Sem resumo de edição
 
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=Ferramentas Para Desenvolvedores=
=Ferramentas Para Desenvolvedores=
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<br>
== WandelGoltermannMA10 ==
<br>
* - O MA10 é um cartão full-length ISA para PC’s. Ele contem múltiplos transceptores E1 e possui as seguintes conexões externas:
a. Handset (socket RJ-11)
b. RX0 (120 Ohms e 75 Ohms)
c. RX1 (120 Ohms e 75 Ohms)
d. TX1 (120 Ohms e 75 Ohms
=== Cabeamento ===
<br>
* 1.1- Cabeamento
Como usaremos a BS11 em configuração simétrica de 120 Ohms, também usaremos as portas simétricas 120 Ohms do MA10
=== Software MA10 ===
<br>
* São vários os pacotes de softwares disponíveis para o MA10
a. Controle MA10
b. BERT
c. Monitorador Abis- O monitorador Abis permite o monitoramento do enlace Abis. Pode-se conectar duas portas RX ao enlace E1 e, logo, pode-se “pressentir” a comunicação bidirecional entre a BTS e a BSC
d. Simulador Abis: É um simulador completo para o lado da BSC do enlace Abis. Usando o simulador Abis e a BTS, pode-se emular a rede GSM. Nesse modo, o MA10 assume um papel ativo e, logo, precisa-se conectar o RX0 e o TX0 com a BTS.
=== Restrições ===
<br>
* Saídas/entradas de áudio com headset não são suportadas por qualquer um dos AbisSim. Apenas loop de eco é suportado em canais de tráfego. Isso significa que usar um telefone móvel conectado à BTS contriolada pelo MA10 pode apenas devolver o áudio de entrada do dispositivo móvel.
== Tektronix K1103 ==
<br>
* O testador de protocolos Tester K1103 foi desenvolvido para supervisão e análise de rede de protocolos CCS, GSM, CDMA, canais-d ISDN, X.25 e V5.x. Um máximo de quatro diferentes enlaces PCM (T1/S2M) ou V./x com um máximo de oito enlaces de sinalização (64Kbits/s, 56 Kbits/s, 16 Kbits/s) podem ser supervisionados simultaeamente.Infelizmente o manual de serviço não é público, logo, não pode-se divulgá-lo. Abaixo segue o Datasheet do Protocolo Tester K1103:
http://www2.tek.com/cmswpt/psdetails.lotr?ct=PS&cs=psu&ci=14411&lc=EN
=== Socket de Telefone ===
<br>
* Telephone socket:
Pin    Purpose
1      mic input (-)
2      hearer output (+)
3      hearer output (-)
4      mic input (+)
== PacketDump ==
<br>
=== PCAP e análise de protocolos ===
<br>
* PCAP é um formato de dados para pacotes capturados de protocolos de comunicação. Ele é usado por uma biblioteca chamada libpcac, que por sua vez é usada por vários projetos de analisadores de protocolos de rede como o tcpdump e wireshark. Em redes Ethernet/Internet, é possível capturar pacotes da sua placa de rede usando sockets RAW e métodos simples. Em protocolos GSM, como o A-bis, o método não é tão simples, pois eles não são tradicionalmente transportados pelo protocolo IP.
=== Registrando e Observando uma comunicação A-bis ===
<br>
==== Registrando ====
<br>
* Método 1:
Opção osmo-nitb PCAP (obsoleta): O aplicativo osmo-nitb dentro do openbsc provê uma opção de linha de comando para criar automaticamente um arquivo PCAP. O lixo resultante é apenas um subconjunto do que é realmente transmitido sobre meio. Atualmente, apenas mensagens LAPD (Lind Access Protocol D-Channel) são logadas, o cabeçalho LPAD é omitido e apenas a informação TEI e SAPI são inválidas. Isso se deve ao fato do mISDN não prover o cabeçalho/quadro LAPD e o encapsulamento usado para wiretap/pcap. No futuro, pode haver um encapsulamento dedicado para o tráfego completo mISDN.
Para escrever o lixo do protocolo, simplesmente chama-se o osmo-nitb:
./ osmo-nitb –p networking.pcap
Método 2: Usando misdn_log
Esse é o método preferido caso esteja-se usando um driver de entrada entrada mISDN para OpenBSC com a BTS BS-11. Para capturar-se pacotes A-bis e salvá-los em um arquivo pcap, usa-se a ferramenta misdn_log (parte integrante do mISDNuser) da seguinte maneira:
Misdn_log –c0 –w networking.pcap
Método 3: Usando tcpdump
Caso esteja-se usando uma BTS baseada em A-bis sobre IP, tal como a nanoBTS, pode-se usar uma ferramenta comum como o tcpdump ou wireshark para criar um arquivo tcap da seguinte maneira:
Tcpdump –ni eth0 –s 0 –w networking.pcap
==== Observando ====
<br>
* O Wireshark já permite observação para vários protocolos usados (LAPD, RSL, GSM-A, GSM-SMS ...). O obervador para o protocolo LAPD necessita de algumas pequenas configurações. VSegue-se os passos: Edit -> Preferences -> Protocols -> LAPD e marca-se a caixa dizendo “Use GSM Sapi Values”. Logo após, o wireshark será capaz de mostrar muito do protocolo A-bis. Existem alguns erros no analisador de protocolo, algumas funções não disponíveis e a observação de OML está completamente ausente.
Alem disso, apenas as versões mais recentes do wireshark contém um observador para ip.access e A-bis over IP protocol. Recomenda-se atualizar a versão utilizada do wireshark para a mais recente.
== MagicSIM ==
<br>
* Caso deseje-se usar o OpenBSC com autenticação criptografada, o número Ki, que é sigiloso, do SIM precisa ser conhecido. Extrair o número Ki de um cartão SIM comum não é possível, por meios legítimos. Contudo, é necessária alguma solução alternativa: Um cartão SIM com um algoritmo A3/A8 conhecido, onde possa-se programar o número Ki.
=== Magic SIM/ Super SIM 16-em-1 ===
<br>
* Várias lojas em todo o mundo tem vendido cartões de qualidade inferior chamados de 16-em-1. Eles são feitos para possibilitar o processo de clonagem baseado em COMP128v1, e permitir que o usuário agregue 16 identidades de cartões SIM em apenas um cartão. Eles incluem um aplicativo SIM Toolkit (STK) para realizar a troca das identidades ativas da interface de usuário do telefone.
