Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS Geran GSM RF Appl SNDCP LLC RLC MAC GSM RF PCU PCU RLC MAC BSSGP Network Service Frame Relay BSSGP Network Service Frame Relay SNDCP LLC IP RFC 1490 Frame Relay GTP UDP/TCP Appl IP RFC 1490 Frame Relay GTP UDP/TCP Um Um Abis Abis Gb Gb Gn Gn Gi Gi
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Seminario de redes SS7/GSM/(E)GPRS
Geran
GSM RF
Appl
SNDCP
LLC
RLC
MAC
GSM RF PCU PCU
RLC
MAC
BSSGP
Network Service
Frame Relay
BSSGP
Network Service
Frame Relay
SNDCP
LLC
IP
RFC 1490
Frame Relay
GTP
UDP/TCP
Appl
IP
RFC 1490
Frame Relay
GTP
UDP/TCP
UmUm AbisAbis GbGb GnGn GiGi
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE2 /
Contenido del seminario
4 SS7 0 Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7
4 GSM0 Interfase Abis; problemas en la interfase aire a ser evaluados en los
enlaces de señalización 0 Interfases GSM (Camel, MAP, etc) 0 La mejora del desempeño con la correlación de información en varias
interfases4 GPRS
0 Interfases Gr, Gn, Gi, etc0 Interfase Gb; aplicaciones para detección de razones de liberación de
conexión 0 Interfase Gb; Detección de problemas de desempeño en la red por
medio de estadísticos 0 Interfase Gb; ¿Despliegue de información encriptada?
4 EDGE 0 Evolución de la red de datos 0 Evolución de la interfase Abis0 Monitoreo Abis (GSM/GPRS/EDGE)
SS7
Depurando el funcionamiento de la red ISUP/SS7
Sesión 1
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE4 /
4Problemas de tiempo con los mensajes4Debido 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
Guias para identificación de problemas en redes fijas ó moviles en ISUP
SPC SPC
Red A Red B
IAM
ACM
∆t
ANM
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE5 /
Diferencia de tiempos entre mensajes
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE6 /
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 Normal0Evento Normal0Recurso no disponible0Servicio u opción no disponible0Servicio u opción no implementado0Mensaje inválido (parámetro fuera de rango)0Error de protocolo0Interfuncionamiento
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE7 /
Release Cause Class 0: Evento Normal
4Unallocated (unass.) number4No route to specd. transit net4No rute to destination4Send special information tone4Misdialed trunk prefix4Preemption4Circuit reserved for reuse
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE8 /
Release Cause Class 1: Evento Normal
4Normal Call Clearing4User busy4No user responding4No answer from user4Subscriber absent4Call rejected4Number changed4Destination out of order4Address incomplete4Facility rejected4Normal - unespecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE9 /
Release Cause Class 2: Recurso no disponible
4No circuit available4Network out of order4Temporary failure4Switching equipement congestion4Access information discarded4Requested channel not available4Precedence call blocked4Resource unavailable - unespecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE10 /
Release Cause Class 3: Servicio u opción no disponible
4Requested fac. not subcribed4O/C calls barred within CUG4Bearer capabil. not authorized4Bearer capabil. not available4 Inconsistency in O/A info4Service/option not available
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE11 /
Release Cause Class 4: service oroption not implemented
4Bearer capability not implemented4Requested fac. not implemented4Only restricted capabil avail.4Service/option not implemented
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE12 /
Release Cause Class 5: Mensaje invalido (p.e. parámetro fuera de rango)
4User not member of CUG4 Incompatible destination4Non-existent CUG4 Invalid transit net selection4 Invalid message, unspecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE13 /
Release Cause Class 6: Error de protocolo (p.e. mensaje desconocido)
4Msg type non existent/implem.4Parm non-exist/implem. –discard4Recovery on timer expiry4Parm non-exist/impem.-passed4Msg with unrecogn. par. disc.4Protocol error, unspecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE14 /
Release Cause Class 7: Interfuncionamiento
4 Interworking, unespecified
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE15 /
Análisis fuera de línea
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Clase 0 Evento
Normal
Clase 2 Recurso
no disponible
Clase 4 Servicio u
opción no
implementada
Clase 6 Error de
protocolo
Intentos
Causas de colgado
Lamadas exitosas/no existosas
Succesful Calls
Non Succesful Calls
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE16 /
Análisis en tiempo real
4 El mismo análisis en tiempo real nos permite predecir problemas graves antes de que estos ocurran
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE17 /
Interfase Abis
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE18 /
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE19 /
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-offsprematuros o congestión en algunas celdas o subutilización en otras, es muy util conocer los niveles reportados por móviles y BTS’s00 -<110 dBm063 -48 dBm
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE20 /
¿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 reallizauna 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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE21 /
Calidad de recepción
4 En una situación ideal, la mayoría de los eventos deberían estar por encima de RXQUAL > 4
18.1BER>12.87
9.05%6.4%<BER<12.86
4.53%3.2%<BER<6.4%5
2.26%1.6%<BER<3.2%4
1.13%0.8%<BER<1.6%3
0.57%0.2%<BER<0.8%2
0.28%0.2%<BER<0.4%1
0,14 %BER < 0.2 %0
Assumed BER
Bit Error RateRXQUAL
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE22 /
Cobertura e Interferencia
¿Es posible determinar desde la red si existen problemas de cobertura e interferencia en las celdas?
