Componentes del núcleo de red UMTS

En este post estaremos hablando de la arquitectura del núcleo central, la cual es heredada de la arquitectura GPRS por la transición de GPRS a UMTS y se encarga del manejo de la posición del usuario, manejo de las funcionalidades de la red y determinar los mecanismos de señalización. El núcleo de la red son unidades de redes físicas que integran los dos protocolos orientado a conexión CS, y el protocolo orientado a paquetes PS.

Los dos protocolos a nivel de arquitectura están interconectados pero como se mostrará en la imagen se maneja a través de dos aéreas diferentes de trabajo, cada uno con sus dispositivos protagonistas.

Área orientada a circuitos.
El principal componente del manejo de la conexión con circuitos es el MSC (mobile swtiching centre) el cual tenía entre sus tareas principales.

• Control y manejo del manejo de las frecuencias portadoras.
• Control de los canales.
• Suministrar el servicio de datos.
• Manejo de la base de datos VLR.

Pero dada la importancia de las tareas que tenía que realizar el MSC presentaba 2 desventajas. la primera era que la mejora del MSC era demasiado costosa y difícil, y la segunda es que el escalamiento del servicio era demorado de brindar, por lo que se dividieron las tareas del MSC de la siguiente manera a partir de la entrega 4 (release 4) de la 3GPP.

MSC-Server
Se encarga de las siguientes tareas del control de llamadas del MSC y comunicación con la base de datos VLR.

• Manejo de llamadas con el control de celular de origen y destino y comienzo y fin de la llamada.
• Manejo de la VLR de tal manera que tiene de manera temporal la información de los usuarios de su área y ambos se encuentran integrados dentro de un mismo dispositivo.Interacción con el CS-MGW, determinando la calidad del servicio (QoS), obtener la frecuencia portadora disponible, entre otros.
• A través de la interface Iu-CS se encarga de la terminación de la llamada con el dispositivo del usuario (UE).
• Manejo de la recolección de datos de la llamada (CDR).

GMSC-Server
Además de las funciones del MSC- Server, este servidor es la puerta de entrada y salida, por lo que además maneja las comunicaciones con las redes externas orientadas a circuitos.

CS-MGW
Tiene las siguientes funciones

• Manejo de la frecuencia portadora: Cuando el MSC-Server envía el requerimiento de una portadora, el CS-MGW determina si puede hacer esta señal disponible basadas en la QoS.
• Terminar el manejo de la señal portadora: Dado que varias tecnologías pueden estar en uso, el CS-MGW terminara el uso de la portadora de ATM y podrá usar otra tecnología como IP.
• Conversión de datos y procesamiento de información: Si el CS-MGW esta interactuando con la red UTRAN la información puede ser procesada, por ejemplo en la reducción de la frecuencia o calidad de la llamada, manejo de conferencias telefónicas, cancelar el eco.

Área orientada a paquetes.
El componente principal es el SGSN (Serving GPRS Support Node), contiene la información de los usuarios como el IMSI, identidades temporales, información de la posición del usuario, el protocolo de datos de los paquetes (PDP – Packet Data Protocol), QoS y otros datos y con esto se encargada de iniciar y terminar la transferencia de paquetes, realizando así el establecimiento de sesión y la manejando la movilidad de los usuarios.

El GGSN (Gateway GPRS Support Node) es diferente al GMSC. Este actúa como una interfaz entre los servidores de datos y las otras redes para entrada y salidas de datos, por lo que tiene un firewall integrado para que así todas las conexiones garanticen seguridad entre el usuario y el destino final.

El dominio de transmisión por paquetes es un intranet sofisticado, por lo que maneja un DHCP para dar direcciones IP a los usuarios finales y un DNS para el manejo de nombres en su red. Por ejemplo cuando un SGSN tiene trafico con un GGSN, el SGSN solicita la dirección del GGSN del DNS.

Existe un área externa al área de paquetes llamada IMS la cual provee las servicios en tiempo real por protocolo de paquetes que no puede ser manejado en el protocolo orientado a paquetes únicamente.
En lo que el área de transmisión de paquetes se refiere, el SGSN y el GGSN son insuficientes porque se requieren de mas elementos para la seguridad, el cobro y funcionalidades, pero este texto intenta dar una visión general de la arquitectura.

Arquitectura de alto nivel del sistema UMTS

El sistema de transmición móvil mas popular hoy en día es UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles - Universal Mobile Telecommunications System). Su arquitectura  de funcionamiento se dividen de forma general en 3 partes las cuales explicaremos brevemente.

