Post on 14-Dec-2014
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Présentation
des réseaux
GSM Tierno Souleymane MAIGA
Composants du réseau GSM.
Composants du réseau GSM.
Architecture du GSM
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MSC – mobile service switching centre (MSC) est l’entité de
commutation du réseau. Le MSC est connecté au réseau d’accès
radio (RAN ou BSS). Le RAN est formé par les BSC et les BTS .
Les utilisateurs du réseau GSM sont enregistrés sur un MSC. Tous
les appels émis et reçus de l’abonné sont contrôlés par le MSC.
Un réseau GSM comprend un ou plusieurs MSC
géographiquement repartis.
VLR – Le visitor location register (VLR) contient les données
de l’utilisateur enregistré sur un MSC. Chaque MSC a un VLR.
Même si le MSC et le VLR sont adressables individuellement, ils
sont toujours contenus dans un nœud intégré
GMSC – Le gateway MSC (GMSC) est l’entité de
commutation qui contrôle les appels terminés sur les
mobiles.Afin d’établir un appel vers un mobile, le GMSC
contacte le HLR de cet abonné afin d’obtenir l’adresse du
MSC sur lequel laquel est présentement enregistré. L’adresse
de ce MSC est utilisée pour router l’appel vers l’abonné.
HLR – Le “home location register” (HLR) est une base de
données qui contient un enregistrement d’abonnement pour
chaque abonné du réseau. Un abonné GSM est normalement
associé à un HLR particulier . Le HLR s’occupe de l’envoi
des informations d’abonnement au VLR (pendant
l’enregistrement) ou au GMSC ( pendant le traitement d’un
MTC).
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Un réseau GSM est un “public land mobile
network (PLMN)”.
Autres types de réseaux : TDMA (Time
division multiple access) et CDMA (code
division multiple access).
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• Home PLMN (HPLMN) – Le HPLMN est le réseau GSM dans
lequel l’utilisateur a souscrit à un abonnement. Ceci implique que
les données d’abonnement de cet abonné résident dans le HLR de
ce réseau. Le HLR va transférer ces informations au VLR
(pendant l’enregistrement dans un PLMN) ou au GMSC (pendant
le traitement d’un appel terminé sur mobile). Le HPLMN peut
contenir d’autres nœuds de service comme le SMSC (short
message service centre), le SCP (service control point), etc.
• • Visited PLMN (VPLMN) – Le VPLMN est le réseau GSM sur
lequel l’abonné est présentement enregistré. L’abonné peut se
trouver dans son HPLMN ou dans un autre PLMN. Dans ce
dernier cas, l’abonné est en outbound roaming pour son HPLMN
et en inbound roaming pour le VPLMN. Lorsque l’abonné et
localisé sur son HPLMN, alors le HPLMN et le VPLMN sont
confondus.
• Interrogating PLMN (IPLMN) - PLMN qui contient le GMSC qui
traite les MTC. Les MTC sont toujours pris en charge par un
GMSC dans le PLMN, indépendamment de l’origine de l’appel.
Pour la plupart des opérateurs, le traitement des MTC est fait par
un GMSC dans le HPLMN; dans ce cas, le HPLMN est en même
temps le IPLMN. Les appels destinés à un abonné GSM sont
toujours routés vers son HPLMN. Quand l’appel arrive au
HPLMN, il agit comme un IPLMN.
• L’utilisateur d’un réseau GSM est référencé comme un abonné
servi et le MSC qui offre le service à cet abonné est appelé le MSC
serveur :
• mobile originated call (MOC) –le MSC qui traite l’appel est le
MSC serveur pour cet appel; l’appelant est l’abonné servi;
• mobile terminated call (MTC)– Le GMSC qui traite l’appel est le
GMSC serveur ; l’abonné appelé est l’abonné servi.
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Aperçu du réseau
HLR
GMSC MSC
Forwarded leg MO call - Outgoing leg
(or Forwarding leg)
MS Incoming line
Visited Network
Interrogating
Network
Home Network
VLR
Roaming leg
MAP MAP VPLMN IPLMN
HPLMN
Les abonnés roament dans le VPLMN Les appels sont terminés dans le IPLMN
- Les abonnés sont enregistrés dans le HPLMN
- Les services IN sont dans le HPLMN
La signalisation dans le GSM
• Les différentes entités du GSM sont interconnectés à travers des
réseaux de signalisation. La signalisation est utilisée par exemple
pour la mobilité de l’abonné, l’enregistrement de l’abonné,
l’établissement d’appels, etc. Les connexions des différentes
entités sont connues comme des « point de référence »’. Exemple :
• l’interface A : la connexion entre le MSC et le BSC;
• l’interface Abis : la connexion entre le BSC et les BTS;
• l’interface D : la connexion entre le MSC et le HLR;
• l’interface Um : la connexion radio entre la MS et la BTS.
