TEKTRONIX Redes SS7 GSM/GPRS/EDGE

Transcripción

Seminario de redes
SS7/GSM/(E)GPRS
Geran
Appl
Appl
SNDCP
SNDCP
GTP
GTP
LLC
LLC
UDP/TCP
UDP/TCP
BSSGP
IP
IP
RLC
RLC
MAC
MAC Network Service
GSM RF
GSM RF PCU
Um
PCU
Abis
BSSGP
Network ServiceRFC 1490
Frame Relay
RFC 1490
Frame RelayFrame Relay
Gb
Frame Relay
Gn
Gi
Contenido del seminario
4
4
SS7
0
Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7
0
Interfase Abis; problemas en la interfase aire a ser evaluados en los
enlaces de señalización
Interfases GSM (Camel, MAP, etc)
La mejora del desempeño con la correlación de información en varias
interfases
GSM
0
0
4
GPRS
0
0
0
Interfases Gr, Gn, Gi, etc
Interfase Gb; aplicaciones para detección de razones de liberación de
conexión
Interfase Gb; Detección de problemas de desempeño en la red por
medio de estadísticos
Interfase Gb; ¿Despliegue de información encriptada?
0
0
0
Evolución de la red de datos
Evolución de la interfase Abis
Monitoreo Abis (GSM/GPRS/EDGE)
0
4
2/
EDGE
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE
Sesión 1
SS7
Depurando el
funcionamiento de
la red ISUP/SS7
Guias para identificación de problemas
en redes fijas ó moviles en ISUP
4 Problemas de tiempo con los mensajes
4Debido a la necesidad de intercambio de mensajes entre
diferentes proveedores o elementos dentro de la red, se
detectan problemas por retrasos en la entrega o
respuesta a los mensajes de un proveedor a otro
IAM
SPC
Red A
∆t
ACM
SPC
Red B
ANM
4/
Diferencia de tiempos entre mensajes
5/
Verificación de llamadas completadas
4 Para verificar el desempeño de la red tenemos indicadores
que nos dicen la causa de liberación de las llamadas
4 Hay causas de colgado que podemos clasificar en 7
categorías:
0Evento Normal
0Evento Normal
0Recurso no disponible
0Servicio u opción no disponible
0Servicio u opción no implementado
0Mensaje inválido (parámetro fuera de rango)
0Error de protocolo
0Interfuncionamiento
6/
Release Cause Class 0: Evento Normal
4 Unallocated (unass.) number
4 No route to specd. transit net
4 No rute to destination
4 Send special information tone
4 Misdialed trunk prefix
4 Preemption
4 Circuit reserved for reuse
7/
Release Cause Class 1: Evento Normal
4 Normal Call Clearing
4 User busy
4 No user responding
4 No answer from user
4 Subscriber absent
4 Call rejected
4 Number changed
4 Destination out of order
4 Address incomplete
4 Facility rejected
4 Normal - unespecified
8/
Release Cause Class 2: Recurso no
disponible
4 No circuit available
4 Network out of order
4 Temporary failure
4 Switching equipement congestion
4 Access information discarded
4 Requested channel not available
4 Precedence call blocked
4 Resource unavailable - unespecified
9/
Release Cause Class 3: Servicio u
opción no disponible
4 Requested fac. not subcribed
4 O/C calls barred within CUG
4 Bearer capabil. not authorized
4 Bearer capabil. not available
4 Inconsistency in O/A info
4 Service/option not available
10 /
Release Cause Class 4: service or
option not implemented
4 Bearer capability not implemented
4 Requested fac. not implemented
4 Only restricted capabil avail.
4 Service/option not implemented
11 /
Release Cause Class 5: Mensaje
invalido (p.e. parámetro fuera de rango)
4 User not member of CUG
4 Incompatible destination
4 Non-existent CUG
4 Invalid transit net selection
4 Invalid message, unspecified
12 /
Release Cause Class 6: Error de
protocolo (p.e. mensaje desconocido)
