simultan utilizarea pentru un altul. De exemplu, transmisia vocală și GPRS utilizaeză aceleași resurse ale rețelei. Extinderea impactului depinde de numărul canalelor temporale, dacă există, care sunt dedicate exclusiv pentru serviciul GPRS. Totodată, GPRS trebuie să gestioneze dinamic alocarea canalelor și să permită o reducere a încărcării canalelor la ora de vârf prin trimiterea mesajelor scurte pe canalele GPRS.

URMARE: Necesitatea SMS ca un purtător complementar, care utilizează un tip diferit de resursă radio.

b. Viteză mult mai mică în realitate

Pentru a atinge o viteză maximă teoretică de transmitere a datelor de 172,2 kbps ar trebui ca un singur utilizator săp capteze toate cele opt canale temporale fără nici o protecție. E clar că nici un operator de rețea nu va permite ca toate cele opt canale temporale săp fie utilizate de către un singur utilizator GPRS. In plus, terminalele inițiale GPRS vor fi sever limitate – acceptând numai unul, două sau trei canale temporale. Lărgimea de bandă disponibilă pentru un utilizator GPRS va fi din această cauză sever limitată. Ca urmare, viteza maximă teoretică pentru GPRS va trebui situată undeva în realitatea constrângerilor din rețea și din terminale. Realitatea va arăta că viteza de transmitere a datelor în rețelele de transmitere date mobile vor fi inferioare celor din rețelele fixe.

Urmare: Viteze de transmitere a datelor relativ mari în rețelele mobile nu vor fi disponibile pentru utilizatorii individuali mobili până când nu vor fi introduse sistemele Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) sau Universal Mobil Telephone System (UMTS).

c. Accepatrea apelurilor GPRS terminate în stația mobilă (MT), de către terminale, nu este asigurată

Deocamdată, nici un vânzător de telefoane mobile nu a confirmat faptul că un apel GPRS terminat în stația mobilă (adică recepționarea apelurilor GPRS pe stația mobilă) ar fi fost suportat de terminalele GPRS inițiale. Disponibilitatea terminalelor mobile GPRS ca MT sau nu, este o problemă centrală cu un impact critic asupra afacerii GPRS în ansamblu, cum ar fi migrarea aplicației de la alte purtătoare nevocale.

Prin începerea unei sesiuni GPRS, utilizatorul confirmă asentimentul său de a plăti pentru livrarea conținutului acestui serviciu. Această inițializare poate fi efectuată prin intermediul unei sesiuni Wireless (fără fir, unde radio) Application Protocol (WAP) utilizând microbrowserul wap care va fi introdus în terminalele GPRS. Totuși, traficul IP (Internet Protocol) destinat unui mobil (MT) poate permite și recepționarea la terminal a unor informații nesolicitate. Sursele din Internet care generează astfel de informații nu pot fi trase la răspundere. Uncaz și mai rău ar fi că utilizatorii de mobil ar trebui să plătească pentru recepționarea acestui „gunoi” nesolicitat. Acesta este un motiv esențial pentru vânzătorii de mobile de a nu accepta procedura GPRS-MT în terminalele lor GPRS.

Totuși, există oricând posibilitatea de a se transmite prin orice sistem media informație nedorită și nesolicitată. O soluție de limitare din partea rețelei, cum ar fi GGSN (poarta GSN-GPRS support node), ar fi preferabilă față de o limitare inflexibilă introdusă în toate aparatele mobile GPRS.

Urmare: utilizarea GPRS și în consecință afacerile legate de aceasta sunt amenințate dacă GPRS-MT nu va fi introdus în terminalele GPRS.

d. Modulație suboptimă

Serviciul GPRS este bazat pe o tehnică de modulație cunoscută ca Gaussian minimum-shift keying (GMSK) (modulație cu deplasare minimă de frecvență gaussiană). EDGE este bazat pe o nouă schemă de modulație care permite un transfer de informație mai mare prin intermediul interfeței aeriene – așa numita eight-phase-shift keying (8 PSK) modulation. Deoarece 8PSK va fi utilizată, de asemenea, pentru UMTS operatorii de rețele vor avea nevoie să încorporeze la un moment dat, în vederea tranziției către cea de-a treia generație de sisteme de telefonie mobilă.

Urmare: necesitatea introducerii EDGE.

e. Intârzieri de tranzit

Pachetele GPRS sunt transmise în toate direcțiile, pentru a ajunge în final la aceeași destinație. Aceasta deschide posibilitatea ca anumite pachete să fie pierdute sau corupte în timpul transmisiei de date prin legătura radio. Standardele GPRS recunosc această caracteristică inerentă a tehnologiei pachetelor fără fir și încorporează strategii de siguranță și retransmitere a datelor. Prin aceasta pot rezulta întârzieri potențiale în transfer.

Din această cauză, aplicațiile necesitând transmisii video de înaltă calitate vor fi implementate de preferință utilizând comunicația de date, prin circuite de mare viteză (HSCSD). HSCSD este un apel printr-un circuit de comutație, prin care un utilizator individual poate acapara până la 4 canale diferite în același timp. Datorită acestor caracteristici de transmisie, de la un capăt la altul, între expeditor și destinatar, întârzierile în transfer sunt cele mai mici.

Urmare: necesitate HSCSD.

f. Nu există funcțiunile de depozit (store) și redirecționare (forward)

Dacă funcțiunile Store și Forward sunt chiar „inima” serviciului SMS, în serviciul standard GPRS nu există încorporate aceste funcțiuni, cu excepția încorporării interconectării dintre SMS și GPRS.

Urmare: necesitatea SMS.

4. Aplicații pentru GPRS

O gamă largă de aplicații incorporate sau la îndemâna clientului pot fi disponibile în serviciile de date mobile,cum ar fi SMS și GPRS. In continuare sunt prezentate cele specifice pentru serviciul GPRS.

Chat

Chat-ul se poate deosebi de celelalte servicii de informații generale prin faptul că sursa de informații este o persoană. Intensitatea informației – cantitatea de informație transferată per mesaj – pare să fie mai mică în cazul chat-ului, unde oamenii preferă să-și schimbe între ei opiniidecât să transmită date. In același timp, prin Internet, grupuri de oameni cu aceleași opinii sau interese, care formează așa numitele comunități de interese, au început să utilizeze serviciile mobile de date ca mijloace de comunicare și discuții (chat).

