Tjenester og arkitektur i GSM og i framtidas multimediatelefoni (UMTS rel. 5)

1
Tjenester og arkitektur i GSM og i framtidas
multimediatelefoni (UMTS rel. 5)

• Dr. Scient. Lill Kristiansen

2
Innhold

• IP / dataverdenen (ICQ, kalender o.a.)
• Repetisjon fra GSM-tjenester
• roaming, viderekopling og voicemail
• Rollene til visited network og home network.
• Eks. på nye tjenester i UMTS rel.5.
• tilgjengelighetstjenester
• Rollene til home network, access network og
  eksterne tjenestetilbydere

3
Om / (ikke-) om

• Ikke om radio-interfacet
• Ikke om multipleksing og link-laget
• Lite om media-strømmene (fete linjer )
• Mye om signallering (stipla linjer - - - - )
• call set-up inkl. roaming
• tilleggstjenester
• andre tjenester og relaterte applikasjoner

4
Bakgrunn

• Fagområdet
• Distribuerte sanntidsplattformer og nomadisk
  kommunikasjon
• Tittel Tjenester og arkitektur i GSM og i
  framtidas multimediatelefoni (UMTS rel. 5)
• SM /MS står for mobile system
• UMTS rel.5 er IP-basert, støtter multimedia

5
Types of multimedia services

• Interactive conversational services
• realtime 2 (or n-) way human speech, very low
  latency
• multimedia call/conferences (even more QoS/BW
  req.)
• voice telephony is one example here
• Interactive games
• may allow more latency in some cases
• Streaming videoclips,
• allowing some delay
• Downloading music, films, files, logoes,
  ringtones
• chat, SMS, email

6
What is MMoIP / multimedia tel.

• It is Voice over IP and more! Multimedia!
• It is NOT scheduled video broadcasting, email,
• It is instant personal communication,
• audio video call between 2 parties
• audio data (shared applic.)
• hybrid services
• call browsing or browsing call
• etc etc

7
Nomadisk, mobil og trådløs

• Trådløs og mobil er ikke det samme!
• Dagbladet / WLAN-oppslag
• trådløse brukerene, lettere bevegelige til fots
  innendørs (bak låste dører)
• Mobile nett som GSM og UMTS støtter
• global roaming, rask handover telefoni
• Nomadisk? Pakk ned, flytt, pakk opp?
• PCLAN?? - PCGSM-data?, - PDA/telefon med GPRS
  always on?

8
Referansemodell trådløs, mobil, nomadisk
fast nett
fast nett
trådløst nett
trådløst nett
(f.eks. trådløs telefon hjemme) WLAN i firma
vilpasse inn her, brukeren firma
9
Eksempler fra IP / web / telefoni

• buddy-tjeneste (ICQ o.l.)
• active address book click2dial (fra
  ATT)OK, urgent only, leave mail, away (dnd) )
  
• ComPage en web-side IP-telefoni fra PC
• viser min tilgjengelighet, email, tel.nr osv.
• kan styres fra PC og WAP
• inkluderer click-to-call fra web-sida til
  IP-tel

!
_at_
-
10
ComPage, (Abid Ali Teepo, UiO)
Service layer web- basedlittle telco properties
Web-server withe.g. preferences / presence
webIP-netw
Web-
brow-
1)
ser
2) Click-to-call
IP-based tel. netw.
PSTN netw.
3)
Telcoproperties
Call
setup
H.323 / SIP
11
Vurdering av ComPage

• Enkelt å lage!
• En bruker kan ha
• flere terminaler og rute mellom dem
• manuelt eller via profiler
• Oppdatering fra PC og mobil (via WAP)
• Hvis alle bruker det før de ringer
• mindre forstyrrelser
• mindre bom-ringer

12
Først om fast-telefoni

• Call og connection er ikke adskilt
• de følger samme vei i nettet
• Etablerer en media strøm (voice-stream)

LE _X_
A
_X_
B2
LE _X_
NNI
B
LE _X_
UNI
13
CFNR Call Forward No Reply

• Call og connection skilles bare på UNI
• calling leg fra A til B (dvs. til B sin LE)
• forwarding leg Fra B til B2
• betaling for 2 samtaler

LE _X_
A
_X_
B2
LE _X_
CFNR aktivert allerede21..
B
LE _X_
UNI
14
GSM mobiltelefoni (for tale)