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE23 /
Diagrama Nivel Rx vs Calidad Rx
4 Normalmente se espera que0Si 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
Incrementa nivel de recepción
Mala cobertura
Probable interferencia
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE24 /
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.
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE25 /
Detección de problemas de cobertura
4 La graficación de Niveles de Rx contra TA (TimingAdvance) nos describe problemas de islas en la cobertura de la red
4 Pueden ser:0Zonas no cubiertas por la
célula0Zonas que se caracterizan
por tener áreas elevadas; cerros, montes, etc
0Etc…
Problema de islas
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE26 /
Entidades GSM
4 Identidad de PLMN0Es 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-MSIN0El MSIN (Número de Identidad de Estación Móvil) identifica
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
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE36 /
Serving GPRS Support Node - SGSN
4 Manejo de movilidad0Attach, 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)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE37 /
Gateway GPRS Support Node - GGSN
4Gateway para redes externas IP
4Trabaja como enrutador para todas las direcciones IP de MT‘s (Terminaciones de móvil), que tienen un PDP context activo
4Enrutado y tunelizado de paquetes de daatos
4Entrega de información de tarificación para el uso de redes de datos externas (Internet, X.25, PPP)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE38 /
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´s0Class A: GPRS y GSM simultáneamente0Class B: GPRS PDP context suspendido durante una
llamada GSM0Class C: ó GPRS ó GSM
4 Equipo Terminal (TE)
4 Recibe y envía datos de usuario (p.e. laptop)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE39 /
Stack de Protocolos, Plano de Transmisión
GSM RF
MAC
RLC
LLC
SNDCP
Frame
Relay
NetworkService
BSSGP
LLC
SNDCP
MS BSS SGSNGbUm
IP, X.25
IP
UDP/TCP
GTP
IP
UDP/TCP
GTP
EthernetFrameRelay
NetworkService
BSSGP
GSM RF
MAC
RLC
Relay
IP, X.25
Ethernet
IP, X.25
Gn Gi
RelayIP, X.25
Relay
Appli-cation
Appli-cation
GGSN ISP
Ethernet
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE40 /
Stack de protocolos, Plano de Control
GSM RF
MAC
RLC
LLC
GMM/SM
Frame
Relay
NetworkService
BSSGP
LLC
GMM/SM
MS BSS Gb
Um
IP
UDP/TCP
GTP
IP
UDP/TCP
GTP
EthernetFrameRelay
NetworkService
BSSGP
GSM RF
MAC
RLC
Relay
Gn
Relay Relay
Ethernet
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE41 /
Interfase Gn
4Encapsulacion y tunelizado de paquetes4 Intercambio de paquetes de datos de usuario,
información de señalización y control entre GSNs a través del backbone IP
Servidor IP
Tunel GTPTunel GTP
SubscriptorGPRS
Paquetes IP
Señalización para crear, modificar y borrar
tunelizados
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE42 /
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 Server
IP Packets
LLC
IP SM
S
GMM/SM
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE43 /
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 Server
IP Packets, GMM/SM, SMS
Temporary Block Flows (unidirectional)
LLC Frames
RLC
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE44 /
Demostración (Estadísticos y análisis)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE45 /
Metodología de encriptado
GEA/xGEA/xGEA/xGEA/xKc
Input Direction
UncipheredFrame
DecipheredFrame
CipheredFrame
Kc
Input Direction
MS or SGSN SGSN or MS
4 El GPRS Encryption Algorithm (GEA/x) tiene tresparámetros de entrada:0Llave de encriptado Kc0Dirección de Transferencia0Variable de Entrada dependiente del Frame
OutputOutput
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE46 /
¿Cómo desencriptar?
K15
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE47 /
Demostración (Desencriptado)
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE48 /
GPRS vs. EGPRS (1/3)
I
Q
I
Q
GSM/GPRS EGPRS
GMSK = 1 bit por simbolo
--> 20 kbit/s por ranura
8PSK = 3 bits por símbolo
--> 60 kbit/s por ranura
Resultados:
- mayor tasa de transferencia
- mejor eficiencia de espectro
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE49 /
GPRS vs. EGPRS (2/3)
GTP SNDCP
RLC BSSGP
GSM RF
MAC
RLC
LLC
SNDCP
IP / X.25
Application
GSM RF
MAC
L1bis
NS
Relay
NS
L1
L2
Relay
L1 bis
IPBSS GP
LLC UDP / TCP
L1
L2
IP
UDP / TCP
GTP
IP / X.25
MSUm Gb Gn Gi
BSS SGSN GGSN
RLC Radio Link Control UDP User Datagram ProtocolMAC Media Access Control Protocol GTP GPRS Tunneling Protocol LLC Logical Link Control BSSGP BSS GPRS Protocol IP Internet Protocol SNDCP Sub-Network Dependent Convergence Protocol
Niveles de protocolos comunes para GPRS/ EGPRSNiveles de protocolos diferentes entre GPRS/ EGPRS
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE50 /
GPRS vs. EGPRS (3/3)
EGPRS
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE51 /
EDGE Performance Rates
4 La tasa de transmisión promediopara EDGE es 30 KBit/s porranura
4 La tasa máxima para EDGE es 60 KBit/s por ranura
Seminario redes SS7/GSM/GPRS/EDGE52 /
Ongoing NEM development for Abis
4Abis es una interfase propietaria “viva” dentro de la BSS
(Base Station Subsystem)
4La implementación de Abis cambia de versión(típicamente una vez al año)
4Todo el tráfico de aire es transportado a través de la