1. El núcleo de la red (core network)
2. La red de acceso radio (Radio Access Network)
3. El dispositivo del usuario

El núcleo de la red

Es el encargado de mandar información de un dispositivo a otro utilizando elementos llamados swtiches. Para enviar la información existen dos, una es la transmisión por circuitos (CS), y la otra es transmisión por paquetes (PS). La transmisión por circuito se utiliza como interfaz de las líneas telefónicas por cable, como el teléfono de nuestra casa (PSTN) y cualquier otra red que se comunique con este protocolo. La característica de las redes PSTN es que siempre se comunican por circuito y no lo harán por el sistema de paquetes. También existe la transmisión por paquetes (PS) que se encarga de comunicarse con los servidores que maneja la red operadora, es decir la empresa dueña de la red, y además cualquier otro operador que funcione con la comunicación por paquetes. El sistema de internet es el más común sistema de comunicación por paquetes.

Las tareas principales del núcleo de la red son:

• Envía información de un celular a otro.
• Mantenimiento de las bases de datos, como las explicadas AQUÍ.
• Utilizar las bases de datos para realizar y distribuir los recibos de pago.
• Monitoria la posición de los dispositivos móviles para poderles mandar unformación.

La red de acceso radio

Es la encargada de manejar las comunicaciones entre el núcleo red y los dispositivos del usuario, en otras palabras, es la red de telecomunicaciones por radiofrecuencia y su enlace con el núcleo de la red.  Esta red contiene un gran número de estaciones o antenas, que reciben y transmiten la información a los dispositivos móviles y que ellas entre sí forman van formando una gran red que se compone de celdas.
UTRAN es la encargada de realizar la función de transmisión de datos, movilidad del dispositivo entre celdas, comunicación con las antenas y acceso a las redes. El sistema UMTS sigue funcionando también con redes GSM como parte básica en su arquitectura.

El dispositivo del usuario

En la red GSM se solía llamar simplemente estación móvil (mobile station) pero esto cambió con el cambio de tecnología al pasar del 2G al 3G. Actualmente los dispositivos de usuario funcionan en ambas redes, tanto en las redes GSM donde operan las redes 2G como en la red UMTS donde se encuentra la red 3G.

Interfaces

Dos interfaces son respecto a la red UTRAN y el núcleo de la red que tienen el prefijo Iu y nos deja uno por cada interface llamadas respectivamente Iu -CS y Iu-PS.

Las interfaces de comunicación entre la red de acceso y el dispositivo del usuario se llama canal de bajada (downlink o forward link) y el canal de subida (uplink o reversal link).

Si tienes alguna pregunta es bienvenida.

MiFi es encontrado como un dispositivo innovador por la CES

He encontrado en los CES Best of Innovations Awards algunos articulos novedosos, que en realidad aportan a la vida diaria avances importantes en materia de tecnología, desde equipos de sonido para nuestros hogares, diseños nuevos y llamativos para los dispositivos existentes, las siempre novedosas tarjetas de video, pero me concentré en este dispositivo que es parecido a lo que habíamos explicado en el articulo SimFi, pero este se llama MiFi 2200.

El MiFi 2200 Intelligent Mobile Hotspot nos permite estar conectados en una red Wifi, utilizando nuestra red celular 3G. Con el MiFi podremos estar en cualquier lugar y crear un hotspot o punto de enlace wifi prendiéndolo, donde podremos compartir nuestra internet hasta con 5 dispositivos en una red 802.11b/g 2.4 GHz con una cobertura de 10 metros.

Hay tres versiones

MiFi CDMA (EVDO)

• MiFi 2200 EVDO que es para CDMA Mode: 1xEVDO Rev. A/0; 1xRTT y CDMA Bands: 800, 1900 MHz

MiFi WCDMA (UMTS/HSPA)

• MIFI 2352 que es para Tri-band HSUPA/HSDPA - 900/1900/2100 MHz y Quad-band GPRS/EDGE - 850/900/1800/1900 MHz
• MiFi 2372 que es para Tri-band HSUPA/HSDPA - 850/1900/2100 MHz Quad-band GPRS/EDGE - 850/900/1800/1900 MHz

Te parece útil tener este dispositivo? Por cuanto lo comprarías?

La clase media y los dispositivos moviles

Modern Family

Hay muchas cosas que damos por sentado, pero a través del estudio que les presentaré, se muestran algunas tendencias en el manejo y el acceso al internet. La tecnología 4G nos permitirá estar mas fácilmente conectados con un servicio inteligente, pero que lograremos con ello? Un líder en tecnología tiene que saber responder esa pregunta.

La clase media se perfila como un claro componente del manejo de la economía. En la presentación de Joe Crump "a debandada" el menciona los siguientes datos

• En Brasil, en el 2010, 9 de cada 10 PCs serán compradas por las clase media.
• En México, en el 2009, 3.5 de cada 20 PCs pertenece a la clase media.
• En México, 80% de los jefes de hogar en la clase media, cuentan con un celular.
• En Argentina, la venta de smarthpones o teléfonos inteligentes, creció en 14.4% en la clase media.
• En Argentina, se incrementaron en un 99% la venta de computadores portátiles.

