Laboratoriya ishi №4 umts tarmoqlarini qurish asoslari ishning maqsadi

LABORATORIYA ISHI №4
UMTS TARMOQLARINI QURISH ASOSLARI


1. Ishning maqsadi
UMTS standartining aloqa tarmoqlarini qurish tamoyillarini o'rganish


2. Topshiriq
1. Uchinchi avlod tarmoqlarini qurish tamoyillari bilan tanishish.
2. UMTS tarmoq infratuzilmasi bilan tanishish
3. UMTS tarmog'ining turli qatlamlarida ishlaydigan tarmoq protokollari bilan tanishish.


3. Qisqacha nazariy ma'lumot
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) — Yevropa Telekommunikatsiya Standartlari Instituti (ETSI) tomonidan ishlab chiqilgan uyali aloqa texnologiyasi. Ushbu texnologiyadan foydalanadigan uyali tarmoqlar uchinchi avlod tarmoqlari (3G tarmoqlari) sifatida tasniflanadi. UMTS tarmoqlari va GSM tarmoqlari o'rtasidagi asosiy farqlar keng polosali signallardan foydalanishni (signal 5 MGts yoki 1,6 MGts tarmoqli kengligini egallashi mumkin) va keng polosali kodli bo'linish ko'p kirish (W-CDMA) texnologiyasini joriy etishni o'z ichiga oladi.
Foydalanuvchi va provayder o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi intranet o'zaro ta'sirining turli modellarida qo'llaniladigan tarmoq primitivlari asosida qurilganda, tarmoq xizmatlarini tashkil etish tamoyillariga katta e'tibor beriladi.
UMTS tarmog'ini qurish tamoyillari ikki jihatni ajratishga asoslanadi: alohida tarmoq bloklarini jismoniy amalga oshirish va ular o'rtasida funktsional aloqalarni shakllantirish. Shu bilan birga, jismoniy amalga oshirish vazifalari domen (domen) kontseptsiyasi asosida hal qilinadi va funktsional munosabatlar qatlam (qatlam) doirasida ko'rib chiqiladi.
Jismoniy darajadagi asosiy bo'linma tarmoq arxitekturasini foydalanuvchi uskunalari domeniga (User Equipment Domain) va tarmoq infratuzilmasi domeniga (Infratuzilma domeni.) bo'linishi hisoblanadi.
Foydalanuvchi uskunasi - bu tarmoq abonentlari tomonidan UMTS xizmatlariga kirish uchun foydalaniladigan turli darajadagi funksionallikka ega foydalanuvchi terminallari (UT) to‘plami. Esda tutingki, PTlar UMTS dan boshqa kirish interfeyslari bilan mos kelishi mumkin, masalan, birlashgan GSM rejimida ishlaydi.
Ikkinchi avlod standartlarida qabul qilingan mobil foydalanuvchi va mobil uskunani ajratish strategiyasini davom ettirgan holda, foydalanuvchi uskunalari maydoni, o'z navbatida, mobil uskunalar domeniga (Mobile Equipment Domain) va mobil foydalanuvchi hududiga (User Services Identity Module Domain) bo'linadi. , almashtiriladigan identifikatsiya kartalari shaklida amalga oshiriladi. Hududlarning (subareas) konjugatsiyasi odatda tegishli interfeyslar tomonidan jismoniy amalga oshiriladigan mantiqiy mos yozuvlar (nazorat) nuqtalari bilan aniqlanadi. Shunday qilib, mobil uskunalar va mobil foydalanuvchi (1-rasm) hududlari tutashgan joyda joylashgan mos yozuvlar nuqtasi "Cu nuqtasi" deb ataladi.
Mobil uskunalar jismoniy ob'ekt sifatida xabarlarni qabul qilish va uzatish operatsiyalarini bajarish uchun mo'ljallangan, shuningdek, o'rnatilgan ilovalar to'plamini o'z ichiga oladi. Shunga ko'ra, mobil uskunalar sohasini yana ikkita modulga bo'lish mumkin: radio signallarni qabul qilish va uzatish uchun mas'ul bo'lgan terminal mobil terminali (Mobile Termination) va amalga oshirish imkonini beruvchi terminal uskunasi (Terminal Equipment). "uchdan-end" (ma'lumotlarni uzatish yo'li ma'nosida) deb ataladigan ilovalardan, masalan, noutbukni, faks-modemni va hokazolarni PT ga ulang.Sohalarga bo'linishdan farqli o'laroq, funktsional modullarga bo'linish. , qoida tariqasida, mos yozuvlar nuqtalari bilan identifikatsiyalash bilan birga emas.
Mobil foydalanuvchining qamrovi tarmoq abonentini identifikatsiya qilish imkonini beruvchi yoki aksincha, unga biron-bir sababga ko'ra tarmoqqa kirishni rad etish imkonini beruvchi ma'lumotlar va ular bilan bog'liq protseduralarni o'z ichiga oladi. Odatdagidek, bunday ma'lumotlar va protseduralar PT sotib olinganda foydalanuvchiga berilgan identifikatsiya kartasida amalga oshiriladi.