Protocoles de signalisation
Les protocoles de signalisation variés sont utilisés à partir des différents poins de référence.
Certains de ces protocoles sont les suivants :
• Mobile Application Part (MAP): le MAP est utilisé pour le contrôle de l’appel,
l’enregistrement, les sms, etc. Il est véhiculé à travers plusieurs interfaces du GSM;
• Base Station System Application part (BSSAP) : le BSSAP est utilisé sur l’interface A
• Direct Transfer Application Part (DTAP) : le DTAP est utilisé entre la MS et le MSC; Il
est transporté par les interfaces Abis et A.
• ISDN User Part (ISUP) – L’ISUP est le protocole servant à l’établissement et au
relâchement des appels à circuit commute. L’ ISUP est également utilisé dans les
réseaux numériques à intégration de service (ISDN). Le circuit est le canal de donnée
que l’on établit entre deux utilisateur du réseau. Dans le RNIS, le débit du canal de
donnée est généralement de 64 kbit/s. Le circuit est utilisé pour le transfert de la voix
encodée ou d’autres données. L’ISUP est décrit dans la recommandation ITU-T Q.763
[137].
Signalisation et charge utile
(payload). • Pour l’établissement des appels, le GSM fait la distinction entre la
signalisation et le signal utile (payload).
• La Signalisation a trait à l’échange d’informations en vue de
l’établissement d’appel; la charge utile se réfère aux données qui
sont transférées pendant l’appel, par exemple, la voix, la vidéo, le
fax, etc. Pour un MTC, la signalisation consiste à l’échange de
messages MAP entre le GMSC, le HLR el VMSC. La charge utile
est transférée par des canaux dédiés.
La mobilité dans le GSM
• En GSM , le Roaming a été rendu possible grâce à la séparation des fonctions de
commutation et des données d’abonnement. Un abonné GSM a ses données de
souscription , incluant les données CAMEL, permanemment enregistrées dans
le HLR de son HPLMN. L’opérateur GSM a la responsabilité de sauvegarder
ces informations dans le HLR.
• Le MSC et le GMSC dans un PLMN, d’autre part, ne sont pas réservés à un
groupe d’utilisateurs. La capacité de commutation du MSC peut être utilisée par
les abonnés appartenant au PLMN mais aussi par les abonnés inbound roaming.
• Quand un abonné du PLMN-A roam e dans le PLMN, son HLR transfert les
informations d’abonnement au VMSC. Ces informations restent dans le
MSC/VLR aussi longtemps que l’abonné est desservi par un BSS connecté à ce
MSC. Elle ne sont éffacées que si la MS reste éteinte pendant une longue
période (MS purge). Quand l’abonné rallume son téléphone encore, la MS doit
s’enregistrer à nouveau sur le MSC qui redemande au HLR du HPLMN de
renvoyer les données d’abonnement de l’abonné.
Transfert des données de souscription d’un
abonné en roaming
Quand l’abonné se déplace de la zone de service d’un MSC (MSC-1)vers celle d’un autre (MSC-2), le HLR instruit au MSC-1 de purger les données de l’abonné et
il envoie ensuite les données de souscription au MSC-2.
Mobile Station
La MS, c’est-à-dire le portable est composée des composants suivants :
• mobile equipment (ME) : c’est le terminal GSM sans la carte SIM;
• subscriber identification module (SIM) : C’est la puce qui se trouve dans la
carte SIM qui identifie l’abonné du réseau GSM. Le SIM se trouve dans la carte
SIM. Lorsque la carte SIM est inséré dans le ME, l’abonné peut s’enregistrer sur
un réseau GSM. Le ME est maintenant effectivement personnalisé pour cet
abonné GSM.
La carte SIM contient des informations comme l’IMSI, le numéro d’urgence
spécifique de l’opérateur, etc. Pour l’UMTS network une SIM améliorée est
spécifiée le USIM (universal subscriber identity module).
Mobile Station
Les Identifiants du réseau GSM
Le GSM utilise plusieurs identifiants pour l’acheminement des appels :
• identification des abonnés (pour la taxation par exemple),
• localisation du HLR,
• identification des équipements , etc.
