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Que es la red GSM:
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RED GSM

Un poco de Historia
Comparacion Analogico-Digital
Introduccion Tecnica
Arquitectura de Base

 
GSM: Un poco de historia
A principios de los '80, los sistemas telefónicos móviles analógicos han tenido un rápido desarrollo en Europa, y así cada nación desarrolló un sistema propio, pero que era incompatible con los sistemas de otros países. Esta situación no era agradable, porque no sólo los sistemas móviles debían limitar su operatividad dentro de los confines nacionales, (que en una Europa unida se estaban convirtiendo cada vez en más numerosos, menos importantes), sino que también creaba un mercado muy limitado para los varios tipos de preparaciones necesarias a la implantación y al desarrollo de las redes, de tal forma que no podían realizarse economías de gran escala con los consiguientes ahorros tanto a favor del usuario como de los operadores de red. 

En 1982, un gestor público de servicios de telefonía móvil de los países nórdicos (Nordic PTT) envió una propuesta al CEPT (Conference Européenne de Postal et Tèlécommunications) para la implantación de un servicio común de telefonía móvil europeo en la frecuencia de los 900 MHz. El CEPT decidió entonces formar el Groupe Speciale Mobile (del que proviene el nombre GSM) con el fin de desarrollar un standard pan-europeo para las comunicaciones celulares. Actualmente el acrónimo GSM está para Global System for Mobile Communication, donde se ha querido utilizar el término global a causa de la adopción de este standard en cada continente del planeta. 

Entre 1982 y 1985 se planteó qué tipo de sistema construir: digital o analógico. Pero en 1985, tras numerosas discusiones, el grupo decidió implantar un sistema basado en tecnología digital. El paso siguiente fue el de elegir entre la solución de banda ancha (broadband) o banda estrecha (narrowband). Por esta razón, en 1987 se efectuaron en París pruebas de campo, en las que diferentes fabricantes propusieron soluciones diversas (broadband y narrowband). En mayo de 1987 se eligió la solución narrowband TDMA (Time Division Multiple Access). 

En el mismo periodo las 13 primeras naciones (en el Reino Unido dos operadores) firmaron el MoU (Memorandum of Understanding), comprometiéndose a respetar las normativas y prometiendo tener el mismo sistema basado en el standard GSM operativo a partir de primeros de Julio de 1991. El cuerpo del standard estaba formado inicialmente por poco más de cien normativas -a cuya redacción colaboraron PTT, centros de búsqueda y empresas manufactureras de toda Europa- y representa uno de los proyectos más ambiciosos de los últimos diez años de la European Telecommunications Standard Institute (ETSI), al cual la CEE le ha mandado unificar la normativa europea en el sector de las telecomunicaciones y que en 1990 publicó la Fase I de las normativas del sistema GSM. Los primeros servicios comerciales fueron lanzados a mediados de 1991, y en 1993 estaban ya operativos 36 redes GSM en 22 países. 

Las normativas se ampliaron enseguida para incluir una interfaz aérea también para la banda de los 1800-1900 MHz (DCS1800- PCS1900). En particular a USA se le ha concedido la banda de los 1900 MHz y a Europa y a los otros países extranjeros la de los 1800 MHz. 

A pesar de que se haya estandarizado ya en Europa, el sistema GSM no es sólo un standard europeo, de hecho hay redes GSM operativas o planificadas en 1996 en otros 100 países de todo el mundo. El aumento de los abonados ha sido vertiginoso: 1.3 millones a inicios de 1994, 5 millones a inicios de 1995, hasta alcanzar los 10 millones en 1995 tan sólo en Europa. 

El standard GSM reúne una serie de mejoras e innovaciones respecto a las redes celulares existentes, destinadas a un uso eficiente del espectro de las radio-frecuencias (RF), a la seguridad de la transmisión, a la mejora de la calidad de conversación, a la reducción del coste de los terminales, de las infraestructuras y de la gestión, a la capacidad de soportar nuevos servicios y a la plena compatibilidad con la red ISDN (Integrated Services Digital Network) y con otras redes de transmisión de datos. 