Datorită sinergiei sale cu Internet-ul, serviciul GPRS va permite utilizatorilor de mobile să participe deplin la activitatea grupărilor de chat de pe Internet, fără a mai fi limitați la accesul grupărilor dedicate utilizatorilor de mobil.Deoarece numărul participanților este determinat în stabilirea valorii grupării respective, utilizarea serviciului GPRS în acest caz ar fi avantajos. Serviciul GPRS nu va suporta totuși servicii de la un punct la mai multe puncte, cel puțin în prima sa fază, împiedicând distribuirea unui singur mesaj către un grup de utilizatori. In acest sens, considerăm că baza actuală de aplicații SMS va rămâne în continuare principalul furnizor acoperitor pentru aplicații de tip chat în viitorul previzibil, neexcuzând însă începerea în curând a experimentărilor utilizând serviciul GPRS.

Informație texturată și vizibilă

O gamă largă de informații poate fi furnizată utilizatorilor de telefoane mobile, mergând de la informații bursiere la rezultate sportive, satrea vremii, orarul zborurilor, știri pe scurt, informații religioase, rezultatele loteriilor, glume, horoscop, circulație, servicii, etc. Aceste informații pot fi nu numai sub formă de text, dar și grafice, schițe, hărți sau alte tipuri de informație vizuală.

Lungimea unui mesaj SMS de 160 caractere este suficientă pentru livrarea unei informații cantitative – cum ar fi prețul acțiunilor, temperatura sau rezultatele sportive. Atunci când informația este de natură calitativă, cum ar fi hororscopul sau știrile, cele 160 de caractere sunt prea puține pentru a lămurii destinatarul despre conținutul și nuanțele informațiilor. Prin urmare, serviciul GPRS va fi utilizat pentru informații calitative, în cazul în care utilizatorul final dispune de un terminal capabil de GPRS, însă SMS-ul va continua să fie în special pentru informații cantitative. Interesant totuși, aplicațiile de tip chat sunt predominant calitative, dar ele vor fi în continuare transmise prin intermediul SMS-ului.

c.Imagini statice

Imaginile statice, cum ar fi fotografiile, desenele, cărțile poștale, felicitările, paginile web statice ăpot fi transmise și recepționateprin rețeaua mobilă la fel ca și prin rețeaua de telefonie fixă. Va deveni astfel posibilă transmiterea imaginilor de la o cameră digitală conectată la un dispozitiv GPRS direct către un site Internet, permițând astfel un sistem de editare digitală (desktop publishing) aproape în timp real.

d.Imagini în mișcare

În decursul timpului, natura și forma comunicațiilor mobile se deplasează de la domeniul textual către cel vizual. Industria telecomunicațiilor fără fir se deplasează de asemeni de la mesaje text către simboluri și imagini, fotografii, video-mesaje, video-clipuri, filme promoționale și până la transmiterea de filme întregi prin, sistemul de data streaming, către un dispozitiv mobil.

Transmiterea de imagini în mișcare într-un mediu mobil are mai multe aplicații pe piața verticală, incluzând monitirizarea spațiilor de parcare, prevenirea infracțiunilor în zone izolate, sau transmiterea imaginilor unui pacient dintr-o ambulanță către un spital. De asemeni, prin acest sistem se pot organiza videoconferințe cu participarea virtuală a persoanelor aflate în deplasare.

e.Navigare pe web.

Utilizarea circuitelor de comutare pentr navigare pe web nu a fost niciodată o soluție valabilă pentru utilizatorii de mobil. Datorită vitezei reduse a circuitelor de comutare, timpul parcurs de informație între serverul de Internet și browser este foarte lung. Ca o alternativă, utilizatorii pot renunța la imagini, citind doar textul de pe web, dar și în acest caz întâmpinând totuși greutăți de citire a formatelor de text pe ecran. În acest sens, utilizarea serviciului GPRS pentru navigare mobilă pe Internet este recomandabilă.

f.Difuzarea documentelor/lucrul în colaborare.

Sistemul mobil de transmitere a informației facilitează difuzarea documentelor și lucrul în colaborare la distanță. Aceasta permite mai multor oameni, aflați în locuri diferite, să lucreze asupra aceluiași document în același timp.Chiar și aplicații multimedia, îmbinând voce, text și imagini pot fi luate în considerație.Acest gen de aplicții ar putea fi utile în anumite domenii care presupun rezolvarea unor exerciții, cum ar fi prevenirea incendiilor, planuri de luptă, tratament medical, difuzarea publicității, arhitectură, jurnalism etc.Chiar și comentariile privind alegerea unui loc de petrecere a concediului ar putea beneficia de avantajele difuzării documentelor, evitând astfelvizitarea unui agent de turism. În orice loc, oricine poate beneficia de avantajele studierii și comentării unei situații sau probleme prezentată vizual, iar munca în colaborare poate fi benefică în acest caz. Prin furnizarea unei lărgimi de bandă suficiente, serviciul GPRS poate facilita aplicații multimedia, cum ar fi difuzarea documentelor.

g.Audio

În pofida multor îmbunătațiri a calității apelurilor vocale în rețelele de telefonie mobilă, cum ar fi Enhanced Full Rate(EFR), ele nu sunt încă la o calitate de difuzare radio.Există situații în care jurnaliștii sau ofițeri sub acoperire, dotati cu echipamente profesionale de captare și amplificare a sunetului, trebuie să transmită reportaje sau convorbiri către studioul de radio sau stația de poliție.Prin simpla deschidere a telefonului mobil, dictând textul sau captând sunetul mediului învecinat, calitatea transmisiei poate afecta atât de mult transmisia vocală, încât aceasta nu poate să nu poată fi utilizată apoi prntru radiodifuzare sau analize profesionale criminalistice-legale. Deoarece chiar si scurte clipuri vocale necesită mari cantități de informație (fisiere mari), serviciul GPRS sau alt serviciu mobil de transmitere a informației la viteze mari poate fi utilizat și în acest scop.

h. Dispecer de serviciu

Serviciile mobile de date pot fi utilizate pentru a inițializa sau a transmite sarcini de serviciu de la un birou de dispecerat către personalul mobil aflat în teren.Clienții telefonează de obicei unui post central dispecer, al cărui personal primește apelurilesi le categorizează. Acele apeluri, care necesită o deplasare a personalului mobil în teren, trebuie apoi transmise acelui personal.Aplicațiile de dispecerat pot fi combinate opțional și cu aplicații de poziționare a vehiculelor în teren, în așa fel încat echipa cea mai apropiată să poată fi operatv trimisă.Serviciile de date Gsm pot fi utilizate nu numai pentru a transmite comenzi în exterior, dar și pentru a permite celui de pe teren să raporteze dispeceratului evoluția îndeplinirii sarcinii.Lucrătorul aflat pe teren poate transmite mesaje de forma „obiectivul 1234 îndeplinit, sunt în drum către 1235”.