4 Msg type non existent/implem.
4 Parm non-exist/implem. –discard
4 Recovery on timer expiry
4 Parm non-exist/impem.-passed
4 Msg with unrecogn. par. disc.
4 Protocol error, unspecified
13 /
Release Cause Class 7:
Interfuncionamiento
4 Interworking, unespecified
14 /
Análisis fuera de línea
Causas de colgado
14000
12000
10000
Lamadas exitosas/no existosas
8000
6000
Succes ful Calls
Non Succes ful Calls
4000
2000
0
Clase 0 Evento
Normal
Clase 2 Recurso
no disponible
Clase 4 Servicio u
opción no
implementada
Clase 6 Error de
protocolo
Intentos
15 /
Análisis en tiempo real
4 El mismo análisis en tiempo real nos permite predecir
problemas graves antes de que estos ocurran
16 /
Interfase Abis
17 /
Detección de problemas en la interfase
aire
4 En GSM/GPRS/EDGE
se tiene información
transmitida por el
móvil; esta consiste de
nivel recibido y una
prueba de BER
18 /
Niveles recibidos por los móviles
4 En caso de niveles de
potencia bajos que pueden
causar islas en las que no
hay cobertura o bien
potencias altas que pueden
provocar hand-offs
prematuros o congestión en
algunas celdas o
subutilización en otras, es
muy util conocer los niveles
reportados por móviles y
BTS’s
00
-<110 dBm
063
-48 dBm
19 /
¿Calidad de transmisión del móvil?
4 Una vez digitalizada la información, la forma de evaluación es
la misma que para transmisión de datos; es decir, se realliza
una prueba de BER (Bit error)
4 Si la tasa aumenta significa que la calidad de transmisión ha
bajado
4 Esto nos describe la calidad del servicio a nivel usuario
20 /
Calidad de recepción
4 En una situación ideal, la
mayoría de los eventos
deberían estar por encima
de RXQUAL > 4
21 /
RXQUAL
Bit Error Rate
Assumed
BER
0
BER < 0.2 %
0,14 %
1
0.2%<BER<0.4%
0.28%
2
0.2%<BER<0.8%
0.57%
3
0.8%<BER<1.6%
1.13%
4
1.6%<BER<3.2%
2.26%
5
3.2%<BER<6.4%
4.53%
6
6.4%<BER<12.8
9.05%
7
BER>12.8
18.1
Cobertura e Interferencia
¿Es posible determinar desde
la red si existen problemas
de cobertura e interferencia
en las celdas?
22 /
Diagrama Nivel Rx vs Calidad Rx
Mala cobertura
Probable
interferencia
4 Normalmente se espera que
0Si hay buen nivel de
recepción, se tenga una
buena calidad de recepción
0Si hay bajo nivel de
recepción haya una mala
calidad de recepción…
Entonces ¿Qué ocurre cuando
tenemos un muy buen nivel
de recepción y baja
calidad?
Incrementa tasa de
errores
23 /
Incrementa nivel de
recepción
Problemas de cobertura
Ahora bien; ¿Qué hay acerca
de la cobertura?
¿Cómo saber si se tienen
problemas de cobertura?
El concepto de Timing Advance
(TA) es un auxiliar muy
importante en este tema en
especial.
TA es un número entre 0 y 63
que describe la distancia
entre la BTS y el MS,
equivale normalmente de 0 a
35Km.
24 /
Detección de problemas de cobertura
4 La graficación de Niveles de
Rx contra TA (Timing
Advance) nos describe
problemas de islas en la
cobertura de la red
Problema de
islas
4 Pueden ser:
0Zonas no cubiertas por la
célula
0Zonas que se caracterizan
por tener áreas elevadas;
cerros, montes, etc
0Etc…
25 /
Entidades GSM
4 Identidad de PLMN
0Es identificado por su MMC
(Código Móvil de País) y el
MCC (Código de red móvil); finalmente el MNC (Código de
Red Móvil) identifica la red PLMN en el país
4 Identidad de Área de Locación (LAI)
0Identifica una localidad GSM. El área de servicio de una
PLMN está dividido en áreas de servicio de MSC’s, y cada
uno de ellas está dividido en locaciones que consisten en
un número de células adyacentes
4 Identificador de Estación Móvil Internacional (IMSI)
0Está formado por MCC-MNC-MSIN
0El MSIN (Número de Identidad de Estación Móvil) identifica
el móvil en la PLMN
26 /
A-Link
Ejemplo de configuración tipica
MAP
ISUP
TCAP
SCCP
MTP
Physical Layer =
Framing Type =
Line Code =
Signaling Timeslots=
E1
Double frame
HDLC
1 - 30
Signaling Links =
64K or 56K
Protocol Base =
14 bit SPC
12 bit CIC
PCM 24 (DS-1)
SCCP / ISUP =
STP
27 /
WB
Version of MAP ?