Además, la red radio móvil GSM constituye el primer sistema estandarizado para usar una técnica de transmisión numérica por el canal radio: este punto representa una característica peculiar de la red, en tanto en cuanto todos los sistemas radio celulares anteriores, utilizaban técnicas de transmisión analógicas. Otra característica de base del sistema es el roaming (movilidad), es decir la posibilidad ofrecida al usuario de móvil, de acceder a los servicios GSM también cuando se encuentra físicamente fuera del área de cobertura de la propia red de suscripción, registrándose como usuario visitante. El Roaming es completamente automático dentro de todas las naciones con cobertura del sistema GSM. Además de la posibilidad de efectuar Roaming, el GSM ofrece nuevos servicios para el usuario, como la transmisión de datos, el servicio fax y el servicio de transmisión breve de mensajes de texto. 

El sistema GSM reúne un cierto número de “interface open” (OSI = Open System Interconnection) ofreciendo funciones de servicio y de capacidad, permitiendo a las industrias una flexibilidad de implantación de la red y a los operadores más facilidad en instalación y manutención de los equipamientos. 

Resumiendo, las principales características de este nuevo proyecto, se dirigían a alcanzar los siguientes objetivos

  • Posibilidad de usar el mismo terminal radio en todos los Países del área CEE, y en aquellos Países no pertenecientes a la Comunidad pero que utilizan el mismos standard (Roaming internacional).

  •  
  • Mejora de la eficiencia espectral respecto a las actuales redes radiomóviles celulares de tipo analógico.

  •  
  • Seguridad de la transmisión radio (para impedir interceptar las conversaciones y los datos identificativos de los usuarios).

  •  
  • Empleo de la técnica numérica, para permitir mejorar la calidad fónica, la transmisión de datos y la compatibilidad con los standards internacionales a nivel OSI (Open System Interconnection) e ISDN (Integrated Services Digital Network). 
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COMPARACIÓN ENTRE SISTEMA RADIOMÓVIL Y DIGITAL
CARACTERÍSTICAS ANALÓGICO DIGITAL
Estandarización Falta de estandarización internacional. 

Ha hecho que cada país desarrollase su propio sistema, provocando la incompatibilidad. 

Existencia de estandarización internacional. 

Los standards internacionales garantizan la compatibilidad entre los sistemas de países distintos, permitiendo a los abonados usar sus propios terminales en aquellos países que hayan adoptado el standard digital y que hayan estipulado un acuerdo con el propio proveedor del servicio. 

Roaming Internacional (Mobilidad)  Limitado.

El roaming está limitado debido a la inseguridad de los sistemas analógicos a los accesos no autorizados por los países que adoptan el mismo standard y a causa de la incompatibilidad técnica para los países que adoptan standards diversos. 

Ilimitado.

El roaming no está limitado a las áreas cubiertas por un cierto sistema; las llamadas pueden ser tasadas y tratadas usando el mismo número personal también cuando un abonado se traslada de un país a otro. 

Capacidad  Limitada.

Las señales de radio analógicas comportan un aprovechamiento ineficaz de los recursos del espectro radio; cada soporte de radio viene asociado a un único usuario (SCPC = Single Channel Per carrier) empleando un canal radio para cada conversación y limitando el nuevo uso de las frecuencias radio (imposibilidad de crear celdas con pequeños diámetros). 

El sistema no permite ofrecer un número elevado de abonados en el interior de un área limitada. 

Potenciada.

Las señales radio digitales desarrollan mejor el espectro radio permitiendo el tener celdas también con pequeños diámetros (algún centenar de metros). De este modo el sistema puede servir en un área determinada, a un número elevado de abonados. 

Además el soporte radio está asignado a más usuarios a través de un acceso múltiple a división de tiempo (TDMA = Time Division Multiple Access). Actualmente en el GSM, en cada canal radio, pueden conversar hasta 16 usuarios contemporáneamente con el código Half Rate

Calidad Suficiente.

El número limitado de frecuencias disponibles y la falta de algoritmos de codificación, aptos para proteger la señal de molestias y de interferencias co-canal, implican frecuentemente una calidad fónica apenas suficiente. 

Buena y constante. 

Gracias a la mejora del control de los recursos radio (potencia variable ya sea en MS como en BTS), de la codificación, del interleaving y del frequency hoping, las estaciones móviles están en grado de ofrecer una mejor calidad, aún en condiciones de propagación variable. 

Costes Elevados.

Para los operadores, los costes del sistema son más altos a causa del elevado número de canales radio utilizados por un sistema analógico (cerca de 600 en un sistema TACS), que implica la instalación de un número elevado de receptores radio para cada propia BTS, que por tanto necesita de un mayor trabajo ya sea en la instalación como en el mantenimiento. 