Cele 160 de caractere ale unui mesaj SMS sunt suficiente pentru a putea comunica, de exemplu, orice adresă de livrare, cum ar fi cele necesare în comerț(vânzări), servicii-livrări de pizza la domiciliu sau servicii de curier.Totuși cele 160 de caractere necesită utilizarea unor abrevieri, cum ar fi st. pentru stradă. Nici măcar în acest caz, cele 160 de caractere nu mai permit adăugarea de informații asupra problemei în sine sau asupra clientului. În acest caz, serviciul GPRS aduce soluția, permițând transmiterea si recepționarea unei mari cantități de informație. Prin serviciul GPRS se poate transmite agentului din teren fotografia clientului și solicitările minimale, ajutând astfel agentul în idetificarea și servirea promptă a clientului.Considerăm că domeniul serviciilor asistate va deveni un prim beneficiar al serviciilor de comunicații bazate pe GPRS.

i.E-mail în Companie

Având peste jumătate din numărul de angajați aflați în deplasări, departe de birourile lor, este foarte important ca aceștia să poată fi în contact prin email cu birourile lor chiar și în absența unui PC. Sistemele de email ale Companiilor lucreză în rețele locale de tip LAN și includ aplicații ca Microsoft Mail, Outlook, Outlook Express, Microsoft Exchange, Lotus Notes și lotus cc:Mail.

Atunci când dispozitivele capabile GPRS vor fi la fel de răspândite în interiorul Companiilor ca și telefoanele mobile actuale,tot mai multe companii vor prefera pentru aplicațiile de email serviciul GPRS în locul celui bazat pe Internet.

j.E-mail prin Internet

Serviciile de email prin internet apar sub forma unui serviciu tip poartă în care mesajele nu sunt stocate, sau ca servicii tip cutie poștală, în care mesajele sunt stocate. În cazul serviciilor de tip poartă, platforma de email fără fir translateză mesajul de tip SMTP, protocolul de email al Internet-ului, în SMS și îl transmite centrului SMS.În cazul serviciului de email tip cutie poștală, mesajele sunt stocate, iar utilizatorul, primește o notificare de telefonul mobil,putând ulterior sș-și transfere întregul mesaj,să-l înmâneze(forward),etc.

Cei mai mulți utilizatori de servicii email prin internet nu primesc însă o notificare pe telefoanele lor mobile, fiind nevoiți să-și verifice periodic și speculativ conținutul căsuței poștale printr-un apel telefonic. Totuși, prin asocierea email-ului prin Internet cu un sistem de alertare ca SMS sau GPRS, utilizatorii pot fi notificați ori de câte ori primesc un nou email.

k.Pozitionarea vehiculelor

Această aplicație integrează sistemele de poziționare prin satelit, care pot determina poziția unui individ și apoi o comunică, prin mesaje nevocale, lui și altora.Sistemul de poziționare globală(GPS) este o rețea globală de 24 de sateliți cu acces liber, condusă de Departamentul Apărării al Statelor Unite. Fiecare posesor al unui receptor GPS poate recepționa semnalul unui satelit și, prin aceasta, să se afle unde se găsește.Aplicațiile de pozițonare a vehiculelor pot fi utilizate pentru mai multe servicii, cum ar fi diagnoza stării tehnice la distanță,urmărirea vehiculelor furate sau taxarea la distanță pentru mașinile închiriate.

l.Accesul LAN la distanță

Atunci când personalul mobil se află la lucru departe de birourile lor, apare necesitatea de a contacta rețeaua LAN din birouri.Aplicațiile de accesare la distanță LAN trebuie să cuprindă toate aplicațiile pe care un salariat le poate utiliza la birou, cum ar fi accesul la internet,la email-ul Companiei. Microsoft Exchange sau Lotus Notes și la bazele de date ruțând pe Oracle sau Sybase, sau orice altceva. Terminalele mobile ca laptop-ul sau alte portabile au în ele același software ca și computerul din birou, sau permit accesul la variante reduse ale aplicațiilor accesibile clientului prin rețeaua LAN a Companiei. Această utilizare apare ca fiind un conglomerat de aces la distanță la diferite tipuri de informația – email, internet, baze de date. Toate aceste informații pot fi accesate prin unelte de navigare pe web, sau prin programe proprii de acces pe dispozitive mobile. Modul ideal de a accesa la distanță rețeaua LAN depinde de cantitatea de informație ce trebuie transmisă , dar viteza și calitățile serviciului GPRS îl recomandă în acest scop.

m. Transferul de fișiere

Așa cum sugerează această denumire generică, transferul de fișieie cuprinde orice formă de descărcare a informației prin rețeaua mobilă. Această informație poate fi o prezentare pentru un comis-voiajor, un manual de lucru pentru un inginer de service sau un program software,de exemplu Acrobat Reader pentru a putea citi niște documente.Sursa acestor informații poate fi una dintre metodele de comunicare prin Internet, cum ar fi File Transfer Protocol (FTP), telnet, http sau Java – sau o bază de date a proprietarului. Indiferent de sursă sau de tipul fișierului transmis, acest tip de aplicație necesită o bandă largă. In acest sens, este necesar un serviciu mobil de mare viteză, cum ar fi GPRS, EDGE sau UMTS pentru a funcționa satisfăcător într-o rețea mobilă.

n. Automatizări casnice

Aplicațiile pentru automatizări casnice imbină supravegherea de siguranță la distanță cu controlul la distanță (telecomandă). In principiu, îți poți supraveghea locuința de oriunde te vei afla – pe drum, în concediu sau de la birou. Dacă se declanșează alarma antiefrancție acasă, nu numai că veți fi alertați, dar veți putea să-i vedeți pe infractori la lucru, ba chiar să-i blocați înăuntru. Nu numai că puteți, vedea ce se întâmplă acasă, dar putețichiar sî faceți ceva în casă. Vă puteți programa video, puteți să porniți căldura astfel încât să găsiți casa preîncălzită la sosire și așa mai departe. Telefonul dumneavoastră mobil capabil GPRS poate deveni întocmai telecomenzii pentru majoritatea aparaturii din casa dumneavoastră. Atunci când protocolul Internet (IP) va ajunge peste tot – nu numai în telefoanele mobile GPRS, dar și în orice aparat sau dispozitiv casnic – toate aceste dispozitive vor deveni adresabile și comandabile la distanță, ba chiar vor putea interacționa și interopera.