Infelizmente, esses cartões vem sem nenhuma documentação, apenas com uma ferramenta baseada em Windows para programação. Por meio de engenharia reversa, pode-se obter algumas informações sobre como programar os cartões SIM 16-em-1. Abaixo seguem informações sobre como proceder com a programação neles.
Observação: As informações seguintes partem do princípio que o leitor está familiarizado com cartões smart ISSO 7816-4, bem como a especificação GSM 11.11. Os rastros foram gerados utilizando  http://svn.ploetzli.ch/cyberflex-shell/. Contudo, qualquer ferramenta que permita envio e recepção de APDUs irá funcionar.
==== DF.ADMIN====
<br>
* DF.ADMIN é um diretório dedicado com o ID de arquivo 7f 4d. Ele contem EF’s com o IMSI, Ki e outros valores modificáveis do usuário.
Pode-se trocar para DF.ADMIN usando a sequência a0 a4 00 00 02 7f 4d.
(GSM, ISO 7816-4) > a0 a4 00 00  02  7f 4d
0000:  00 00 60 33 7f 4d 02 00 00 00 00 00 0a 91 08 18  ..`3.M..........
0010:  06 00 83 8a 83 8a 00                              .......       
Normal execution (SW 9000)
==== Nome de Operador EF.OPN ====
<br>
* EF.OPN é um arquivo orientado à gravação com o ID de arquivo 8f 0c e uma gravação de extensão de 0x12.
Gravações (Records) são enumeradas 0x02...0x11, sendo um para cada 16 identidades que podem ser armazenadas no cartão SIM.
Pode-se selecionar e ler as gravações nesse arquivo usando o seguinte exemplo de sequencia APDU:
(GSM, ISO 7816-4) > a0 a4 00 00  02  8f 0c
0000:  00 00 01 44 8f 0c 04 00 00 f0 44 01 02 01 12      ...D......D....
Normal execution (SW 9000)
(GSM, ISO 7816-4) > a0 b2 02 04 12
0000:  4f 70 65 72 61 74 6f 72 31 ff ff ff ff ff ff ff  Operator1.......
0010:  09 01                                            ..             
Normal execution (SW 9000)
Nesse exemplo, a gravação 0x02 (a primeira gravação) é chamada de “Operator 1”.
==== EF 8f 0d: Ki, IMSI, ICCID ====
<br>
* Este EF contem o Ki (chave A3/A8), o IMSI (International Mobile Subscriber Identity) e o ICCID (número serial do cartão). É um arquivo orientado à gravação com uma extensão de gravação de 0x4a bytes. Há uma gravação para cada identidade que o cartão suporte. Elas são enumeradas de 0x01 até 0x10.
A seguinte sequencia lê o conteúdo desse EF:
(GSM, ISO 7816-4) > a0 a4 00 00  02  8f 0d
0000:  00 00 04 a0 8f 0d 04 00 00 f0 44 01 02 01 4a      ..........D...J
Normal execution (SW 9000)
(GSM, ISO 7816-4) > a0 b2 01 04  4a
0000:  22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22  """"""""""""""""
0010:  3f 00 2f e2 0a 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 7f  ?./..DDDDDDDDDD.
0020:  20 6f 07 09 11 11 11 11 11 11 11 11 11 6f 30 18    o...........o0.
0030:  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff  ................
0040:  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff                    ..........
Normal execution (SW 9000)
Neste Exemplo, os seguintes números foram adicionados apenas para propósito de ilustração:
a. 22 = Ki, para ser usado para RUN GSM ALGORITHM (COMP128v1)
b. 44 = ICCID, exportado pelo EF.ICCID
c. 11 = IMSI, exportado pelo EF.IMSI
d. Ff = seletor PLMN, exportado pelo EF.PLMNsel
Como pode ser visto, cada um dos conteúdos dos arquivos (exceto o Ki) é prefixado com o nome do arquivo + caminho e extensão:
DF DF    EF EF  LEN    File content
3f 00    2f e2    0a    44 44 44 44 44 44 44 44 44 44
7f 20    6f 07    09    11 11 11 11 11 11 11 11 11
00 00    6f 30    18    ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff
É provável que seja possível gerar arquivos + conteúdos arbitrários, desde que o formato esteja correto.
==== Parametros SMS EF 8f 0e ====
<br>
* O conteúdo das gravações em EF 8f 0e é usado para gerar o EF.SMSP (Short Message Service PArameters). É um arquivo baseado em gravação com uma extensão de gravação de 32 bytes. Gravações são enumeradas de 0x01 até 0x10
Ler o arquivo se dá da seguinte maneira:
(GSM, ISO 7816-4) > a0 a4 00 00  02  8f 0e
0000:  00 00 03 20 8f 0e 04 00 00 f0 44 01 02 01 32      ... ......D...2
Normal execution (SW 9000)
(GSM, ISO 7816-4) > a0 b2 01 04  32
0000:  3f 00 7f 10 6f 42 01 28 ff ff ff ff ff ff ff ff  ?...oB.(........
0010:  ff ff ff ff fd ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff  ................
0020:  ff 08 91 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 ff ff ff  ...3333333333...
0030:  ff ff                                            ..
Normal execution (SW 9000)
O conteúdo é similar ao arquvio anterior, mas “mirado” em EF’s baseados em gravação:
a. 3f 00 é o MF
b. 7f 10 é o DF.telecom
c. 6f 42 é o EF.SMSP
d. 01 é o número de gravação
e. 28 é a extensão da gravação
=== O leitor USB incluso ===
<br>
* Os cartões 16-em-1 incluem um pequeno leitor de chave USB SIM em um case plástico transparente. Esse leitor permite um design Phoenix, no qual um cristal de 3.759 Mhz é usado juntamente a dois inversores de um 74HC08, enquanto dois outros inversores e um transistor são usados para conectar a linha de dados a uma porta RS232. O esquema é muito similar ao a baixo:
[[Arquivo:Img_11.jpg]]
O leitor incluso ao Sim card 16-em-1 tambem acomoda um conversor Prolific Pl-2303 USB to RS232. Ele irá aparecer como uma porta serial regular em qualquer sistema operacional.
Há uma pequena chave do lado da chave, que seleciona entre duas freqüências de cristais:
a.  3.759 Mhz, levando a uma baudrate de 9600 quando o interruptor está afastado do pulg USB (o interruptor deve estar mais próximo do SIM do que do plug USB)
b.  7.2 Mhz, levando a uma baudrate de 19200 quando o interruptor está mais próximo do plug USB.
Para uma melhor compatibilidade com softwares existentes e cartões SIM lentos, selecionar a primeira opção.
Pode-se usar duas ferramentas open source para usar o leitor:
a. http://freshmeat.net/projects/sctk/
b. http://www.opensc-project.org/openct/wiki/smph