 

Reducidos.

Para los operadores, los costes del sistema son relativamente bajos; de hecho en un sistema digital el número limitado de canales radio (124 en GSM) permite el uso de un número inferior de receptores radio para BTS, con el consiguiente ahorro de dinero en términos de espacio, aparatos y tiempo de instalación. 

Para los usuarios, los costes de los terminales son más bajos, puesto que el standard es internacional, la cantidad es mayor y los fabricantes pueden beneficiarse de significativas economías de escala. 

Seguridad en el acceso al sistema y en las conversaciones No protegido. 

Los sistemas analógicos tienen la desventaja de no poseer mecanismos con autenticación de los terminales. Esto no excluye la interceptación y explotación no autorizada o abusiva de los datos de acceso de los usuarios. 

Las conversaciones se pueden además monotorizar y seguir por cualquiera que posea un modesto aparato. 

Protegido.

Las potentes técnicas de autenticación y código secreto para todos los datos de señalización y conversación permiten un acceso protegido a la red para una parte de los usuarios, garantizando un elevado grado de confidencialidad. 

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GSM: INTRODUCCIÓN TÉCNICA
A diferencia de lo que sucede en la red telefónica fija, en la que el terminal de cada usuario está conectado a la red mediante un punto de acceso unívoco, en una red radio-móvil, el abonado puede desplazarse por cualquier punto de la misma. Por tanto, los datos relativos al abonado deben ser memorizados en una base de datos que se pueda consultar y actualizar desde cualquier punto de la red. 

La característica de base de un sistema radio-móvil puede resumirse en términos de enlaces entre los aparatos radio, los nodos radio-móviles, la base de datos y la red PSTN/ISDN, con el fin de identificar los terminales móviles, para estabilizar, controlar y terminar las conexiones y actualizar los datos de gestión. 

En todos los sistemas radio-móviles el factor que tiene mayor importancia en el proyecto del sistema, es el espectro de frecuencia disponible (ancho de banda), de hecho el número de frecuencias radio asignado a estos servicios es limitado. 

 Para aprovechar al máximo el ancho de la banda disponible, con el fin de servir a más usuarios a la vez en un mismo sector, el sistema se estructura subdividiendo el área de servicio (Service area) en zonas delimitadas llamadas celdas. Cada celda tiene una Estación Radio Base (BTS) que opera en un set de canales radio, diferentes a los utilizados en las celdas adyacentes, para evitar interferencias. Este tipo de subdivisión permite la reutilización de las mismas frecuencias en celdas no adyacentes. La unión de las celdas, que en su conjunto utilizan todo el espectro radio disponible, se llama cluster

Generalmente se utilizan formas regulares de celdas y por tanto de clusters para cubrir un área de servicio. Teóricamente las celdas se pueden imaginar con forma hexagonal, aunque en realidad su forma es irregular a causa de la no homogénea propagación de la señal de radio, debido principalmente a la presencia de obstáculos. 

Reduciendo el diámetro de las celdas la capacidad del sistema aumenta, aunque el uso de esta elección supone la disminución de la distancia de reutilización de las frecuencias, es decir de la distancia entre dos celdas co-canal, que conlleva el aumento de la interferencia co-canal. Parece evidente que la capacidad del sistema, amén del número de canales disponibles, está ligada a este tipo de interferencia y, por ello, el sistema GSM utiliza técnicas, que se describirán a continuación, destinadas a minimizarlas. 

El standard GSM utiliza la tecnología de acceso a división de frecuencia (FDMA) combinada con la de acceso a división de tiempo (TDMA): 8 canales vocales (Full rate) o bien 16 (Half rate "multiplexadas" en un único canal radio, junto a las informaciones de control de error, necesarias para disminuir la interferencia debida al ruido, y a las informaciones de sincronización y señalización. 

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GSM: ARQUITECTURA DE BASE DEL NETWORK
La arquitectura de base del sistema GSM prevé cuatro subsistemas principales cada uno de los cuales contiene un cierto número de unidades funcionales y está interconectados con el otro mediante inferfaces standard que se describirán a continuación. Los subsistemas principales del network y los elementos que lo componen son: 
  • MS (Mobile Station).

  •           - ME (Mobile Equipment).
              - SIM (Subscriber Identity Module). 
  • BSS (Base Station Sub-System).

  •           - BSC (Base Station Controller).
              - BTS (Base Transceiver Station). 
  • NSS (Network Sub-System).