1 – rasm. UMTS tarmog'ining hududlarga bo'linishi

Tarmoq infratuzilmasi hududiga kelsak, u, o'z navbatida, tarmoqqa kirish maydoniga (Access Network Domain) va asosiy tarmoq hududiga (Core Network Domain) bo'linadi. Bu ajratish PT ning radio interfeysi orqali tarmoqqa simsiz ulanishi bilan bog'liq jarayonlarni va boshqa barcha jarayonlarni aniq ajratish istagi bilan bog'liq. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, tarmoqqa kirish maydoni ma'lum simsiz ulanish usuliga xos funktsiyalarni o'z ichiga oladi, asosiy tarmoqning funktsiyalari printsipial jihatdan har qanday kirish usullari bilan ishlatilishi mumkin. Tarmoqqa kirish sohalari va asosiy tarmoqni chegaralovchi mos yozuvlar nuqtasi "Iu nuqtasi" dir.

Tarmoqqa kirish maydoni simsiz ulanish resurslarini boshqarish imkonini beruvchi, shuningdek, foydalanuvchini asosiy tarmoqqa kirish mexanizmlari bilan ta'minlaydigan jismoniy elementlarni o'z ichiga oladi.
Tarmoqning asosiy hududi tarmoq resurslarini boshqarish, foydalanuvchi joylashuvini aniqlash, tarmoq orqali xizmat ma’lumotlarini uzatish, boshqa tarmoqlar bilan o‘zaro aloqa o‘rnatish va hokazolar kabi to‘g‘ridan-to‘g‘ri tarmoq va telekommunikatsiya xizmatlarini qo‘llab-quvvatlovchi jismoniy elementlardan iborat. Ushbu vazifalar asosida yadro tarmoq hududi yana uchta hududga bo'linadi: xizmat ko'rsatuvchi tarmoq domeni, uy tarmog'i domeni va tranzit tarmoq domeni.
Xizmat ko'rsatuvchi tarmoq hududi (ko'pincha oddiygina xizmat ko'rsatish hududi deb ataladi) foydalanuvchi ulangan asosiy tarmoqning bir qismi, shu jumladan foydalanuvchi kirish nuqtasi uchun mahalliy bo'lgan va shuning uchun foydalanuvchi harakatlanayotganda o'zgarib turadigan funktsiyalar. Xizmat ko'rsatish zonasi qo'ng'iroqlar va foydalanuvchi ma'lumotlarini yo'naltirish uchun mo'ljallangan, u foydalanuvchi xizmatlarini ko'rsatish uchun uy hududi bilan ham, xizmat ma'lumotlarini uzatish xizmatlarini ko'rsatish uchun tranzit hudud bilan o'zaro aloqada bo'lishi mumkin.
Uy tarmog'i hududi (uy hududi) asosiy tarmoqning bir qismi bo'lib, unda foydalanuvchining joylashishini doimiy ravishda kuzatish, nazorat qilish va boshqarish funktsiyalari jamlangan, ya'ni joriy foydalanuvchi kirish nuqtasidan qat'i nazar.
ID karta har bir foydalanuvchini uy hududi bilan bog'laydi, shuning uchun uy hududida identifikatsiya qilish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar, shuningdek, ushbu foydalanuvchi uchun mavjud bo'lgan xizmatlar to'g'risidagi ma'lumotlar bo'lishi kerak.
Nihoyat, tranzit tarmog'ining maydoni (tranzit hududi) xizmat ko'rsatish zonasi va masofaviy abonent o'rtasidagi aloqadir.
Xizmat ko'rsatish va uy zonalarini, shuningdek, xizmat ko'rsatish va tranzit joylarini chegaralovchi mos yozuvlar nuqtalari mos ravishda "Zu nuqtasi" va "Yu nuqtasi" dir (1-rasm).
Keling, tarmoq hududlari o'rtasidagi ma'lum funktsional aloqalar amalga oshiriladigan qatlamlarni ko'rib chiqaylik. UMTS tarmog'ida to'rtta asosiy qatlamni ajratish odatiy holdir (2-rasm):
• uy qatlami;
• xizmat ko'rsatish qatlami;
• transport qatlami;
• amaliy qatlam.