Edição atual tal como às 21h42min de 7 de novembro de 2011

GPL

  • Geral Public License
  • GNU General Public License (Licença Pública Geral), GNU GPL ou simplesmente GPL, é a designação da licença para software livre idealizada por Richard Matthew Stallman em 1989, no âmbito do projeto GNU da Free Software Foundation (FSF).
  • A GPL é a licença com maior utilização por parte de projetos de software livre, em grande parte devido à sua adoção para o projeto GNU e o sistema operacional GNU/Linux.
  • Em termos gerais, a GPL baseia-se em 4 liberdades:
  1. .A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito (liberdade nº 0)
  2. .A liberdade de estudar como o programa funciona e adaptá-lo para as suas necessidades (liberdade nº 1). O acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade.
  3. .A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao seu próximo (liberdade nº 2).
  4. .A liberdade de aperfeiçoar o programa, e liberar os seus aperfeiçoamentos, de modo que toda a comunidade se beneficie deles (liberdade nº 3). O acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade.

Com a garantia destas liberdades, a GPL permite que os programas sejam distribuídos e reaproveitados, mantendo, porém, os direitos do autor por forma a não permitir que essa informação seja usada de uma maneira que limite as liberdades originais. A licença não permite, por exemplo, que o código seja apoderado por outra pessoa, ou que sejam impostos sobre ele restrições que impeçam que seja distribuído da mesma maneira que foi adquirido.

  • A GPL está redigida em inglês e atualmente nenhuma tradução é aceita como válida pela Free Software Foundation, com o argumento de que há o risco de introdução de erros de tradução que poderiam deturpar o sentido da licença. Deste modo, qualquer tradução da GPL é não-oficial e meramente informativa, mantendo-se a obrigatoriedade de distribuir o texto oficial em inglês com os programas.
  • Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_License

GSM


  • O GSM tem a estrutura básica dos sistemas celulares e oferece as mesmas funcionalidades básicas dos demais sistemas celulares associadas à mobilidade como roaming e handover entre células. A arquitetura de referência de um sistema GSM é apresentada na figura a seguir.

Mobile Station (MS)


  • Mobile Station Estação Móvel é o terminal utilizado pelo assinante quando carregado com um cartão inteligente conhecido como SIM Card ou Módulo de Identidade do Assinante (Subscriber Identity Module). Sem o SIM Card a Estação Móvel não está associada a um usuário e não pode fazer nem receber chamadas.

Uma vez contratado o serviço junto a uma operadora o usuário passa a dispor de um SIM card que ao ser inserido em qualquer terminal GSM faz com que este passe a assumir a identidade do proprietário do SIM Card. No Brasil ele tem sido chamado pelas operadoras de OiChip e TIMChip. O SIM card armazena entre outras informações um número de 15 dígitos que identifica unicamente uma dada Estação Móvel denominado IMSI ou Identidade Internacional do Assinante Móvel (International Mobile Subscriber Identity). Já o terminal é caracterizado por um número também com 15 dígitos, atribuído pelo fabricante, denominado IMEI ou Identidade Internacional do Equipamento Móvel (International Mobile Station Equipment Identity).

Base Station System (BSS)


  • É o sistema encarregado da comunicação com as estações móveis em uma determinada área. É formado por várias Base Transceiver Station (BTS) ou ERBs, que constituem uma célula, e um Base Station Controller (BSC), que controla estas BTSs.

