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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