• GSM nettet består (hovedsakelig) av
• HLR, VLR, MSC
• BTS, BSC (radio-nære komponenter)
• terminalen (mobilen / MS) og SIM-kortet
• GSM skiller ut lokasjons-data
• call og connection separeres noe mot HLR
• Se sekvensdiagram seinere

15
Ringe til nordmann i Norge (47 xyz mn opq)
fra f.eks. utlandet fast/mobil )
Norsk Nett
PSTN-GW
Eller fra fastnettet
16
GSM (2), (fra SIE5010 foil-sett)
Systemstruktur
En korrigering det ligger PSTN mett mellom
disse 2 mobil-nettene se neste ark
17
2 like mobiloperatører

• Både Norsk-Nett og Svensk-Nett har
• aksessnett (BSS base station subsystem)
• Kjernenett bestående av MSC (for alle kunder)
• VLR for roamende / tilstedeværende kunder
• HLR for egne kunder
• Nett-operatørene (var) ikke konkurrenter
• Roaming-avtale når jeg er utenfor eget land
• Standardiserte tjenester så som CFNR, etc

18
Ny konkurranse

• NetCom og Telia har nå samme eier.
• Dvs. at TelenorMob. og TeliaMob. nå er
  konkurrenter i Norden
• CFNR og andre tjenester er standardiserte
• CFNR utføres alltid i MSCen, etter at
  profil-info er brakt fra HLR til VLR
• f.eks. ved registrering / ved aktivering fra
  mobilen
• CFU utføres isteden for oppslag til HLR

19
Til roamende nordmann i Sverige
Norsk Nett
Svensk Nett
MSC
B
Fra fastnettet
A
20
Betaling 2 x utenlandstakst

• A ringer 47... dvs. et norsk nummer gt
• A betaler utenlandstakst til Norge calling leg
• (A veit heller ikke hvor B Ola Normann er, og
  ønsker ikke å betale for at B er f.eks. i USA)
• B roamer til Sverige
• B betaler for videre-rutingen roaming legdvs.
  utenlandstakst til Sverige
• OBSSelv om A og B sitter vegg i vegg

21
Roaming viderekopling CFNR
Norsk Nett
Svensk Nett
MSC
MSC
B
CFNR aktivert i MSC(via VLR)
Fra fastnettet
A
22
Dette gir 3 utenlandssamtaler

• calling leg som før
• roaming leg som før
• forwarding leg
• fra visited network til forwarding network
• her tilbake til Norge og voice-mail-boksen
• Dette kan unngås ved CFU isteden for CFNR
• vil skje fra HLR direkte se neste foil

23
Mobile tjenester ogtjenester for mobile brukere

• CFU, CFNR tjenestene er standardiserte
• eksekveres i serving MSC av stasjonær kode
• dvs. ofte i visited MSC
• For ikke-forstyrr-meg-hvem-som-helst så vi ikke
  dette virke slik
• tjenesten er ikke standardisert,
• må eksekveres i mobilen, eller i hjemmenettet
• Eller vi må ha mobil kode som kan eksekveres i
  visiting MSC -ikke designa for dette.

24
Idag mange nett

• PSTN 22 37 xx xx
• GSM 97 72 xx xx
• Og nn_at_hotmail.com
• Og TV
• Men jeg kan IKKE bruke ADSLen hjemme som aksess
  for GSM / UMTS

Separate Services
Data/IP Networks
PLMN/ GSM
PSTN/ISDN
CATV
Separate users
25
UMTS rel.5 IP-based telco netw.

• Same Core network
• Same User on different accesses
• Same Services
• I can use WLAN, ADSL, LAN, UTRAN (GPRS) etc. as
  accesses in ONE system
• I can have several devices and move between them

Servers
Content
Content
Communication Control
Access Gateways
Access Gateways
Backbone Network
Access
Access
Access
Users
26
UMTS rel.5 architecture
Home A
Home B
HSS Home Subscriber Services CSCF Call
Server Call/Session Control Function P-CSCF P
roxy- I-CSCF Interrogating- S-CSCF Serving-
HSS
HSS
S-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
I-CSCF
Visited B
Visited A
P-SCSF
P-CSCF
GGSN
SGSN
Radio Access Network
LAN Access Network
B
A
27
UMTS rel.5 basic call flow
Home A
Home B
HSS
HSS
S-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
I-CSCF
Her er det tegnet GPRS med QoS som
aksessnett. Annet enn GPRS er lista i 3GPP
som for further study
Visited B
Visited A
P-SCSF
P-CSCF
GGSN
GGSN
SGSN
SGSN
Radio Access Network
Radio Access Network
A
B
28
Rollene for home og visited nettverk i UMTS
rel.5