Mobile-Services Switching Centre (MSC)


  • Mobile-Services Switching Centre ou Central de Comutação e Controle (CCC) é a central responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área geográfica designada como a área do MSC.

A diferença principal entre um MSC e uma central de comutação fixa é que a MSC tem que levar em consideração a mobilidade dos assinantes (locais ou visitantes), inclusive o handover da comunicação quando estes assinantes se movem de uma célula para outra. O MSC encarregado de rotear chamadas para outros MSCs é chamado de Gateway MSC.

Home Location Register (HLR)


  • Home Location Register ou Registro de Assinantes Locais é a base de dados que contém informações sobre os assinantes de um sistema celular.

Visitor Location Register (VLR)


  • Visitor Location Register ou Registro de Assinantes Visitantes é a base de dados que contém a informação sobre os assinantes em visita (roaming) a um sistema celular.

Authentication Center (AUC)


  • Ou Centro de Autenticação é responsável pela autenticação dos assinantes no uso do sistema. O Centro de Autenticação está associado a um HLR e armazena uma chave de identidade para cada assinante móvel registrado naquele HLR possibilitando a autenticação do IMSI do assinante. É também responsável por gerar a chave para criptografar a comunicação entre MS e BTS.

Equipment Identity Register (EIR)


  • Ou Registro de Identidade do Equipamento é a base de dados que armazena os IMEIs dos terminais móveis de um sistema GSM.

Operational and Maintenance Center (OMC)


  • Ou Centro de Operação e Manutenção é a entidade funcional através da qual a operadora monitora e controla o sistema.

Características principais da interface entre a Estação Móvel e a ERB


  • Freqüências de Operação (MHz) :

O GSM foi padronizado para operar nas faixas de freqüências apresentadas na tabela, sendo o GSM 900 e o DCS 1800 adotados na Europa e o PCS 1900 nos Estados Unidos. No Brasil as Bandas C, D e E estão na faixa de freqüências do DCS 1800, tendo sido licitados inicialmente 15 MHz por operadora em cada direção. (Consulte a seção Freqüências no Brasil)

Canalização


  • As Bandas do GSM são divididas em canais de RF, onde cada canal consiste de um par de freqüências (Transmissão e Recepção) com 200 KHz de banda cada. Existem, portanto, 124 canais de RF no GSM 900 e 373 canais no DCS 1800. Estes canais receberam uma numeração conhecida como ARFCN (Absolute Rádio Frequency Channel Number).As freqüências portadoras dos canais de RF são moduladas em 0,3GMSK por um sinal digital com taxa de 270,833 kbit/s .

Modulação


  • O GSM utiliza um formato de modulação digital chamado de 0,3GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).

O 0,3G descreve a Banda do Filtro Gaussiano de pré-modulação utilizado para reduzir o espectro do sinal modulado. MSK (Minimum Shift Keying) é um tipo especial de modulação FSK (Frequency Shift Keing) onde 1’s e 0’s são representados por deslocamentos na freqüência da portadora de RF. Quando a taxa de bits do sinal modulante é exatamente quatro vezes o deslocamento da freqüência da portadora consegue-se minimizar o espectro e a modulação é chamada de MSK (Minimum Shift Keying). - No caso do GSM, a taxa de dados de 270,833 kbit/s foi escolhida para ser exatamente quatro vezes o deslocamento da freqüência de RF (+/- 67,708 KHz). Este sinal digital de 270,833 kbit/s é dividido no domínio do tempo em 8 intervalos (slots) de tempo possibilitando o múltiplo acesso por divisão no tempo (TDMA) das Estações Móveis.

O GSM assim como o TDMA (IS-136) é uma combinação de FDMA e TDMA

Canais Lógicos


  • No GSM nenhum canal de RF ou time slot está designado a priori para uma tarefa particular. A informação do usuário (voz e dados) e os dados de controle de sinalização são transmitidos em dois tipos básicos de canais lógicos que vão ocupar a estrutura do quadro (frame) TDMA: canal de tráfego (TCH) e canal de controle (CCH).Estes canais lógicos são mapeados nos canais físicos conforme a figura a seguir:

Os canais de tráfego suportam duas taxas de informação: Completa (Full) e Meia (Half) possibilitando que um canal de RF tenha de 8 canais (Full rate) a 16 (Half rate). O Half rate é implementado pela ocupação alternada do mesmo slot físico por dois canais lógicos. As taxas de informação para os canais de tráfego (TCH) são:

No GSM é possível encontrar 3 tipos de codificadores de voz (vocoder): o Enhanced Full Rate (EFR) e o Full Rate com taxa de 13 kbit/s, e o Half Rate com taxa de 9,6 kbit/s.

Capacidade do GSM

<br

  • A eficiência de utilização do Espectro, ou capacidade de um sistema GSM é maior que a do AMPS e menor que um sistema TDMA (IS-136).

Em uma Banda de 30 KHz o AMPS tem capacidade para uma chamada telefônica e o TDMA três. Já o GSM em 200 Khz tem capacidade para oito chamadas. Em compensação por apresentar menos interferência co-canal os sistemas GSM utilizam um reuso de freqüência de 4 por 12 enquanto no AMPS e TDMA o normal é de 7 por 21 o que propicia uma melhor utilização do espectro por parte do GSM. Se o GSM utilizar um recurso, previsto nas especificações, de saltos de freqüência (Frequency Hopping) é possível inclusive a utilização de esquemas de reuso de freqüências mais eficientes.