  •           - MSC (Mobile Switching Centeer) - (Home Location Register).
              - HLR VLR (Visitor Location Register).
              - AUC (Autentication Center).
              - EIR (Equipment Identity Register). 
  • NMC (Network Management Center).

  •           - OMC (Operation and Maintenance Center). 

La Mobile Station es el terminal radiomóvil transportado por el abonado. El Base Station Sub-System se ocupa del control de la conexión radio con el MS. El Network Sub-System realiza la conmutación de las llamadas entre redes móviles y la red fija o hacia otras redes radiomóviles y se ocupa además de la supervisión de la movilidad de los abonados. Desde el Network Management Center se pueden controlar todas las operaciones en curso, además de efectuar la configuración de la red. A continuación sigue la descripción de las mencionadas entidades. 
 
 

Mobile Station

La Mobile Station está formada por el Mobile Equipment (el terminal GSM) y por el Subscriber Identity Module (SIM), una pequeña tarjeta dotada de memoria y microprocesador, que permite identificar al abonado independientemente del terminal usado; y por tanto la posibilidad de continuar recibiendo y efectuando llamadas y utilizar todos los servicios subscriptos insertando la tarjeta SIM también en un terminal que no sea el propio.

  • Mobile Equipment

  • El Mobile Equipment está inequívocamente identificado dentro de cualquier red GSM por el International Mobile Equipment Identity (IMEI). 

    El IMEI es un número de 15 cifras y tiene la siguiente estructura; 
    IMEI = TAC / SNR / sp 

    Donde:

    TAC = Type Approval Code, determinado por el cuerpo central del GSM (6 CIFRAS).
    FAC = Final Assembly Code, identifica al fabricante (2 cifras).
    SNR = Serial Number (6 cifras).
    Sp = Cifra suplementaria de reserva (1 cifra).

Los terminales GSM están subdivididos en cinco clases basándose en la misma potencia con la que pueden transmitir sobre el canal radio, que varía desde un máximo de 20 Watt a un mínimo de 0.8 Watt. La siguiente tabla resume las características de estas cinco clases.
  

CLASE POTENCIA MÁXIMA TIPO
1 20 VEHICULAR
2 8 PORTÁTIL
3 5 PALMARIO
4 2 PALMARIO
5 0.8 PALMARIO
Clases de potencia para el MS

La potencia del MS determina la capacidad de ésta última para alejarse de la estación transmisora/receptora (BTS) de la red y poder seguir disfrutando del servicio. 

Una peculiaridad de los MS está formada por la capacidad de variar la potencia de emisión de la señal sobre el canal radio de forma dinámica en 18 niveles, con el fin de poder mantener en cada momento la potencia de transmisión óptima, limitando así las interferencias co-canal inducidas sobre las celdas adyacentes y por tanto reduciendo los consumos del terminal. Estos dos últimos aspectos están mejorados por el Discontinuos Transmit (DTX) que inhibe la transmisión cuando el usuario no habla, gracias a la función Voice Activity Detection (VAD) que verifica la presencia o no de actividad vocal. El aumento o la disminución de la potencia de la señal transmitida le llega a la MS desde BSS que monotoriza constantemente la calidad de comunicación.
 

  • SIM 

  • La tarjeta SIM contiene la International Mobile Subscriber Identity (ISMI), usada para identificar al abonado en cualquier sistema GSM, los procedimientos de criptografía que garantizan la confidencialidad de la información del usuario, otros datos como por ejemplo memorias alfanuméricas del teléfono y memorias para mensajes de texto (SMS) y finalmente una contrasena para impedir el uso no autorizado de dicha tarjeta y para el acceso a posteriores funciones. 

    La IMSI tiene la siguiente estructura:
    MCC / MNC / MSIN

    donde:
    MCC = Mobile Country Code (2 o 3 cifras, para Italia 39)
    MNC = Mobile Network Code (2 cifras, en Italia 01 para TIM y 10 para Omnitel)
    MSIN = Mobile Station Identification Number (max 13 cifras)


 
 

Base Station Sub-System

El Base Station Sub-System controla la interfaz radio. Está compuesto por una o más Base Transceiver Station (BTS) y por un Base Station Controller (BSC). Estos elementos se comunican entre sé a través de una interfaz estandarizada tipo A-bis, con el fin de permitir operaciones incluso entre componentes construidos por fabricantes diferentes, además el BSC está conectado al Mobile Switching Center (MSC) mediante una interfaz tipo A. 