5.Alte provocări legate de serviciul GPRS

Taxare

Serviciu GPRS este deosebit față de alte servicii actual disponibile în rețelele mobile.GPRS este în principiu un sistem de comutare – pachet suprapus peste o rețea de circuite de comutare.Specificațiile GPRS stipulează minimul de informație necesar pentru faza 1 a serviciului. Acestea includ adresele sursei și destinației, utilizarea interfeței radio, utilizarea rețelei de date-pachet exterioară, utilizarea adreselor din pachetul – protocol, utilizarea resurselor generale GPRS și localizarea stației mobile. Având în vedere cî serviciul GPRS rupe informația ce trebuie transmisă în pachete, ca o condiție minimală, o rețea GPRS trebuie să poată număra pachetele pentru a putea taxa clientul în funcție de numărul de pachete ce au fost treimise sau recepționare.Sistemele actuale de taxare au dificultăți în a efectua taxarea serviciilor nevocale.Este greu de crezut că sistemele de taxare bazate pe circuite de comutare vor putea să prelucreze numărul mare de variabile introdus de GPRS.

Inregistrările apelurilor GPRS sunt generate în nodurile de serviciu GPRS.

GGSN și SGSN (serving GPRS support node) nu pot stoca informațiile prinvind taxarea, dar aceste informații trebuie totuși prelucrate undeva. Sistemele de taxare existente nu pot prelucra în timp real fluxurile generate de înregistrările apelurilor. Ca urmare, este necesară o platformîă intermediară pentru taxare, care să colecteze informațiile despre apeluri preluarte de la nodurile GPRS și să o pregătescă pentru introducere în sistemul de taxare. Numărătoarea pachetelor este făcută de o poartă de taxare, care generează documentul de taxare, trimis apoi sistemului de taxare.

Oricum, provocarea crucială este de a putea taxa pentru GPRS și de a putea câștiga în urma investiției făcute. Acest obiectiv este facilitat de faptul că principalii vânzători de infrastructură GPRS acceptă funcția de taxare ca parte a ofertei lor GPRS. In plus, o gamă largă de rețele de transmitere date-pachet, care nu sunt legate de GSM, cum ar fi X.25 și Cellular Digital Packet Data (CDPD) au sisteme proprii de taxare.

Ar putea apărea și cazul în care costul de numărare și măsurare a pachetelor ar fi mai mare decât propria lor valoare. Ca urmare, taxarea NU ar trebui făcută per pachet, deoarece numărul pachetelor ar fi prea mare pentru a fi numărat și taxat. De exemplu, o singură aplicație de monitorizare a circulației ar putea genera zeci de mii de pachete pe zi. Astfel, poatra de taxare ar avea mai mult un rol de supraveghere decât de taxare, atât timp cât operatorii de rețea sunt tentați de a taxa paușal o anumită valoare de trafic GPRS și ar dori doar o monitorizare a depășirilor semnificative de trafic.

Nu în ultimul rând, trebuie să amintim și de modelul accesului liber la Internet, model răspândit printre providerii de Internet pe rețele fixe, în care utilizatorii nu plătesc taxă de abonament, iar operatorii de rețea se bazează numai pe vânzările de puiblicitate prin portalui mobile. In cazul mobilității, trebuie plătit un preț pentru această facilitate, având în vedere și limitările de bandă, care fac ca acest serviciu să fie privit preponderent ca o comoditate. Având în vedere grija deosebită față de client și complexitatea sistemului de taxare asociat cu accesul mobil la Internet și la serviciile nevocale, operatorii rețelelor ar fi greșit sfătuiți să reducă prețurile la o valoare care arface să se piardă percepția privilegiată a mobilității.

b.Tarifare

Decizia de a taxa serviciul GPRS per pachet sau printr-o taxă fixă lunară este subiectivă, dar trebuie să fie luată. Taxarea diferitelor pachete la tarife diferite poate complica lucrurile pentru utilizator, deoarece tarifele nediferențiate favorizează utilizatorii potențiali în defavoarea celor ocazionali.

Considerăm că modelul optim de taxare pentru serviciile GPRS se va baza pe două variabile – timpul și pachetul. Operatorii rețelelor ar trebui să perceapă o taxă nominală per pachet în perioada de încărcare maximă plus un tarif fix și să elimine taxa per pachet în afara acestei perioade. Taxarea bazată pe timp și pachet ar trebui să încurajeze desfășurarea aplicațiilor de genul supraveghere la distanță, citirii de măsurători și chat în timpul nopții, când există suficiente rezerve de capacitate ale rețelei. Simultan, aplicarea unei taxe mobile per pachet în timpul zilei va sprijini alocarea judicioasă a resuselor radio deficitare, iar taxarea aplicațiilor cu volum mare de informații intens radio-solicitante, cum ar fi transferul de fișiere și de imagini, să fie mai mare decât pentru aplicațiile cu solicitare radio redusă. Aceasta ar avea avantajul de a ajusta automat taxarea clientului în funcție de timpul și volumul aplicației utilizate.

In concluzie, un model de taxare optim ar fi la un tarif constant în perioadele de solicitare redusă a rețelei, împreună cu tarif diferențiat per pachet în perioadele de solicitare maximă.

c.Service pentru client

Serviciile dereațea cu valoare adăugată, cum ar fi mobile data, mobile Internet și mesagerie unificată, generează totodată probleme și solicitări specifice pentru client, pentru a căror rezolvare este necesar personal calificat de service, cunoscător al problemelor și al rezolvării acestora.

Serviciile de date sunt surprinzător de complexe – implcând configurații unice ale telefoanelor, cartele de date, computere portabile, abonamente, sisteme de operare, provideri de servicii Internet ș.a.m.d.. Unii operatori de rețea solicită clienților de a opta pentru anumite servicii cu valoarea adăugată, în loc de a include ca o parte a ofertei de bază și abonamentului – fiind necesar un procedeu de service la client. Este chiar posibil de a scrie o carte de 350 pagini despre serviciul de mesaje SCURTE (se intitulează „YES2SMS”)!