En este estudio se muestra el alcance que tienen las tecnologías móviles (comparadas con los PCs o similares), donde la posibilidad de acceder es mucho mayor y además trae más beneficios, que dividiendo la clase media de acuerdo a sus comportamientos, por ejemplo los denominados e-ntusiastas, los escaladores, los e-aventajados y los trabajadores deberán confiar en gran manera en el acceso y disposición de dispositivos móviles para alcanzar el ser competitivos. Si una persona de clase media quiere ser competitivo deberá acceder a la tecnología móvil.

¿Qué implicación tiene esto?

Que las herramientas y los proveedores de servicio, deberán de disponer la tecnología al alcance de la población de clase media, de lo contrario estaría dando un paso atrás.

En posttecno hemos hablado de mobile banking Aqui y en esta exposición se concluye que es una realidad con mucho futuro. Transfercel es una compañía que brinda a los mexicanos el manejo de dinero con telefonía celular y que aporta un valor agregado ahora faltante en la realidad actual de muchos.

Como conclusión la clase media tiene mucho que ofrecer, una estrato que se tiende a abrir puertas a base de trabajo y auto aprendizaje.

Resalto varios puntos de la presentación.

1. Clarifica la importancia del acceso a la tecnología para la educación presentando como ejemplo a aluno integrado.
2. Con la tecnología se DESCUBRE, SE CRECE y SE TRANSFORMA!!

Entonces esta es mi pregunta. En que te ha servido a ti el poder contar con un dispositivo móvil?

La presentación originar esta ACÁ. Les dejo la presentación con una traducción al español.

Bases de datos de red GSM o UTMS

HLR (Home Location Register)
Un HLR es una base de datos de información de los usuarios y es un componente clave en las redes celulares como GSM, TDMA y CDMA. La información almacenada en una HLR para las diferentes tipos de redes es similar, pero difiere en ciertos detalles, además la cantidad de HLR variara de acuerdo al número de usuarios que pueda contener la red. Cuando una persona compra una subscripción de un operador, el o ella es registrada en un HLR.

La HLR contiene información del usuario como:

• El tipo de cuenta
• El estado de la cuenta
• Las preferencias del usuario
• Las subscripciones
• La posición actual
• Información de la SIM
• El MSISDN.

VLR (Visitor Location Register)
Es una base de datos similar a la HLR que se usa en las redes celulares para guardar perfiles temporalmente mientras hacen roaming. La base de datos VLR se obtiene de la información de la HLR. MSC usan información de la VLR para el manejo de usuarios en roaming.

¿Cómo se usan las HLR y las VLR?
Cada red móvil tiene su propia HLR y VLR. Cuando un MSC detecta un celular en su área de cobertura, se fija en su base de datos para identificar si el usuario es de esa área o está en roaming.

• Usuario en su propia área: La HLR tiene toda la información para iniciar, terminar y recibir llamadas.
• Usuario esta en roaming: La base de datos VLR contacta la base de datos HLR del usuario para obtener la información necesaria y setear la cuenta temporalmente.

La posición del usuario se guarda tanto en la base de datos HLR como en la VLR.

Supongamos que el usuario quiere hacer una llamada:

• El usuario está en su área: MSC contacta al HLR antes de hacer la llamada.
• El usuario esta en roaming: El MSC contacta al VLR antes de hacer la llamada.

Supongamos que hay una llamada para el usuario:

• El usuario está en su área: El MSC envía la llamada inmediatamente.
• El usuario esta en roaming: El MSC contacta al VLR para determinar el correcto enrutamiento y manejar la llamada entrante para proceder a transferir la llamada al MSC del roaming.

Centro de autenticación AuC
Contiene los parámetros de autenticación y encriptación de parámetros que verifican la identidad de los usuarios, por ejemplo incluye las claves de seguridad que la red utiliza para verificar su identidad y prevenir acceso a personas no autorizadas y protege a los diferentes operadores de muchas modalidades de fraude. Esta base de datos está fuertemente relacionada con la HLR y aunque no se requiere muchas veces se coloca fisicamente junto al HLR.

HSS (Home Subscriber Server) o UPSF (User Profile Server Function)

Esta base de datos nace después de la entrega 5 de la 3GPP y es básicamente la unión de la base de datos HLR y AuC convirtiéndose así en una base de datos fundamental para LA arquitectura UMTS. Algunas de las funcionalidades de esta base de datos son:

• Contiene los datos que forman los perfiles de los usuarios.
• Realiza autenticación y autorización del usuario.
• Provee información de localización y información IP del usuario.

Cuando existe dentro de una red varias HSS se utiliza un SLF (Subscriber Location Function) que permite determinar cuál es la base de datos adecuada para encontrar al usuario.

Registro Identificador de Equipos (EIR)
Es la base de datos que contiene la identidad del equipo móvil (basados en el IMEI) que previene que las llamadas sean robadas, desautorizadas o que se produzcan de equipos defectuosos. Si un celular es robado, en teoría debería aparecer en esta base de datos para impedir que pueda ser usado en un futuro. La base de datos AUC y la EIR están diseñadas de dos maneras, tanto trabajando independientemente o como trabajando juntas.