GSM-Arkkitehtuuri

1
GSM-Arkkitehtuuri

• Gsm verkko voidaan karkeasti jakaa kolmeen osaan
• Tukiasemajärjestelmään (BSS) Base Station
  Subsystem
• Keskusjärjestelmään (NSS) Network and Switching
  Subsystem
• Verkonhallintajärjestelmään (NMS) Network
  Managgement Subsystem
• Pekka Herala
• Markku Pellinen
• I-TT-5V Sama Webmuodossa

2
GSM Arkkitehtuuri (Yleiskuvaus)
3
(No Transcript)
4
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• Tukiasema on yhteydessä matkaviestimiin ja
  keskusjärjestelmään radiotien kautta tehtävänään
  yhdistää MS t eli Mobile Station laitteet
  (matkapuhelimet) keskusjärjestelmään.

5
Tukiasemajärjestelmä (BSS)
6
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• BSS koostuu tukiasemista (BTS, Base Tranceiver
  System) ja niitä hallitsevista tukiasemaohjaimista
  (BSC, Base Station Controller) BSSään kuuluu
  myös transkooderi- ja nopeudensovituslaitteisto,
  (TRAU, Transcoder/Rate Adapter Unit).
• Tukiasemaksi kutsutaan fyysistä laitteistotilaa
  tukiasemalaitteineen.

7
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• Laitteistotilan lisäksi BTS koostuu TRXistä
  (Tranceiver) eli lähetin-vastaanottoyksiköistä
  teholähteineen, kombainerista, tehojakajasta,
  antennikaapeleista, mastosta, salauslaitteistosta
  ja antenneista että mastovahvistimista.

8
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• Tukiasemaohjaimen (BSC) tehtävänä on huolehtia
  oman alueensa radioresurssien hallinnasta
  erillään matkapuhelinkeskuksesta eli puheluiden
  läpikytkentään.

9
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• Matkapuhelinkeskus kytkee puhelut oikean BSCn
  kautta MSlle, ja yhteydenaikaisista
  radiorajapinnan tapahtumista huolehtii BSC.
• Jokaisen BSCn alueella on useita tukiasemia,
  joita ryhmittelemällä muodostetaan
  sijaintialueita.

10
Tukiasemajärjestelmä (BSS)

• Transkooderi- ja nopeudensovituslaitteiston
  (TRAU) tehtäviin kuuluvat puheen koodaus ja
  dekoodaus sekä datan nopeussovitus sisäisen
  GSM-verkon ja ulkopuolisten verkkojen
  lähetemuotojen kesken.

11
Keskusjärjestelmä (NSS)

• Keskusjärjestelmän keskeisin komponentti on
  matkapuhelinkeskus (MSC, Mobile Switching
  Center), joka vastaa puheluiden kytkennästä
  GSM-verkon sisällä sekä GSM-verkon ja
  ulkopuolisen verkon välillä.

12
Keskusjärjestelmä (NSS)
13
Keskusjärjestelmä (NSS) rekisterit

• Matkapuhelinkeskukseen voi olla kytkeytyneenä
  viisi rekisteriä, joista kotirekisteri (HLR, home
  location register) ja vierailijarekisteri (VLR,
  Visitor Location Register) ovat pakollisia
  järjestelmän toiminnalle.

14
Keskusjärjestelmä (NSS) rekisterit

• Näiden lisäksi verkossa voi olla tunnistuskeskus
  (AuC, Authentication Centre) ja
  laitetunnusrekisteri (EIR, equipment identity
  register) sekä ryhmäpuhelurekisteri (GCR, Group
  Call Register).
• HLRn tallennetaan tilaaja- ja laskutustietoja
  sekä numeroon liittyvät lisäpalvelut pysyvästi
  tai muuttuvasti. Kukin GSM-tilaaja on
  rekisteröity vain yhteen kotirekisteriin, ja
  määrityksen tekee kotiverkon operaattori.

15
Keskusjärjestelmä (NSS) rekisterit

• VLR sisältää tiedot alueella vierailevasta
  tilaajasta. Matkapuhelimen siirtyessä uudelle
  keskusalueelle, alueen VLR pyytää HLRstä
  matkapuhelimen tilaajatiedot ja ilmoittaa samalla
  puhelimelle uudet sijaintitiedot.

16
Keskusjärjestelmä (NSS) rekisterit

• AuC sisältää tilaajien salaiset tunnistenumerot,
  jotka määritetään tilaajalle verkkoon liittymisen
  yhteydessä.
• EIR säilytetään laitteiden tunnisteita, jolloin
  esim. varastettu puhelin voidaan sulkea.
• GCR tarvitaan verkon uutta toimintoa GSMn
  ryhmälähetystä varten.

17
Verkonhallintajärjestelmä (NMS)
18
Verkonhallintajärjestelmä (NMS)

• Verkonhallintajärjestelmä on yhteydessä BSSn ja
  NSSn ja vastaa verkon ylläpidosta ja
  toiminnasta.
• Keskeinen osa NMSä on käytönohjauskeskus (OMC,
  Operation and Maintenance Centre), jonka avulla
  voidaan asentaa GSM-verkkoelementtien
  ohjelmistoja, syöttää parametreja ja valvoa
  elementtien tiloja.

19
Rajapinnat
20
Rajapinnat

• Kaikki GSM-verkon elementit ovat yhteydessä
  toisiinsa joko suoraan tai välillisesti jonkin
  rajapinnan kautta. Jokaisessa rajapinnassa on
  sallittu vain tietyt toiminteet.

21
Rajapinnat

• Air- eli radiorajapinta on matkaviestimen ja
  tukiaseman välinen rajapinta (MS lt-gt BSC).
• Abis -rajapinta on tukiasemaohjaimen ja
  tukiaseman välinen rajapinta (BSC lt-gtBTS).
• Ater-rajapinta on tukiasemaohjaimen ja
  transkooderin välinen rajapinta.

22
Rajapinnat

• A-rajapinta on transkooderin ja
  matkapuhelinkeskuksen välinen rajapinta.
• QM on rajapinta verkonhallintajärjestelmän ja
  keskusjärjestelmän sekä tukiasemajärjestelmän
  välillä.

23
Lähteet

• Jyrki Penttinen, GSM-tekniikka, Järjestelmän
  toiminta, palvelut ja suunnittelu
• Kalevi Ylinen, Matkapuhelinjärjestelmät,
  kurssimoniste
• http//gprs-course.evtek.fi/GPRSdevelopers/GSM/Ove
  rview_of_GSM_Network.htm
• http//www.ewh.ieee.org/r10/bombay/news5/GSM.htm