Caso: ¿Se actualizan continuamente la
ubicación de los móviles?
4 Cuando se recibe una llamada se envía un mensaje
al móvil en toda el área actual
4 El móvil realiza un Location Update cuando entra a
una nueva localidad y a intervalos periódicos
4 En algunos móviles se realiza en el momento de
activar o desactivar el mismo
4 Para esto es necesario revisar los mensajes
Location Update y verificar si la frecuencia de
mensajes es la esperada
28 /
Location Updating
Location updating
request
SCCP CR (BSSMAP CL3I [new LAI,
DTAP Location updating request {IMSI or TMSI, old LAI}]),
Location updating
accept
SCCP CC (DTAP Location updating accept {new TMSI, new LAI})
SCCP DT1 (DTAP TMSI Reallocation Complete)
SCCP DT1 (BSSMAP Clear command)
SCCP DT1 (BSSMAP Clear complete)
SCCP Released
SCCP Released complete
29 /
¿Cómo reunir toda la información de un
Location Update?
4 La relación entre mensajes
pertenecientes a una misma
solicitud son dadas por el
SLR y DLR
4 Solamente con ambas
direcciones es posible
mostrar la transacción
completa
¡Dos valores
diferentes!
30 /
Handover
new
old
Measurement
information
Handover command
SCCP DT1 (BSSMAP Handover required [new CID, Cause])
SCCP CR
(BSSMAP Handover request
[new CID, old CID, IMSI])
SCCP CC
(BSSMAP Handover request ack
(DTAP Handover command [HO Ref]))
SCCP DT1 (BSSMAP Handover comand
(DTAP Handover command [HO Ref]))
Handover access
SCCP DT1 (BSSMAP Handover detect)
Handover complete
SCCP DT1 (BSSMAP Handover complete [Cause])
SCCP DT1 (BSSMAP Clear command)
SCCP DT1 (BSSMAP Clear complete)
Measurement
information
31 /
Demostración (Interfase A)
32 /
Demostración (Trazado Multiprotocolos)
33 /
Diagrama general GPRS
34 /
Unidad de control de paquetes - PCU
4 Realiza funciones específicas para la
operación GPRS
0Maneja el sub-multiplexaje de múltiples MS en
un canal físico
4 Decide que recursos de radio son alojados
dinámicamente a uso de swicheo de
paquetes y swicheo de circuitos
4 Segmentación de paquetes y re-ensamblado
4 Garantiza enlace confiable para el MS
35 /
Serving GPRS Support Node - SGSN
4 Manejo de movilidad
0 Attach, Detach, Roaming
4 Manejo de sesión (PDP-Context)
4 Cifrado y autenticación
4 Ruta de paquetes de datos
4 Paging
4 Entrega de informaciones de tarificación (HPLMN)
para el uso de canales de radio
4 Compresión de datos (V.42 bis, RFC 1144)
36 /
Gateway GPRS Support Node - GGSN
4 Gateway para redes externas IP
4 Trabaja como enrutador para todas las
direcciones IP de MT‘s (Terminaciones
de móvil), que tienen un PDP context
activo
4 Enrutado y tunelizado de paquetes de
daatos
4 Entrega de información de tarificación
para el uso de redes de datos externas
(Internet, X.25, PPP)
37 /
Terminal móvil y Equipo Terminal
4 Terminal móvil (MT)
4 Debe ser equipado con software para GPRS
4 Comunica el TE por medio de un canal de radio con
una BTS
4 3 clases diferentes de MT´s
0 Class A: GPRS y GSM simultáneamente
0 Class B: GPRS PDP context suspendido durante una
llamada GSM
0 Class C: ó GPRS ó GSM
4 Equipo Terminal (TE)
4 Recibe y envía datos de usuario (p.e. laptop)
38 /
Stack de Protocolos, Plano de
Transmisión
Application
Relay
IP, X.25
LLC
39 /
IP, X.25
Relay
SNDCP
Relay
SNDCP
GTP
GTP
LLC
UDP/
TCP
UDP/
TCP
IP
IP
RLC
RLC
BSSGP
BSSGP
MAC
MAC
Network
Service
Network
Service