• Certains de ces identifiants jouent un rôle important pour le CAMEL.
IMSI : International Mobile
Subscriber Identity
• Identité internationale mobile de l’abonné (IMSI) , insérée dans la carte SIM
sert à identifier l’abonné.
• Se trouve également dans les données de souscription du HLR
• (MCC) – mobile country code: le MCC identifie le pays dans lequel se trouve le
réseau mobile. Le MCC n’est pas utilisé pour l’établissement d’appels. Les
MCC sont alloués et publiés par l’ITU-T.
• (MNC) – mobile network code : le MNC identifie le réseau mobile dans le pays
L’ ensemble MCC et MNC identifie un PLMN. Le MNC doit être de 2 ou 3
digits.
•(MSIN) -mobile subscriber identification number : le MSIN est l’identifiant de
l’abonné dans le PLMN.
IMSI
• L’ IMSI est donné au SCP pendant l’invocation d’un service
CAMEL
• L’IMSI est utilisée pour des procédures variées dans le réseau
GSM comme:
• location update : Pour s’attacher à un réseau, la MS fournit
l’IMSI au MSC qui en dérive le global title (GT) du HLR associé
avec l’abonné;
• terminating call : Quand le réseau GSM traite un appel vers un
abonné , le HLR utilise l’MSI pour identifier l’abonné et
commencer la procédure d’acheminement de l’appel vers cet
abonné dans ce MSC/VLR.
• • roaming charging: le VPLMN utilise l’IMSI pour envoyer les
enregistrements au HPLMN d’un abonné
MSISDN: Mobile Station Integrated Services Digital
Network Number :
• Sert à identifier l’abonné de façon univoque afin d’établir un appel, de lui envoyer un
sms : le MSISDN est utilisé pour les besoins du routage
• CC : (country code) : le CC identifie le pays ou le groupe de pays de l’abonné;
• NDC (national destination code): à chaque PLMN dans un pays est alloué un ou
plusieurs NDC. Le NDC sert à router l’appel vers le réseau approprié.
• SN (subscriber number) : le SN identifie l’abonné dans le plan de numérotation du
PLMN.
•
MSISDN
• Le MSISDN n’est pas stocké dans la carte SIM et n’est donc pas
normalement disponible dans la MS.
• 2 Le MSISDN est provisionné dans le HLR comme une partie du
profil de l’abonné et il est envoyé au MSC pendant
l’enregistrement. Le MSISDN est également envoyé au SCP
lorsqu’un service CAMEL est invoqué.
• Un abonné peut avoir plusieurs MSISDN. Ceux-ci sont stockés
dans le HLR. A chaque instant, seulement un MSISDN est
disponible dans le MSC/VLR pour l’abonné.
IMEI : International Mobile Equipment Identifier
• L’IMEI sert à identifier le ME. Chaque ME a un IMEI unique. L’ IMEI est gravé dans le
ME et ne peut pas être modifié.
• L’IMEI n’est pas utilisé pour le routage et l’identification de l’abonné.
• Comprend : Le TAC, le FAC final assembly code (FAC), et le SNR) serial number
• La version logicielle peut être incluse dans l’IMEI (‘IMEISV’) poour indiquer la version
du logiciel du ME. L’IMEI est toujours codé comme une chaine de huit octets. A partir
du CAMEL Phase 4, l’IMEI(SV) est reporté au SCP.
•
MSRN : Mobile Station Roaming
Number • Utilisé dans le réseau GSM pour acheminer un appel vers une MS. L’utilisation
du MSRN se justifie du fait que le MSISDN identifie l’abonné mais, pas son
emplacement actuel dans un réseau de télécommunication. Le MSRN est alloué
à un abonné pendant le traitement d’un MTC ; il est retiré quand l’appel est
établi.
• Chaque MSC dans un PLMN a une plage limitée de MSRN qui lui est alloué.
Un MSRN peut être donné à chaque abonné enregistré dans ce MSC. Le MSRN
a la forme d’un numéro au format E.164 ; il peut être utilisé par le GMSC pour
établir des appels vers un abonné GSM. Le MSRN fait partie du plan de
numérotation de l’opérateur. Le MSRN indique le réseau GSM dans lequel un
abonné est enregistré, mais non le réseau GSM auquel appartient l’abonné.
• Les opérateurs GSM doivent configurer leur MSC de sorte que les abonnés ne
puissent pas composer des numéros qui se trouvent dans la plage des MSRN .
Les Services