As interfaces da arquitetura de uma rede GSM, apresentadas na figura e descritas a seguir, foram padronizadas de modo a permitir a interoperabilidade com outras redes, inclusive roaming internacional, e permitir a utilização de diversos fornecedores na sua implantação.

Interface Abis entre ERB (BTS) e BSC


  • A interconexão entre BTS e BSC se dá através da interface padronizada Abis (a maioria das interfaces Abis são específicas do vendor). Esta interface suporta dois tipos de links: canais de tráfego a 64 kbit/s levando voz ou dados do usuário e canais de sinalização BSC-BTS a 16 kbit/s. A camada física é baseada na G.703.

Interface A entre BSC e MSC


  • Está especificada pelas normas do GSM. A camada física é um 2 Mbit/s padrão CCITT.

Interfaces C, D, E, F, G


  • As interfaces C, D, E, F, G forma padronizadas pelo protocolo MAP que por sua vez utiliza os serviços de transação e transferência de mensagens do Sistema de Sinalização número 7 (SS#7).

Em um sistema de telefonia fixa é necessário que exista entre as centrais telefônicas, além dos troncos com os canais de voz, um sistema de sinalização por onde são trocadas mensagens de modo a se estabelecer uma chamada telefônica entre dois assinantes. O Sistema de Sinalização número 7 é o padrão adotado pela UIT e utiliza um canal dedicado para a comunicação. O SS#7 é um protocolo complexo cuja estrutura é apresentada na figura a seguir.

O SS#7 pode ser dividido em duas partes:

1) User Part Implementa funções dos usuário como a:

TUP (Telephone User Part) Compreende todas as mensagens de sinalização necessárias para que uma rede telefônica fixa estabeleça uma chamada. ISUP (Integrated services user part) Acrescenta ao TUP a sinalização para redes de dados comutadas a circuito como previsto na ISDN.

2) MTP (Message Transfer Part) Responsável pela transferência das mensagens de maneira confiável na rede de sinalização.

Além das aplicações relacionadas ao tráfego telefônico o SS#7 estabeleceu, na parte do usuário, camadas que possibilitam a troca de informações, entre centrais ou bases de dados, não relacionadas ao estabelecimento de circuitos telefônicos. Visava-se a implementação de serviços da rede inteligente. Estas camadas são a: SCCP (signaling Connection Control Part), ISP (Intermediate service Part) e TCAP (Transaction capabilities application part). A necessidade de sinalização em uma rede celular é muito maior que numa rede fixa devido a mobilidade do usuário. Para suprir estas funções o GSM desenvolveu a camada Mobile Application Part (MAP) que usa como suporte as várias camadas do SS#7 como o TCAP, SCCP e o MTP.

Interface entre MSC e redes de Telefonia Fixa


  • A interconexão entre MSC e redes fixas utiliza o Padrão SS#7 TUP ou ISUP.

Interfaces B e H


  • As interfaces B entre MSC e VLR e H entre HLR e AUC não estão padronizadas pois tratam-se normalmente de interfaces internas do MSC/VLR e do HLR/AUC.

GSM: Serviços


  • As especificações do GSM procuraram de início reproduzir na rede móvel os serviços que estariam disponíveis na rede fixa através da ISDN (Rede Digital de Serviços Integrados) padronizada pela UIT.

A estrutura flexível dos canais físicos do GSM bem como a utilização do protocolo SS7 facilitaram a introdução destes serviços que foram divididos nos grupos apresentados a seguir:

1) Bearer Services: Serviços de transporte de dados usados para conectar dois elementos de uma rede como acesso ao X.25 com taxas de dados de 2400 a 9600 bit/s.

2) Teleservices: Serviços de comunicação entre dois assinantes como telefonia, serviço de mensagens curtas (SMS) e FAX.

3) Serviços Suplementares: As redes GSM suportam dezenas de serviços suplementares, tais como identificação do número chamador, chamada em espera, siga-me e conferência. A padronização do GSM tem avançado na definição de outros serviços adicionais. O SMS e estes outros serviços são normalmente implementados utilizando-se gateways entre a BSC e o MSC como apresentado na figura a seguir. A comunicação com outros elementos da Rede GSM, tais como MSC, HLR e EIR, é sempre baseada no protocolo MAP com suporte do SS7.

4) Serviços de Localização: Os serviços de localização padronizados para o GSM permitem estimar com precisão a localização da estação móvel servindo de base para vários serviços oferecidos ao assinante.

5) GPRS: O GPRS (General Packet Radio Service) é um serviço para comunicação de dados que permite a estação móvel uma conexão a Internet sem a necessidade de se estabelecer uma chamada telefônica (always on). Este serviço pode utilizar até os 8 time slots de uma canal GSM de 200 KHz o que implica em uma taxa que teoricamente poderia chegar a 115 kbit/s.

6) EDGE: O EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) é um padrão desenvolvido para aumentar a taxa de dados para serviços oferecidos pela rede GSM. Este aumento é obtido pelo uso de um novo tipo de modulação (8 BPSK) para a portadora dos canais de RF em substituição a usada atualmente 0,3GMSK. É possível desta forma oferecer 48 kbit/s por slot de tempo o que possibilitaria o oferecimento de conexões IP de até 384 kbit/s. Esta solução mantém a estrutura básica de canalização do GSM implicando na instalação de transceptores com modulação 8 BPSK para os canais de RF dedicados a esta aplicação.