GSM RF
GSM RF
Frame
Relay
Frame
Relay
MS
Application
Um
BSS
Gb
Ethernet
SGSN
IP, X.25
IP, X.25
Ethernet
Gn
GGSN
Ethernet
Gi
ISP
Stack de protocolos, Plano de Control
Relay
GMM/SM
GMM/SM
GTP
GTP
LLC
LLC
UDP/
TCP
UDP/
TCP
IP
IP
Relay
RLC
RLC
BSSGP
BSSGP
MAC
MAC
Network
Service
Network
Service
GSM RF
GSM RF
Frame
Relay
Frame
Relay
MS
40 /
Relay
Um
BSS
Gb
Ethernet
Ethernet
Gn
Interfase Gn
4 Encapsulacion y tunelizado de paquetes
4 Intercambio de paquetes de datos de usuario,
información de señalización y control entre GSNs a
través del backbone IP
Tunel GTP
Subscriptor
GPRS
41 /
Paquetes IP
Servidor IP
Señalización para crear, modificar y borrar
tunelizados
Interfase Gb
4 Enruta carga IP, señalización GMM/SM y and SMS hacia el
BSS correcto
4 Adapta el tamaño del paquete IP a los requerimientos de los
niveles físicos en Gb (segmentación y reensamblado)
IP
SM
S
GMM/SM
IP Packets
LLC
IP Server
42 /
Abis and Um - Interface
4 Radio Link Control – RLC is responsible for efficient use of
physical link, e.g. segmentation/reass. of LLC frames
4 Medium Access Control – MAC handles the access to the
physical link, e.g. using multiplexing functions
IP Packets, GMM/SM, SMS
LLC Frames
RLC
Temporary Block Flows (unidirectional)
43 /
IP Server
Demostración (Estadísticos y análisis)
44 /
Metodología de encriptado
Input
Kc
Direction
GEA/x
Input
Kc
GEA/x
Output
Output
Unciphered
Frame
Direction
Deciphered
Frame
Ciphered
Frame
MS or SGSN
SGSN or MS
4 El GPRS Encryption Algorithm (GEA/x) tiene tres
parámetros de entrada:
0Llave de encriptado Kc
0Dirección de Transferencia
0Variable de Entrada dependiente del Frame
45 /
¿Cómo desencriptar?
K15
46 /
Demostración (Desencriptado)
47 /
GPRS vs. EGPRS (1/3)
GSM/GPRS
EGPRS
Q
Q
I
GMSK = 1 bit por simbolo
--> 20 kbit/s por ranura
I
8PSK = 3 bits por símbolo
--> 60 kbit/s por ranura
Resultados:
- mayor tasa de transferencia
- mejor eficiencia de espectro
48 /
Niveles de protocolos diferentes entre GPRS/ EGPRS
Niveles de protocolos comunes para GPRS/ EGPRS
Application
IP / X.25
IP / X.25
Relay
SNDCP
LLC
RLC
Relay
BSSGP
LLC
UDP / TCP
UDP / TCP
BSS GP
IP
IP
MAC
MAC
NS
NS
L2
L2
GSM RF
GSM RF
L1bis
L1 bis
L1
L1
MS
RLC
MAC
LLC
IP
49 /
RLC
GTP
GTP
SNDCP
Um
BSS
Radio Link Control
Media Access Control Protocol
Logical Link Control
Internet Protocol
Gb
SGSN
UDP
BSSGP
SNDCP
Gn
GGSN
Gi
User Datagram Protocol
GTP
GPRS Tunneling Protocol
BSS GPRS Protocol
Sub-Network Dependent Convergence Protocol
EGPRS
50 /
EDGE Performance Rates
4 La tasa de transmisión promedio
para EDGE es 30 KBit/s por
ranura
4 La tasa máxima para EDGE es 60
KBit/s por ranura
51 /
Ongoing NEM development for Abis
4 Abis es una interfase propietaria “viva” dentro de la BSS
(Base Station Subsystem)
4 La implementación de Abis cambia de versión
(típicamente una vez al año)
4 Todo el tráfico de aire es transportado a través de la
interfase Abis (Voz, CS-Data, PS-Data)
SIEMENS
Um IF
Ejemplos de versiones:
A
4 Ericsson
Abis
Gb
0… R9 -> R10 -> R11 -> R12 (coming next)
4 Siemens
0… BR5.5 -> BR6.0 (introducción de EDGE)
0-> BR7.0 (introducción de alojamiento de canales Abis dinámicos)
0-> BR8.0 (próximamente)
D900SIEMENS
D900
SIEMENS
SIEMENS
52 /
SIEMENS
D900SIEMENS
D900

TEKTRONIX Redes SS7 GSM/GPRS/EDGE

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