In teorie, necesitatea unui serviciu personalizat pe client pentru Circuit Switched Data, SMS și alte servicii de date mobile va scădea în viitor, pe măsura simplificării deservirii terminalelor și a îmbunătățirii serviciilor însăși, care vor deveni mai apropiate de nevoile reale ale clientului.

Realitatea este că, pe termen scurt și mediu, necesitatea unui sprijin (prin service) pentru client în utilizarea serviciilor de date mobile va crește, pe măsura apariției de noi servicii și a dezvoltării utilizării acestora.

In loc de ține totul sub cheie sau de a dezvălui totul în acest domeniu suntem pentru o abordare în care să menținem în interior sprijinul și legătura cu clientul și să exteriorizăm problemele dificile specifice de service apărute la client. Astfel, operatorul de rețea este în cunoștință și poate controla toate problemele și dificultățile reclamate de clienți.

Este recomandabil și merită cheltuiala de a sprijini clientul de a-l educa și iniția în utilizarea serviciilor de date deoarece odată cu conectarea și cu instalarea softului necesar, configurația poate fi reutilizată ori de câte ori este necesar. Indeplinirea solicitărilor clientului conduce la o utilizare și pe mai departe a serviciului.

Aplicație

PRINCIPII DE DIRIJARE ȘI TAXARE A APELURILOR INTERNAȚIONALE DE LA UN ABONAT AL PSTN SPRE UN ABONAT AL REȚELEI GSM

A. CONTROLUL APELURILOR

Vom analiza cum pot fi dirijate apelurile destinate unui abonat mobil, având în vedere că acest aspect constituie baza arhitecturii rețelei și este de mare importanță în înțelegerea multor aspecte ale sistemului, de exemplu cum să apelezi un abonat GSM sau taxarea apelurilor .

1.Drumul parcurs de un apel cu destinația un mobil

În cazul unui apel cu destinația un mobil, numărul format nu se referă la o linie telefonică sau la o adresă anume, dar se referă la o anumită înregistrare într-o bază de date locală (HLR). Primele cifre ale unui număr GSM sunt suficiente pentru a fi identificat operatorul care deține abonamentul. Structura numerelor de apel GSM, denumită și MSISDN deoarece este parte integrantă a aceluiași plan de numerotări ISDN (rețea digitală cu integrarea serviciilor). Baza de date conținând înregistrarea abonatului poate fi determinată din primele cifre ale numărului.

Baza de date locală conține informațiile necesare identificării destinatarului final al apelului, adică centrul de comutație al serviciilor mobile (MSC) din zona în care se găsește abonatul. Prin urmare, dirijarea finală poate fi realizată numai după interogarea centrului de comutație respectiv. Acesta împarte procedeul de stabilire a apelului în două părți: înainte de interogare și după interogare. Aceasta corespunde cu o divizare clară a rutei apelului: de la apelant la punctul de interogare (GMSC) și mai departe spre abonatul mobil.

Ceea ce urmează reprezintă modul de stabilire a unui circuit pentru un apel către un mobil. Alt punct ar fi că ceea ce s-a specificat aici pentru GSM se aplică în special, dacă nu exclusiv, pentru cazurile în care a doua parte a rutei trece printr-o rețea de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN) sau printr-o rețea digitală cu integrarea serviciilor (ISDN), și nu printr-o rețea de date cu comutare de pachete sau cu comutare de circuite (PSPDN sau CSPDN). Un apel către un mobil provenind de la aceste ultime rețele trebuie să intre direct în GSM înainte de a ajunge la punctul de interogare, sau să utilizeze rețelele PSTN sau ISDN ca rețele de tranzit.

Prima parte a dirijării este realizată numai prin informația care poate fi obținută din numărul de apel, independent de locația particulară a celui chemat. Dirijarea este realizată ca și pentru orice alt număr al rețelei digitale cu servicii integrate, în baza unor tabele în fiecare din comutările întâlnite. Tabelele de dirijare sunt astfel întocmite încât să se ajungă cât mai rapid la comutarea care este capabilă de a interoga baza de date locală corespunzătoare. Nu numai că un astfel de releu conține informațiile soft necesar desfășurării procedurilor de interogare, dar conține și un tabel care asociază numărul de apel al abonatului mobil (MSISDN) cu baza de date locală (HLR) corespondentă. Această funcțiune este cunoscută ca centru de comutație cu acces către serviciile mobile (GMSC) cu funcție de poartă de interconectare (planșa 3).

Interogarea bazei de date locale este o procedură simplă întrebare-răspuns cunoscută deja de la centrele de comunicație cu acces către serviciile mobile (GMSC). Răspunsul cuprinde identitatea abonatului (pentru necesitatea taxării) și informația necesară pentru pasul următor al dirijării. Această informație este de fapt numărul de dirijare către abonatul GSM apelat sau către un al treilea utilizator, în cazul transferării apelului.

Această descriere simplă ridică câteva întrebări interesante.

Prima, care sunt funcțiile minime pentru GMSC?

A doua, de unde provine numărul de dirijare?

A treia, cine plătește și pentru ce?

Ultima întrebare fiind cheia pentru prima, să începem deci cu probelma taxării.

B. CINE ȘI CE PLĂTEȘTE?

Politicile de taxare și încasare sunt problema operatorilor și sunt discutate în ședințele acestora. Totuși, răspunsul la întrebare ridică anumite consecințe tehnice, deci este demn de luat în seamă. Principiile de taxare expuse în cele ce urmează au fost extrase din experiențele mai multor operatori de GSM (planșa 8).

In cazul unui apel netransferat, sunt implicate două părți: cel care apelează (A), un abonat al PSTN din țara X și un apelat (B) în rețeaua GSM – țara Y, dar care în acel moment călătorește în țara Z și obține servicii de la rețeaua locală GSM vizitată (V-PLMN). Mai multe rețele implicate sunt îndreptățite de a solicita părți din taxarea apelului. Acestea sunt rețeaua publică de telefonie din țara X (PSTN), celelalte rețele de telefonie publică sau de servicii digitale integrate tranzitate și rețeaua mobilă terestră publică a țării Z, care va stabili segmentul final al legăturii (apelului). Abonatul (A) va primi factura de la operatorul PSTN, iar abonatul mobil (B), decă o anumită taxă se va răsfrânge asupra lui, de la rețeaua mobilă de domiciliu (H-PLMN). Celelalte rețele nu au posibilitatea de a-i taxa pe cei doi abonați în mod direct. Problema nu este simplă, necesitând transferuri bancare între rețelele implicate și înțelegeri stabilite între operatori în acest scop. Pentru a simplifica problemele, trebuie avute în vedere câteva considerații practice și stabilite anumite reguli.