7) 3G: A evolução do GSM para serviços de terceira geração com taxas de dados de até 2 Mbit/s vem sendo padronizada pelo 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Esta evolução exigiu a definição de um novo padrão para a interface entre Estação Móvel e ERB com canais de RF de 5 MHz. Este novo padrão (WCDMA) implicará em mudanças na estrutura de canalização do GSM exigindo uma banda adicional de freqüências para implementação do serviço por parte das operadoras, mantendo no entanto a compatibilidade e demais interfaces da arquitetura GSM.

GSM: Considerações Finais


  • O GSM é o padrão de sistema celular com mais usuários no mundo tendo atingido em 2002 segundo o EMC a marca de 792,8 milhões de assinantes ou 69,83% dos assinantes mundiais e está presente em praticamente todos os países. A presença mundial e o volume de assinantes e redes GSM é o grande trunfo deste sistema pois se traduz em facilidades de roaming e custos mais baixos para a rede e terminais.

O GSM foi introduzido no Brasil em 2002 com a licitação pela Anatel das Bandas D e E e está em operação em quase todo o Brasil. Foi adotado também pela maioria das operadoras que estão migrando do TDMA. Consulte o mapa dinâmico das operadoras. A adoção do GSM pelas operadoras no Brasil tem impacto não apenas na interface rádio, o que exige novos terminais GSM, mas na rede nacional de roaming que é atualmente baseada no IS-41 para os sistemas AMPS, TDMA e CDMA. A sinalização de roaming do GSM é feita através do protocolo MAP como suporte do SS#7.

3GPP


  • A Terceira Geração de Parceria de Projetos (3GPP) une os corpos padrões de telecomunicações, conhecidos como Parceiros Organizacionais.

1) Escopo O escopo original do 3GPP era produzir especificações técnicas e relatórios técnicos para sistemas móveis 3G baseados em núcleos de rede evoluídos GSM e tecnologias de acesso via rádio que elas suportam (Universal Terrestrial Radio Access (UTRA), ambos modos Divisão Duplex de Freqüência (FDD) e Divisão Duplex de tempo (TDD)) O escopo foi substancialmente ampliado para incluir o desenvolvimento e manutenção de especificaçoes técnicas e relatorios tecnicos do Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM) incluindo tecnologias evoluídas de acesso à rádio (GPRS e EDGE). 3GPP foi criado em Dezembro de 1998, sob o nome de “The 3rd Generation Partnership Project Agreement”, ou seja, Acordo de projetos de parcerias da terceira geração. As discussões que levaram ao acordo do 3GPP foram gravados em uma série de slides chamados “Partnership Project Description”, ou seja, descrição da parceira de projeto, que descreve os princípios e idéias básicas acerca do que o projeto se baseia. A descrição da parceria de projeto não se mantem a mesma desde a sua primeira criação, contudo, seus princípios continuam válidos.

Fonte: www.3GPP.com

A-bis


  • A-bis é a interface entre a BTS e a BSC. Geralmente é utilizada pelos circuitos TDM DS-1, ES-1 ou E-1. Ela utiliza subcanais TDM (Multiplexação por Divisão no Tempo) para tráfego (TCH), protocolo LAPD para supervisão da BTS e sinalização de telecomunicação, bem como utiliza sincronização entre BSC e a BTS.

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Base_station_subsystem

BSC


  • A principal função da BSC é controlar toda a parte que está relacionada com rádio, para assegurar qualidade na utilização desse recurso. Dentre as suas funções, cabe a BSC: gerenciar a rede de rádio e as BT’s, manipular o TRAU e interfaces de transmissões, estabelecer as conexões com as MS’s e manipular a própria BSC interna.

O gerenciamento da rede de rádio ocorre na descrição de dados técnicos e de identificação da célula. A BSC também informa os dados do sistema para as redes interligadas, inclusive o da localidade, o que acarreta possível compartilhamento de dados da carga entre as células. Junto a esse gerenciamento, a BSC consegue medir o tráfego da linha simultaneamente aos eventos, assim é possível visualizar os canais livres, para poder administrar melhor uma maior demanda de ocasiões num único momento, no qual disponibiliza handovers, distribuindo o tráfego entre MS’s para não sobrecarregar o sistema. Contudo, a qualidade boa da comunicação via rádio é garantida, pois interferências são evitadas, e a potência e a qualidade do sinal se tornam melhores. A BSC também possui a função de gerenciar as BT’s nas seguintes funções: manipular o software, manter as entidades físicas das BT’s em boas condições e configurá-las, no qual a BSC é responsável pelo controle da potência das BT’s, através de alocações, em que para manter o funcionamento da mesma é necessário classificar a importância das atividades que envolvem os equipamentos, assim em caso de congestionamento, se prioriza atividades mais importantes, no qual até reconfigurações são realizadas, para evitar perda de funções importantes. A BSC visa sempre a melhor qualidade das ligações, assim se numa tarefa existir uma condição melhor para a conexão do móvel, é feito handover, em que se desfruta de um maior benefícios nos sinais de conexões entre as células e o móveis atuais do que entre os móveis e as células anteriores que sofreram tal ação. Além do handover, pode-se trocar a frequência. Esse salto é chamado de Frequency Hopping. Juntando essas funções torna-se possível que a BSC manipule conexões entre estações móveis, durante a chamada, pois ela é responsável pela alocação de um canal de tráfego depois de toda uma autenticação, criptografia, e outras tarefas necessárias para que se possa estabelecer uma conexão. Além disso, durante a chamada, a BSC controla a potência dos equipamentos, através de mudanças de frequências, se indispensável para não haver cortes, o que mantêm a qualidade da ligação. Se mais necessário ainda para manter essa qualidade, é feito dentro do próprio evento da chamada o handover, por meio de cálculos da melhor qualidade de conexão. Outra função da BSC é a manipulação das TRAU’s, no qual essa função é realizada na coordenação da alocação de uma TRAU a uma tarefa. Além disso, a BCS deve administrar testar, supervisionar e localizar as falhas dos enlaces que ocorre entre MSC’s e BT’s. Protocolo BSC: Esse protocolo foi desenvolvido originalmente pela IBM (International Business Machines) com o objetivo de permitir a transmissão síncrona entre computador e periféricos remotamente localizados . Atualmente, este protocolo encontra-se bastante difundido e suas versões são implementadas em diferentes equipamentos. O protocolo BSC é utilizado em ligações ponto a ponto ou multiponto, com ligações dedicadas ou comutadas . ele pode aceitar três códigos específicos de transmissão: EBCDIC, ASCII, TRANSCODE (código de 6 bits) , operando no modo half-duplex.