  • Base Transceiver Station 

  • El Base Transceiver Station aloja todos los receptores transmisores que sirven una celda y que se interesan por recibir y enviar información al canal radio, abasteciendo una interfaz física entre la Mobile Station y el BSC. EL BTS ejerce una serie de funciones descritas a continuación:

    • Capacidad de gestionar canales Full Rate y Half Rate. 
    • La gestión de la Antenna Diversity, es decir la utilización de dos antenas de recepción para mejorar la calidad de la señal recibida; las dos antenas reciben de forma independiente la misma señal y están afectadas de distinto modo por el fading; la posibilidad de que ambas sean afectadas contemporáneamente por un fading profundo es muy pequeña. 
    • Supervisión del Relación Ondas Estacionarias (ROS) en antena. 
    • Frequency Hopping (FH): cambio de la frecuencia usada en un canal radio a intervalos regulares, con el fin de mejorar la calidad del servicio a través de las distintas frecuencias. 
    • Discontinuos Transmission (TDX) ya sea en el up-link como en el down-link. 
    • El Control Dinámico de la Potencia (DPC) del MS y de la BTS: el BSC determina la potencia óptima con la que del MS y la BTS deben transmitir sobre el canal radio (explotando las mediciones realizadas por MS y BTS), para mejorar la eficiencia espectral. 
    • La gestión de los algoritmos de clave: la información de los usuarios criptografía para garantizar al abonado una cierta discreción sobre el canal de tráfico y el de señalización. El proceso de criptografía de los datos debe ser realizado por la BTS sobre las informaciones transmitidas el canal radio; el algoritmo de criptografía que debe utilizarse es comunicado a la BTS por la BSC en base a las indicaciones recibidas por la MSC y la clave de criptografaziones única para casa usuario. Actualmente el standard GSM Fase II admite 8 algoritmos de clave 
    • Monitorización de la conexión radio realizando medidas significativas sobre señales RF, medidas que luego se envían a la BSC para la elaboración con la finalidad de asegurar un elevado nivel de calidad de la conexión. 
  • Base Station Controller 

  • El Base Station Controller gobierna los recursos radio para una o más BTS, controlando la conexión entre las BTS y las MSC (centrales de conmutación que proporcionan la conexión a la red física y a otras redes), y además gestionando los canales radio, la señal, el frequency hopping y los handover. En particular permite:

    • La gestión y configuración del canal radio: para cada llamada tiene que elegir la celda correcta y una vez en su interior seleccionar el canal radio más apto para efectuar la conexión. 
    • La gestión de los handover: sobre la base de las medidas recibidas por el BTS, decide cuando efectuar el handover, es decir el cambio de celda cuando el usuario se desplaza durante una conversación dentro del área de cobertura de su competencia. 
    • Funciones de transcodificación de los canales radio Full Rate( 16 kbps ) o Half rate ( 8 kbps ) en canales a 64 kbps. 

 
 

Network Sub-System

El Network Sub-System explica las funciones de conmutación para la conexión con otros abonados de la red fija o móvil mediante la MSC y las funciones de database, distribuidas en 4 nudos inteligentes (HLR, VLR, AUC, EIR) para la identificación de los terminales y de los usuarios, la actualización de su posición, la autenticación y conducción de las llamadas a un abonado en roaming.

  • Mobile Switching Centre 

  • El Mobile Switching Centre (SMC) es el elemento central del NSS. Se ocupa, basándose en las informaciones recibidas desde el NLR y desde el VLR, de la conducción (routing) y gestión de la señal de todas las llamadas directas y provenientes desde varios tipos de redes, como PSTN, ISDN, PLMN y PDN. Implementa además las funciones de gateway con los otros componentes del sistema y de gestión de los procesos de handover, conmutando las llamadas en curso entre BSC diferentes o hacia otro MSC. 

    Dentro del servicio pueden estar presentes más MSC y cada una es responsable de la gestión del tráfico de una o más BSS y desde el momento en que los usuarios se trasladan por toda el área de cobertura, para garantizar a cada uno un nivel de servicio constante, los MSC tienen que encontrarse en situación de gestionar números de usuarios variables en tipología además de en calidad. 