2-rasm. Turli qatlamlarda ishlaydigan tarmoq protokollari

Uy darajasi foydalanuvchi ma'lumotlarini boshqarish va saqlash bilan bog'liq protokollarni, shuningdek, uy tarmog'i abonenti uchun mumkin bo'lgan ba'zi xizmatlarni o'z ichiga oladi. Bunday xizmatlarga misollar: foydalanuvchi so'rovlariga xizmat ko'rsatish, to'lov va hisob-kitoblar, mobillikni boshqarish, identifikatsiya va autentifikatsiya va boshqalar. Uy qatlami, shuningdek, boshqa hududlarning uy tarmog'i manfaatlarida harakat qilishiga imkon beruvchi ba'zi muvofiqlashtiruvchi funktsiyalarga ega.

Uy sathida quyidagilar uchun protokollar mavjud:
• mobil foydalanuvchi va uy tarmog'i o'rtasida abonent ma'lumotlarini identifikatsiya qilish bo'yicha muvofiqlashtirish (“Mobil foydalanuvchi – uy tarmog'i” protokoli);
• uy tarmog'i manfaatlari yo'lida harakatlarni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan identifikatsiya ma'lumotlari va boshqa resurslarga terminal mobil terminalining kirishini ta'minlash («Mobil foydalanuvchi - terminal mobil terminali» protokoli);
• so‘nggi mobil terminal va xizmat ko‘rsatuvchi tarmoq o‘rtasida identifikatsiya ma’lumotlarini o‘zgartirish imkoniyatini qo‘llab-quvvatlash (“Terminal mobil terminal – xizmat ko‘rsatuvchi tarmoq” protokoli);
• xizmat ko'rsatuvchi tarmoqqa uy tarmog'i ma'lumotlariga va uy tarmog'i manfaatlariga muvofiq harakatlarni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan boshqa resurslarga kirishni ta'minlash (Serving Network-Home Network protokoli).
Xizmat ko'rsatish qatlami foydalanuvchi yoki tarmoq tomonidan yaratilgan xizmat yoki foydalanuvchi ma'lumotlarini uzatish (marshrutlash) protokollarini o'z ichiga oladi. Bunda axborot manbasi va qabul qiluvchisi bir xil yoki turli tarmoqlarda joylashishi mumkin. Shunday qilib, telekommunikatsiya xizmatlarini amalga oshirish bilan bog'liq funktsiyalar ushbu qatlamda mahalliylashtirilgan.
Xizmat sathida quyidagilar uchun protokollar mavjud:
• ma'lum bir abonent uchun mumkin bo'lgan xizmatlarga oid ma'lumotlarga kirish uchun foydalanuvchi uskunalari sohasida qo'llab-quvvatlash ("Mobil foydalanuvchi - terminal mobil terminali" protokoli);
• xizmat ko'rsatish tarmog'i hududida mumkin bo'lgan xizmatlarga mobil qurilmalarning kirishini qo'llab-quvvatlash (“Terminal mobil terminal – xizmat ko'rsatish tarmog'i” protokoli);
• mobil uskunalar va xizmat ko'rsatuvchi tarmoq o'rtasida nazorat ma'lumotlari almashinuvini qo'llab-quvvatlash (“Terminal mobil terminal – xizmat ko'rsatish tarmog'i” protokoli).
Transport qatlamining asosiy vazifasi UMTS tarmog'i orqali boshqa qatlamlardan foydalanuvchi va xizmat ma'lumotlarini uzatish funktsiyalarini qo'llab-quvvatlashdir. U xatolarni aniqlash va tuzatish mexanizmlarini o'z ichiga oladi; havo interfeysi orqali uzatishda ma'lumotlarni shifrlash algoritmlari; jismoniy kanallar orqali uzatish uchun ma'lumotlarni taqdim etish formatlari va ma'lumotlarni bunday formatlarga moslashtirish mexanizmlari; samarali marshrutlash algoritmlari; tarmoq resurslarini taqsimlash mexanizmlari; turli interfeyslarning tutashgan joyidagi ma'lumotlarni qayta kodlash mexanizmlari va boshqalar.