Fonte: http://200.170.138.251/OpenInnovation/index.php/BSC

MSC


  • A MSC (Mobile Switching Center) é uma parte da rede GSM equivalente à uma central de comutação na telefonia fixa, adicionado a isto, tudo o que é necessário para lidar-se com estações móveis. A MSC encontra-se, hierarquicamente, acima da BSS, e sua principal função é autenticação, gerenciamento de localização, handovers, registros e roteamento de chamadas para estações móveis em roaming.

MSCs comunicam-se com registros NE rede GSM sobre interfaces usando SS7 e protocolos baseados em SS7. Os protocolos baseados em SS7 que a MSC usa para comunicar-se são: MAP, TCAP, ISUP, INAP e TUP. Se a MSC possui um gateway para comunicar-se com outras redes, ela é eventualmente chamada de gateway MSC (GMSC). Para lidar com estações móveis em roaming, cada central de comutação móvel tem seu próprio VL, que é, na maioria das vezes, fisicamente integrado ao hardware da MSC. Cada VLR tem extaamente uma MSC. A MSC gerencia todos os handovers e comutações entre células, provendo comandos para cada BS relevante para desligar uma estação móvel de uma BTS e conectá-lo a outra. MSCs também orquestram o processo de criação de novas chamadas de voz. Uma MSC irá iniciar a chamada usando um canal de controle reverso para estabelecer o pedido. A MSC tem que garantir passagem, e após isso, um par de canais de voz é estabelecido para a ligação.

HLR


  • Um HLR (Home Location Register) é um banco de dados de informações de usuários (assinantes), ou seja, perfis de assinantes, usado em redes móveis (sem fio). É um componente chave em redes móveis, como a GSM, TDMA e CDMA. Um HLR contem informações de usuários como dados sobre contas, status, opções de preferência, recursos acionados (geralmente pagos) pelo usuário, informação de localidade atual do usuário, npumero do assinante, identificação do assinante, entre outros. Os dados armazenados nas HLRs para os difernetes tipos de redes são quase similares, diferindo em alguns aspectos. HLRs são usadas pelas MSCs para originar e entregar chamadas de unidades móveis. VLRs (Visiting Location register) é um outro banco de dados, similar as HLRs. contudo, são usadas pela rede móvel para, temporariamente, guardar informações de usuário em Roaming (fora de sua área original). Esse banco de dados VLR tem suas informações baseadas nas informaçõe sobtidas por meio da HLR.

cada rede móvel tem sua própria HLR e VLR. Quando uma MSC detecta a presença de um usuário móvel na área de coberturade sua própria rede, ela primeiramente checa o banco de dados para determinar se o usuário em sua área está em roaming ou não. Se o usuário não estiver em roaming, a HLR tem as informações necessárias para iniciar, terminar e receber as chamadas deste usuário. Se o usuário está em roaming, a VLR contacta a HLR do usuário para obter as informações necessárias para definir um set up temporário para o usuário. A localidade do usuário é gravada na HLR, e, em caso de roaming, também é gravada na VLR.

AuC


  • AuC (Autentification Center)

Tem como principal objetivo prover as informações necessárias usadas pela MSC/VLR nos procedimentos de autenticação e cifragem.As seguintes informações são geradas por este elemento: Número aleatório – RAND Signed response – SRES Ciphering Key – Kc Quando requisitado pelo HLR o Auc gera tripletos para cada IMSI que depois são enviados ao VLR via HLR. O AuC é uma base de dados protegida que guarda uma cópia do código de cada SIM card, que é usado para autenticar e criptografar através do canal de rádio.

VLR


  • O VLR tem basicamente a mesma função do HLR. A única diferença entre as duas é o tipo de usuário que utilizará o registro. No caso do VLR, apenas usuários em roaming acessam e atualizam o registro do VLR.

EIR


  • O EIR (Equipment Identity Register) é um banco de dados dos números IMEI (International Mobile Equipment Identity). Se um número IMEI de um dispositivo está listado na EIR, ele nao funcionará dentro da operadora. Um uso comum de EIRs está relacionado à aparelhos roubados. Assim que um usuário informa a um operador sobre o roubo, o npumero IMEI entra no banco dados EIR, e supostamente, faz com que o dispositivo torne-se incapaz de funcionar em qualquer rede. Atualmente, o EIR é frequentemente chamado de sistema IMEI DB (database), o que significa que ele serve como um sistema central para operadores de rede partilharem suas listas de IMEIs que devem ser bloqueados com outros operadores de rede. A Vodafone (Usando o AirWide) e a Cegetel (por meio do Tekelec) são exemplos de empresas que provém o serviço das EIRs.