• Ikke lenger symmetri
• Visited network er nå en aksess-leverandør med en
  Proxy call server (P-CSCF)
• S-CSCF Home network
• koord. tjenestene
• inkl. nye ikke-standardiserte presence-tjenester
• P-CSCF
• leverer lokalt nødnummer

29
Precence/context en ny tjeneste
Personlig call-håndtering basert på kalender info
A-nr etc. (lokasjon,..) Retur f.eks. av peker
til en web-side for B tilbake til A. Forskjellig
info på web-siden avhengig av A-nr.Nesten som
ComPage, men bedre integrert.
Bs presence service GUI via e.g. Outlook
Home A
Home B
HSS
HSS
9B)
7
8
3
4
9
6
5
S-CSCF
S-CSCF
I-CSCF
I-CSCF
15
14
16
2
17
Visited B
Visited A
P-SCSF
P-CSCF
1
18
GGSN
GGSN
SGSN
SGSN
Radio Access Network
Radio Access Network
A
B
30
Personlige data / tjenester

• Hos home, evt. lokalt, ikke i visited
• Lagre personlige data i nettet
• evt. cache lokalt midlertidig
• ikke hard-kode personlige ting på PCen
• Ikke anta at ting kan eksekveres i ende-pkt hvis
  det ikke er sant i alle tilfeller
• husk trådløse terminaler kan være utenfor dekning
  eller med flatt batteri

31
GSM vs UMTS rel.5

• Symmetri
• home /visited
• Standardiserte tjenester
• CFU, CFNR, CFx, ..
• ikke f.eks. CF-2t
• lite flekibelt
• Disse er bundlet inn i signalleringen

• Ikke symmetri
• visited /access P-CSCF
• serving S-CSCF
• Konkurranse på tjenester
• presence
• Mere fleksibilitet
• synkron / asynkron integrert

32
En bruker samme tjenester
Or executedlocally
optionell e.g. WAP-GW
NM
P-SCSF
S-CSCF
P-SCSF
S-CSCF
Endpoint access H-nw.
H-nw. Access Endpoint
33
Personlige data / tjenester

• Hos home, evt. lokalt, ikke i visited
• Lagre personlige data i nettet
• evt. cache lokalt midlertidig
• ikke hard-kode personlige ting på PCen
• Ikke anta at ting kan eksekveres i ende-pkt hvis
  det ikke er sant i alle tilfeller
• husk trådløse terminaler kan være utenfor dekning
  eller med flatt batteri

34
Mere om UMTS rel.5

• På kursdagene 7.jan. kl. 15.00
• Personlige multimediatjenester for mobile brukere
  -Hvordan løses dette i SIP-systemet UMTS-All-IP
• Alle studenter som er her idag skal få gratis
  adgangstegn dit

35
Tips for nomader spar penger

• bruk CFU, ikke CFNR når du roamer i utlandet
• kjøp evt. lokalt kontant-kort for noe lengre
  opphold i utlandet
• Lag evt. ditt egen presence / mobility
  management system via web / email Se
• www.nr.no/lill
• heima.olivant.fo/styrheim/kontakt.no.html

36
RoamingBetaling 2 x utenlandstakst

• A ringer 47... dvs. et norsk nummer gt
• A betaler utenlandstakst til Norge calling leg
• (A veit heller ikke hvor B Ola Normann er, og
  ønsker ikke å betale for at B er f.eks. i USA)
• B roamer til Sverige
• B betaler for videre-rutingen roaming legdvs.
  utenlandstakst til Sverige
• OBSSelv om A og B sitter vegg i vegg

37
CFNR gir 3 utenlandssamtaler

• calling leg som før
• roaming leg som før
• forwarding leg
• fra visited network til forwarding network
• her tilbake til Norge og voice-mail-boksen
• Dette kan unngås ved CFU isteden for CFNR
• vil skje fra HLR direkte se neste foil

38
CFU (Call Forward Unconditional)ingen utgift for
A når B ringer
Svensk Nett
Norsk Nett
MSC
MSC
B
CFU aktivert i MSC fra HLR
Fra fastnettet
A