Transport qatlamining eng muhim qismi (aslida butun simsiz ulanish tarmog'i) asosiy tarmoqning xizmat ko'rsatish maydonining ekstremal (harakatlarning ketma-ketligi bo'yicha) tugunlari va oxiri o'rtasida joylashgan kirish qatlamidir (Access Stratum). mobil terminal. Ushbu qatlam simsiz ulanish mexanizmi bilan bog'liq va foydalanuvchi uskunalari sohasida ham, tarmoq infratuzilmasi sohasida ham joylashgan bir qator elementlar bilan bog'liq bo'lgan funktsional havolalar to'plamini, shuningdek ushbu elementlarning o'zaro ta'siri protokollarini o'z ichiga oladi. Boshqacha qilib aytganda, u foydalanuvchi uskunasi va tarmoq infratuzilmasi o'rtasida ma'lumot uzatish uchun jismoniy vositani ta'minlaydi.
Kirish qatlami quyidagi protokollarni o'z ichiga oladi:
• radioresurslardan foydalanishga oid batafsil ma'lumotlarni uzatishni qo'llab-quvvatlash ("Terminal mobil terminali - tarmoqqa kirish" protokoli);
• xizmat ko'rsatuvchi tarmoqni kirish ma'lumotlari bilan ta'minlash ("Tarmoqqa kirish - Tarmoqqa xizmat ko'rsatish" protokoli). Ushbu protokol mobil uskunalar va tarmoq o'rtasida qaysi maxsus simsiz ulanish mexanizmi qo'llanilishiga bog'liq emas.
Ilova qatlami oxirgi foydalanuvchilar tomonidan yaratilgan haqiqiy foydalanuvchi ilovalarini o'z ichiga oladi. Ushbu qatlam uy, xizmat va transport qatlamlari tomonidan taqdim etilgan uchdan-end xizmat protokollarini o'z ichiga oladi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, transport qatlamining va umuman kirish tarmog'ining eng muhim qismi tarmoq xizmatlarini taqdim etish va qo'llab-quvvatlash bilan bog'liq ko'plab vazifalar yuklangan kirish qatlamidir. Shuning uchun, turli xil tarmoq funktsiyalarini ko'rib chiqishda, ularning kirish qatlamiga tegishliligini yoki aksincha, ushbu qatlamdan tashqarida ekanligini ta'kidlash odatiy holdir.
Jadvalda. 1 - UMTS tarmog'i tomonidan taqdim etilgan asosiy funktsiyalar ro'yxati va ularni kirish qatlami va tizimning qolgan qismi o'rtasida taqsimlash.
1-jadvalda ko'rsatilganidek, ba'zi funktsiyalarni amalga oshirish yoki bajarish ixtiyoriy bo'lishi mumkin. Keling, jadvalda keltirilgan funktsiyalarning asosiy xususiyatlarini qisqacha ko'rib chiqaylik.
Qo'ng'iroqlarni boshqarish. Funktsiya kirish sathidan tashqarida, chunki u asosiy tarmoqda joylashgan signalizatsiya mexanizmlari (xizmat ma'lumotlarini uzatish) bilan ishlaydi. Funktsiyaning bajarilishiga misol sifatida Q.9311-1 Tavsiya ITU-T Q.931 dan xabarlarni jo'natish mumkin, bu integratsiyalangan raqamli tarmoqlarning foydalanuvchi interfeyslarida tarmoq ulanishlarini o'rnatish, saqlash va tugatish tartiblarini belgilaydi.

1-Jadval

UMTS tarmog'ining asosiy funktsiyalari