Costul total al unui apel depinde nemijlocit de poziția abonatului GSM (B). Este, de asemenea, clar că cel care apelează ar dori să cunoască în avans cam cât va fi taxat pentru apel. Mai mult, se pare că abonații GSM nu doresc ca cel care-i apelează să cunoască, și cu aproximație, locul în care se află. Aceste argumente conduc la principiul că taxa ce-i revine celui care apelează este independentă de locul în care se află cel apelar.Această filosofie este similară cu cea a unui apel retransmis în rețeua de comutare pentru telecomunicații publice: în acest caz, cel care apelează este taxat sde obicei cu aceiași sumă, ca și cum apelul lui nu ar fi fost retransmis, iar partea care a solicitat retransiterea este taxată pentru acest serviciu,

Acest principiu mai lasă încă loc pentru alte soluții.Intr-o primă soluție extremă, partea din suma taxată celui care apelează poate fi integrală, incluzând și taxa pentru segmentul radio, iar cel apelat nu plătește nimic.O altă soluție extremă, dar opusă, ar fi taxarea celui care apelează cu o sumă minimă, iar cel apelat să fie taxat sistematic cu toate costurile aferente apelului.

Dar soluția preluării taxării de către cel apelat nu este prea facilă, însemnând încărcarea acestuia cu costurile unor apeluri pe care nu și le dorește. In rețelele fixe și în cele mai multe rețele celulare aflate în prezent în exploatare, întreaga sumă este taxată abonatului care aplează ( cu excepția cazului retransmiterii, așa cum am explicat mai sus). Pare a fi atunci o soluție corectă de a proceda la fel când abonatul ste localizat în rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu ( în exemplul nostru, dacă abonatul mobil (B) ar fi rămas în țara Y) și să taxăm în consecință numai pe cel ce a inițiat apelul. Aceasta ar necesita totuși mecanisme de compensare între operatori, dar într-un mod mult mai determinat ( explicit).

(H-PLMN) și rețeaua mobilă terestră publică vizitată (V-PLMN) se află în țări diferite.In acest caz abonatul fix A formează un număr internațional începând cu codul național al țării Y și ca urmare, este pregătit de a plăti un apel internaționat către țara Y chiar și mai mult, cunoscând faptul că numărul apelat aparține unei rețele de telefonie mobilă.În funcție de poziția punctului de interogare (poarta de interconectare ( GMSC) capabilă de a interoga baza de date locală a abonatului mobil (B) din țara Y, pentru a afla unde se găsește acesta),apelul poate parcurge una sau mai multe rute internaționale.

Pe lângă rețeua de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN) din țara X, care primește banii de la abonatul A, rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu (H-PLMN) a abonatului B îl poate taxa pe acesta pentru poziția lui actuală dar poarta de intercomunicare GMSC este cea care deține informațiile relevante privind costurile de dirijare al celui de al doilea segment al apelului (de la GMSC la centrul de comunicație al mobilelor vizitat (VMSC)). Ca și celelalte rețele prin care un apel a fost dirijat (inclizând rețeaua mobilă terestră publică vizitată (V-PLMN)) acestea trebuie să încaseze o parte din costurile aferente.

Toate acestea conduc către mecanisme de transfer complexe.Centrul de comutație de acces către serviciile mobile (GMSC) este un participant important, iar rețeaua căreia îi aparține influențează hotărâtor complexitatea problemei. In realitate, lucrurile pot fi simplificate, dacă se fac anumite alegeri în ceea ce privește poziția GMSC. Să examinăm acest fapt mai în detaliu.

C.INFLUENȚA GMSC ASUPRA DIRIJĂRII ȘI TAXĂRII APELULUI.

Funcțiile GMSC necesită doar o capacitate de comutație și un soft special (incluzând posibilitatea de a emite o notă de plată pentru cea de a doua ramură a apelului). Trebuie de asemenea, să cuprindă un tabel de legături între numerele ISDN și bazele de date locale. Nu există nici un motiv pentru ca tabelul să fie complect. Din potrivă un centru de comutație de acces către serviciile mobile ar trebui să-și îndeplinească funcțiile numai pentru abonații câtorva rețele mobile terestre publice de domiciliu, sau pentru o singură rețea de domiciuliu. Așa cum se va vedea, o simplificare ar fi ca fiecare rețea PLMN să aibă propriul GMSC (planșele 4 și 5).

Prin natura sa, funcția centrului GMSC este independentă de funcția de acces radio asigurată de rețeaua PLMN și poate fi implementată ca o parte a oricărei rețele prin care apelul este dirijat, și anume o rețea de comutare pentru telecomunicații publice PSTN sau o rețea digitală cu integrarea serviciilor ISDN. GMSC poate fi implementat în orice centrală PSTN sau ISDN, sau poate fi conectat direct la aceste rețele. Din punct de vedere al serviciului oferit, cu cât e mai mare densitatea GMSC, cu atât e mai bine. Intr-adevăr, cu cât punctul de interogare este mai aproape de locul de plecare a apelului, cu atât mai eficientă devine dirijarea (planșele 6și 7).Rezumatul a ceea ce trebuie evoitat este ceea ce în jargon tehnic este denumir efectul de „trombon”, adică cazul în care cea de-a doua ramură începe prin a dubla înapoi traseul primei ramuri. Aceasta este evident neeficient și este evitabil dacî există centre GMSC peste tot.