    Otras funciones fundamentales de los MSC se describen a continuación:

    • Autenticación del que llama; la identificación de la MS que ha efectuado la llamada es necesaria para determinar si el usuario está habilitado para disfrutar del servicio. 
    • Confidencialidad acerca de la identidad del usuario: para garantizar la confidencialidad acerca de la identidad de un usuario en el canal radio, aún estando ya todas las informaciones criptografiadas, el sistema no transmite nunca el IMSI asignado cuando el usuario subscribe el abono; sin embargo se le asigna el Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI), que se asigna en el momento de la llamada y tiene un significado temporal: crear la correspondencia entre TMSI e IMSI es tarea del MSSC y cuando el móvil se desplaza a la location area controlada por otro MSC, se le tiene que asignar un nuevo TMSI. 
    • Proceso de handover: en la red GSM un usuario puede continuar utilizando el servicio aunque atraviese durante la conversación los límites de la celda en la que se encuentra. Se pueden verificar dos casos: 
      1. La MS se traslada a una celda controlada siempre por el mismo MSC; en este caso el proceso de handover es gestionado por el mismo MSC. 
      2. La nueva celda a la que se traslada la MS está controlada por otro MSC; en este caso el proceso de handover se produce desde dos MSC basándose en las medidas de señal monitorizadas por la BTS que reciben la MS. 
  • Home Location Register 

  • Cuando un usuario subscribe un nuevo abono a la red GSM, todas las informaciones para su identificación se memorizan en la HLR. Tiene la función de comunicar al VLR, que posteriormente veremos, algunos datos relativos a los abonados, en el momento en que estos se desplazan desde una Location Area a otra. Dentro del HLR los abonados son identificados por el número: 

    MSISDN = CC / NDC / SN

    donde: 
    CC = Country Code, prefijo internacional (el CC italiano es 39).
    NDC = National Destination Code, prefijo nacional del abonado sin el Cero.
    SN = Subscriber Number, número que identifica al usuario móvil. 

    La Home Location Register (HLR) es un database (archivo) que puede ser único para todo el network o bien distribuido en el sistema; se pueden por tanto tener MSC sin los HLR, pero conectadas al de otras MSC. Cuando existen más HLR, a cada uno de ellos se les asigna un área de numeración, es decir un set de Mobile Station ISDN Number (MSISDN). El MSISDN identifica unívocamente una suscripción de teléfono móvil en el plano de numeración de la red telefónica conmutada pública internacional. 

    El HLR, como todos los demás database que después veremos, está implementado en una workstation cuyas prestaciones (memoria, procesadores, capacidad de los discos) son actualizables cuando crece el número de abonados. Aquél contiene todos los datos relativos a los abonados y en particular las informaciones que están contenidas en él son: 

    • Informaciones de tipo permanente: 
      • La International Mobile subscriber Identity (IMSI), que es la información que identifica al abonado dentro de una cualquiera de la red GSM y que está contenido también en el interior de la SIM. 
      • El Mobile Station ISDN Number (MSISDN). 
      • Los tipos de servicio subscriptos por el abonado a los cuales tiene derecho a acceder (voz, servicio datos, SMS, eventuales bloqueos para llamadas internacionales, otros servicios auxiliares). 
    • Informaciones de tipo dinámico: 
      • Posición corriente del MS, es decir la dirección del VLR en la que está registrada. 
      • El estado de eventuales servicios auxiliares. 

    Resumiendo las funciones implementadas por la HLR son: 

    • Seguridad: diálogo con el AUC y el VLR. 
    • Registro de la posición: diálogo con el VLR. 
    • Coste de la llamada (Charge): diálogo con el MSC 
    • Gestión de los datos del abonado: diálogo con el OMC y el VLR
    • Gestión de los datos estadísticos: los datos recogidos se envían al OMC. 
  • Visitor Location Register 

  • El Visitor Location Register(VLR) es un database que memoriza de modo temporal los datos de todos los abonados que se encuentran en un área geográfica bajo su control. Estos datos se piden al HLR perteneciente al abonado. En general para simplificar las señalizaciones requeridas y la estructura del sistema, los fabricantes implementan el VLR y el MSC juntos, de modo que el área geográfica controlada por el MSC corresponde a la controlada por el VLR

    En particular las informaciones que contiene son:

    • Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI), usado para garantizar la seguridad del IMSI, se asigna cada vez que se cambia LA. 
    • Estado de la MS (standby, ocupato, apagado). 
    • El estado de los servicios suplementarios como Call Waiting, Call Divert, Call Barring, etc. 
    • Los tipos de servicios subscriptos por el abonado al que se le permite acceder (voz, servicio datos, SMS, otros servicios auxiliares). 
    • La Location Area Identity (LAI) en la que se encuentra la MS dentro de aquéllas bajo el control del MSC/VLR
  • Autentication Center 

  • La Autentication Center es una función del sistema que se ocupa de verificar si el servicio ha sido solicitado por un abonado legítimo, proporcionando ya sea los códigos para la autenticación como la clave, para proteger tanto al abonado como al operador de red, de intrusiones del sistema por parte de terceros. 