Această imagine ideală nu este chiar atât de ideală dacă luăm în considerație problemele de taxare.Documentul de taxare stabilit în GMSC acoperă cel de-al doilea segment al apelului ( de la HMSC la cel apelat).Acest document trebuie transferat către rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu a abonatului apelat, pentru ca acesta să poată fi taxat cu valoarea neacoperită prin suma fixă plătită de abonatul care apelează. O primă problemă ar fi că transferul documentelor de taxare ar trebui organizar cu toate rețelele mobile terestre publice de domiciliu pentru care poarta de interconectare poate interoga baza de date locală. O a doua problemă ar fi că modul de taxare a celei de-a doua ramuri depinde de poziția GMSC. Dacă GMSC nu este situat în aceiași țară cu domiciliul celuiapelat, o parte din suma taxată pentru cea de-a doua ramură poate fi transferată celui care apelează, dacă dorim să urmăm principiile enunțate mai sus. O simplificare importantă a managementului taxării se poate obține însă dacă prima ramură este suportată întotdeauna de cel care apelează, iar a doua ramură de cel apelat. Dar, aplicând acest principiu, venim în contradicție cu dorința de a optimiza dirijarea. Așa cum am explicat în paragrafele precedente, într-o configurație a rețelei optimizată pentru dirijare, ar trebui ca întotdeauna să existe un GMSC în apropierea celui care apelează (planșa 10, iar acesta n-ar trebui să plătească de exemplu pentru parcursul internațional, dacă cel apelat este străin. Pentru rezolvarea acestei dileme, alegerea a fost făcută în favoarea simplificării procedurilor de plată și în defavoarea eficienței dirijării. Pentrru a îndeplini acest scop, funcția de interogare pentru abonații unei anumite rețele mobile teresatre publice este îndeplinită numai de către centralele acelei rețele. Poarta de interconectare(GMSC) este întotdeauna în interiorul rețelei mobile terestre publice de domiciliu: H-PLMN ( în aceeași țară) (planșele 4,5 și 9) iar cele două segmente ale apelului pot fi considerate ca fiind „de la cel care apelează către rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu” și „ de la rețeaua mobilă terestră publică de domiciliu către rețeaua mobilă terestră publică vizitată”, iar fiecare ramură este taxată la sfârșitul ei.

Să luăm în considerație consecințele acestei abordări. Dacă cel apelat este în interiorul rețelei mobile terestre de domiciliu (abonatul mobil (B) este în țara Y), a doua ramură a apelului este redusă la un minim,iar, în consecință, apelatul nu este taxat cu nimic (Abonatul fix (A) plătește întregul apel) (planșa 9). Contrar, când cel apelat este îm roaming în străinătate ( abonatul mobil (B) este în țara Z), el va plăti pentru ruta internațională între rețeaua sa terestră mobilă de domiciliu și locuința sa actuală (planșa 9). Acest fapt nu ridică nici o problemă de acceptantă, deoarece este simplu de înțeles, iar taxarea se rezumă la prețul unui apel internațional între țara rețelei mobile terestre de domiciliu și țara vizitată. Mai mult, un abonat GSM are posibilitatea de a cere blocarea apelurilor atât timp cât el se află în afara țării rețelei mobile terestre de domiciliu.

Transferul taxării apelurilor este mult simplificat. Aceiași rețea (rețeaua mobilă terestră de domiciliu a abonatului apelat) generează informația de taxare privind cea de-a doua parte a rutei, colectează taxele corespunzătoare de la proprii abonați, dacă este cazul și primește ordinele de plată de la celelalte rețele implicate în rutare în vederea compensării.

Singura problemă în această situație este că efectul de „trombon” nu este evitat. Optimizarea rutelor poate fi încă făcută pe o bază națională, dacă densitatea centrelor GMSC este destul de mare, dar acest lucru nu este posibvil a se realiza când utilizatorul care apelează și rețeaua sa mobilă terestră de domiciliu se situează în țări diferite. Lipsa de eficiență este evidentă atunci când abonatul GSM apelat se găsește în roaming într-o țară străină Z și este apelat de cineva din țara A., posibil aflat la câțiva metri distanță. Atunci, apelul este dirijat către țara rețelei mobile terestre de domiciliu și înapoi. Se stabilesc astfel două apeluri internaționale, pentru care o rută simplă locală ar fi suficient (acesta este efectul de „trombon”. Cele două apeluri internaționale trebuie plătite, unul de către cel care apelează, iar celălalt de către cel apelat.

Desigur, exemplul prezentat reprezintă un caz extrem și marginal. Dacă ambii interlocutori realizează situația, ei își pot salva nota de plată întrerupând imediat convorbirea. Vorbind în termeni generali, lipsa eficienței (și prin aceasta costurile adiționale) în astfel de situații reprezintă prețul ce trebuie plătit pentru respectarea principiului confidențialității locației într-un mediu internațional în care taxarea și încasarea devin probleme constrângătoare.

Pentru a încheia, să recapitulăm rezultzatul:GMSC, concepută a fi utilizată într-un mod versatil, va fi cel puțin în primii ani de utilizare al GSM-ului, asociată cu centrul de comutație al serviciilor mobile și va fi limitată pentru interogarea bazei de date locale în interiorul aceleiași rețele mobile terestre publice.

D. DE UNDE PROVINE INFORMAȚIA DE DIRIJARE?

Răspunsul la ăntrebarea de unde vine informația de dirijare este strâns legat de modul în care abonații sunt identificați în GSM, ca dealtfel și în rețeaua digitală cu integrarea serviciilor (ISDN) și rețeaua de comutare pentru telecomunicații publice (PSTN), în vederea dirijării apelurilor. Deja am întâlnit numărul MSISDN al abonatului mobil, care este numărul director utilizat pentru a apela un abonat GSM. Numărul MSISDN este o parte a planului de numerotare E.164. De asemeni, o parte a acestui plan este și numărul de roaming al abonatului mobil(MSRN), care este numărul de dirijare utilizat în cea de a doua ramură a apelului, între centrul de comunicație de acces către serviciile mobile (GMSC) și centru de comunicație al serviciilor mobile vizitat(VMSC).Numărul MSRN nu este vizibil pentru utilizatorii GSM sau pentru partenerii de legătură, fiind utilizat numai între echipamentele de infrastructură. El nu este aclocat permanent unui abonat și este integrat în planul de numerotare al rețelelor fixe, deoarece este destinat dirijării către centrul de comunicație al serviciilor mobile vizitat (VMSC).

Un al treilea tip de identificare este numărul de identitate internațională a abonatului mobil (IMSI), care este utilizat ca principală cheie de identificare a abonatului GSM în bazele de date. Ambele coduri MSISDN și IMSI conțin o identificare a țării și a rețelei din acea țară (planșa 4).

Problema constă acum în modul în care poarta de inrecomunicare(GMSC) primește numărul de roaming al abonatului mobil (MSRN),pentru a contacta centrul de comunicație al serviciilor mobile (MSC) în care este identificat abonatul. Pentru a rezuma, baza de adte conține informații pentru localizarea fiecărui abonat, incluzând cel puțin o adresă a centrului de comunicație mobil vizitat, care poate fi utilizat de semnalizarea SS7. Baza de date locală mai poate conține un număr de roaming al abonatului mobil utilizabil pentru dirjarea celei de-a doua ramuri a mesajului, în cazul în care centrul de comunicație mobil vizitat a furnizat un asemenea număr cu ocazia reîmprospătării informației de localizare în baza de date locală. In acest caz, răspunsul la interogare poate fi dat imediat, dar când informația este limitată la adresa centrului de comutație mobil vizitat, baza de date locală trebuie mai întâi să interogheze (utilizând această adresă) centru de comutație mobil vizitat pentru a afla informația de dirijare.