    El mecanismo de autenticación verifica la legitimidad de la SIM sin transmitir sobre el canal radio las informaciones personales del abonado, como IMSI y llaves de clave, a fin de verificar que el abonado que está intentando el acceso sea el verdadero y no un clon; la clave sin embargo genera algunos códigos secretos que se usarán para criptar toda la comunicación cambiada por error sobre el canal radio. Los códigos de autenticación y clave están generados casualmente por cada abonado en particular por algunos sets de algoritmos definidos por el estándar y que son memorizados además de en la AUC también en la SIM. 

    La autenticación se produce cada vez que la MS se conecta al network y más precisamente en los siguientes casos: 

    • Cada vez que la MS recibe o efectúa una llamada. 
    • Cada vez que se efectúa la actualización de la posición de la MS (location updating) 
    • Cada vez que se solicita la activación, desactivación o información sobre los servicios suplementarios. 
    La AUC puede ser implementada también como otra aplicación en la misma workstation en que se encuentra la HLR, que es el único elemento del sistema con el que está interfacciato y dialoga, y además no puede ser gestionado por control remoto por motivos de seguridad. 
     
     
  • Equipment Identity Register 

  • El Equipment Identity Register es un database que verifica si un Mobile Equipment (ME) está autorizado o no para acceder al sistema. El database está dividido en tres secciones:

    • White List

    • contiene todos los IMEI designados a todos los operadores de las varias naciones con las que se tienen acuerdos de roaming internacional. 

    • Black List

    • contiene todos los IMEI que se consideran bloqueados (por ejemplo los robados). 

    • Grey List

    • contiene todos los IMEI marcados como faulty o también los relativos a aparatos no homologados. Los terminales introducidos en la Grey List les son señalados a los operadores de sistema a través de una alarma cuando solicitan el acceso, permitiendo la identificación del abonado que utiliza el terminal y del área de llamada en donde se encuentra.
       

    A cada tentativa de conexión de la MS con el network, la MSC mediante la EIR verifica la existencia de uno de los siguientes casos, para permitir o no el acceso:
    • el terminal está homologado para la conexión con un network GSM. 
    • el terminal no ha sido robado o utilizado fraudulentamente. 
    • el terminal no está marcado como faulty. 

    •  
    El EIR puede ser único para todo el sistema o bien puede estar implementado en una configuración distribuida. Puede encontrarse en la misma workstation en que se encuentran HLR y AUC, pero generalmente es preferible tenerlo en una máquina a parte por razones de seguridad. Se puede acceder también por control remoto para permitir la actualización de las diferentes listas contenidas en él desde cada punto de la red. En el futuro está prevista la interconexión con todos los EIR de los diferentes operadores GSM, para evitar el uso de aparatos robados en países distintos de aquellos en los que ocurrió el robo. 


Network Management Center

  • Operation and Maintenance Center 

  • La Operation and Maintenance Center tiene las siguientes funciones:

    • Acceso remoto a todos los elementos que componen el network GSM (BSS, MSC, VLR, HLR, EIR y AUC). 
    • Gestión de las alarmas y del estado del sistema con posibilidad de efectuar varios tipos de test para analizar las prestaciones y verificar el correcto funcionamiento del mismo. 
    • Recogida de todos los datos relativos al tráfico de los abonados necesarios para la facturación. 
    • Supervisión del flujo de tráfico a través de las centrales e introducción de eventuales cambiantes del flujo mismo. 
    • Visualización de la configuración del network con posibilidad de cambiarla por control remoto. 
    • Administración de los abonados y posibilidad de poder conocer su posición dentro del área de cobertura. 
    • En algunos sistemas de grandes dimensiones, pueden existir más OMC. En este caso existirá un OMC general desde el que es posible controlarlo todo (OMC-N) y otros OMC limitados al control de algunas zonas (OMC-R). 
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