Atunci când primește un mesaj, centrul de comutație mobil vizitat selectează numărul de roaming dintr-un lot de numere libere și îl asociază temporar cu numărul de identitate internațională a abonatului mobil IMSI. Atunci când apelul ajunge la centrul de comutație mobil vizitat, utilizând numărul de roaming ca adresă, centrul de comutație mobil poate regăsi numărul IMSI din datele sale și poate continua cu stabilirea unui apel către terminalul mobil. Numărul de roaming poate fi eliberat imediat ce legătura a fost definitiv stabilită.

Cele două șcenarii pentru furnizarea MSRN (disponibil contiuu în baza de date sau furnizat prin interogarea la fiecare apel) au dat naștere la dezbateri în cadrul comitetelor de specificații. Problema este în prezent rezolvată în favoarea furnizării numărului de roaming al abonatului mobil numai pe durata stabilirii apelului.

Unul dintre argumentele fundamentale este cel al epuizării numerelor directoare. Dacă numărul MSRN este alocat unui abonat pe toată durata șederii sale în centrul de comutație mobil vizitat, cantitatea de numere rezervată acestui scop în fiecare centru de comutație mobil ar rebui sî fie aproximativ egală cu numărul abonaților care ar putea fiînregistrați în același timp în acel centru de comutație mobil. Prin comparație, o alocare de tipul numai pe durata apelului, necesită o cantitate de numere care ar fi aproximativ egală cu numărul de apeluri simultane posibile în acel centru de comutație mobil,un număr cu mult mai mic decât precedentul. Acest avantaj este amplifcat atunci când se ia în considerație problema serviciilor multiple. Ca urmare, se ia în considerare numai alocarea numărului de roaming numai pe durata apelului.

E. LIMBAJUL HTML

Aplicația s-a realizat folosind limbajul HTML. Vizualizarea se face cu un browser folosit pentru navigarea pe Internet (NetScape sau Internet Explorer).

World Wide Web și HTML (acronim de la Hyper Text Markup Language) reprezintă numai o parte din mediul cunoscut sub numele Internet (sau Net).

HTML nu este un limbaj de programare. Specificațiile lui definesc seturi de tag-uri (marcatori) și regulile de inserare a acestora pentru descrierea documentelor astfel încât acestea să poată fi afișate de niște aplicații numite navigatori (browsers) care pot rula pe orice platformă hard sau soft. Cu ajutorul HTML se realizează mai multe lucruri:

documente independente de platformă

legături la alte documente de pe Net

inserții de grafică, sunet și video

legături la alte resurse adiționale de pe Net

interactivitatea între cititorul documentului și aplicația dorită de autor

Cea mai importantă caracteristică a WWW și HTML este independența de platformă. Aceasta înseamnă că publicațiile Web HTML ar putea fi deopotrivă afișate pe un PC, un MAC sau pe un sistem UNIX.

Limbajul HTML, utilizat pentru crearea de documente și prezentări multimedia pe Net, este extensibil și versatil. Extensibil în sensul că este capabil să implementeze orice nou protocol care va fi adăugat în viitor, și poate integra în documente cele mai avansate medii, cum este de pildă VRML. Versatil în sensul că, făcând acest lucru, fișierele HTML își extind funcționalitatea dincolo de cea imaginată inițial, aceea de hypertext, inserând în documente complexe nu numai legături și multimedia ci și programe.

Un document HTML pe lângă faptul că este complet portabil, lucrează extrem de simplu. El „spune” navigatorului și aplicațiilor lui auxiliare, prin intermediul tag-urilor, ce să facă cu textul, cu grafica, cu sunetul, cu fișierele video sau cu programele incorporate. Portabilitatea completă este asigurată de faptul că fișierele HTML sunt salvate într-un format standard (ASCII) și seturile de tag-uri sunt definite de un comitet internațional.

HTML este un limbaj bazat pe SGML (Standard Generalized Markup Language), un sistem complex de descriere a documentelor. SGML este utilizat pentru descrierea structurii generale a diferitelor tipuri de documente fără să fie un limbaj de descriere a paginii (cum este Post Script). Principala preocupare a SGML (HTML) se răsfrânge asupra conținutului documentului, nu asupra aspectului lui.

HTML este un limbaj pentru descrierea documentelor structurate.Teoria din spatele acestui limbaj se bazează pe faptul că majoritatea documentelor au elemente comune și că dacă definești un set de elemente,poți marca elementele documentului cu tag-urile corespunzătoare.

Majoritatea tag-urilor HTML arată de forma:

<Nume Tag> Textzl afectat de tag </ NumeTag>

și indică navigatorului elemente de structură a elementului, formatare, hypertext sau alte alemente (imagini, fișiere sonore).

Documentele HTML conțin doar textul propriu-zis și tag-urileHTML iar sursa lor poate fi ușor văzută de orice navigator.

Diferența majoră dintre procesoarele de text și procesoarele HTML este că acestea din urmă nu se preocupă de cum vor apărea pe ecran elementele (marcate ale) documentului. Cu foarte puține excepții, HTML nu descrie modul de prezentare al documentului ca un întreg (layout).HTML oferă un suport redus în stabilirea plasamentului sau felului în care vor fi afișate elementele documentului. Proiectanți HTML au ales intenționat această veriantă. Motivul este simplu. Deoarece nu cunoaște posbilitărțile platformei pe care va fi văzut documentul (dimensiunileecranului,fonturile instalate),prin separarea structurii documentului de felul în care este afișat se oferă o mai mare libertate programului care înțelege HTML și care afișează documentul. Acesta poate să ia hotărâri privind formatarea documentului pe baza posibilităților platformei respective. Este cea ce fac navigatoarele Web, în afara funcțiilor de comunicare și aducere a documentelor de pe Net.

Când navigatorul încarcă un document HTML, el „citește” documentul în căutarea tag-urilor HTML, formatează textul și imaginea și le afișează pe ecran. Este motivul pentru care același document HTML apare ușor diferit când este privit cu navigatoare diferite.

BIBLIOGRAFIE