Fonte: http://200.170.138.251/OpenInnovation/index.php/EIR

MicroBTS Siemens BS11


  • A Siemens BS11 é uma BTS GSM relativamente pequena, em alguns casos conhecida como Siemens MicroBTS.

Atentar para o fato de que a BS-11 não é uma Estação Base GSM. Ela é uma Estação Base Transceptora GSM e apenas um elemento da complexa rede GSM. A estação, por si mesma, pode apenas enviar e receber dados na freqüência GSM. Precisa-se emular pelo menos a BSC, MSC e VLR/HLR para poder-se usar telefones GSM com a BS-11. A BS-11 foi originalmente desenvolvida na Itália e manufaturada pela OTE em Firenze, na Itália. O produto completo foi então vendido para a Siemens. A BS-11 está disponível em diversas configurações. As variações incluem: 1-Fonte de energia: - Fonte AC 110/220V - Fonte 48V DC 2- Números de TRX -1 TRX -2 TRX 3- cada um dos TRX podem ser alocados em diferentes bandas: -GSM900 -GSM1800 O uplink da Bs-11, assim como a maioria das BTSs, é uma interface E1/PCM300, com o protocolo A-bis no topo da pilha.

ip.access nanoBTS


  • A ip.access nanoBTS são pequenas BTSs com uma interface A-bis sobre IP. É praticamente do tamanho de um ponto de acesso Wifi.

Existem diversas variações da nanoBTS. As mais notáveis são: 1- nanoBTS 900 para GSM900 a. Suporta codecs de fala FR, EFR, AMR (HR) b. Suporta telefonia TCH/F e TCH/H c. Suporta GPRS 2- nanoBTS 1800 para GSM1800, alem de uma variação GSM1900 (Hardware praticamente idêntico) a. Suporta EDGE em adição ao GPRS A interface A-bis sobre IP é utilizada sobre uma camada física 100-base-TX ethernet. Power over Ethernet (Potencia sobre Ethernet) é utilizada como fonte de energia para a nanoBTS. Pacotes A-bis e OML são encapsulados por um pequeno cabeçalho adicional a cada transmissão na sua sessão TCP. Ao invés de frames TRAU, os dados de voz TCH estão dentro do pacote RTP/UDP. Fonte: http://openbsc.osmocom.org/trac/wiki/nanoBTS

E1


  • E1 é um padrão de linha telefônica digital europeu criado pela IITU-TS e o nome determinado pela Conferência Europeia Postal de Telecomunicaçao (CEPT), sendo o padrão usado no Brasil e na Europa; é o equivalente ao sistema T-carrier norte-americano, embora o sistema T norte-americano utilize taxas de transmissão diferentes.

O E1 possui uma taxa transferência de 2 Mbps (para ser exato são 2,048 Mbit/s) e pode ser dividido em 32 canais de 64 Kbps cada, contudo, 30 canais dos 32 canais existentes transportam informações úteis, pois a velocidade efetiva da transmissão (throughput) da portadora E1, é de 30 x 64 = 1920 Kbit/s, os outros 2 canais restantes (canal 0 e canal 16), destinam-se à sinalização (sistema designado por "Sinalização por Canal Comum") e o alinhamento de quadros ou tramas, estabelecendo um sincronismo entre os pontos. A contratação de linhas E1 abaixo de 2 Mbps é conhecida como "E1 fracionário". Pode ser interconectado ao T1 para uso internacional. Suas variantes: • E2: 8,448 Mbps. • E3: 34,368 Mbps. • E4: 139,264 Mbps. • E5: 565,148 Mbps.

ISDN


  • ISDN (Integrated Services Digital Network) ou Rede de Serviços Digitais Integrados é um conjunto de padrões de comunicação para transmissões simultâneas de voz, vídeo, dados e outros serviços de rede sobre circuitos tradicionais da PSTN (Publis Swithced Telephone Network), ou seja, Rede Publica de Telefonia Comutada. Foi primeiramente definida em 1988 pela CCITT. Antes da ISDN, o sistema de telefonia era visto apenas como uma maneira de transmitir voz, com alguns serviços especiais disponíveis para dados. A característica chave da ISDN é que ela integra voz e dados na mesma linha, adicionando características que antes não eram disponíveis no sistema clássico de telefonia. Existem diversos tipos de acessos à ISDN definidos no BRI (Basic Rate Interface), PRI (Primary Rate Interface) e B-ISDN (Broadband ISDN)

ISDN é um sistema de comutação de circuitos de rede de telefonia, que também prove acesso a redes de comutação de pacotes, criadas para permitir transmissões digitais de voz e dados sobre pares trançados de cobre comuns, resultando em uma melhor qualidade de voz, em relação ao que as redes analógicas podiam prover. A ISDN prove circuitos de comutação de pacotes (para voz e dados) e circuitos de comutação de dados (apenas para dados) a uma taxa de 64Kbps. Uma grande aplicação de mercado da ISDN em alguns países é o acesso à Internet, onde a ISDN tipicamente provê uma taxa máxima de 128Kbps em ambos upstream e downstream. Canais agrupados podem alcançar maiores taxas de transmissão; tipicamente, canais ISDN-B de 3 ou 4 BRIs (6 a 8 canais de 64Kbps) são agrupados.

SCCP


  • O SCCP (Signaling Connection Control Part) é um protocolo de camada de rede que provê roteamento, controle de fluxo, segmentação, orientação à conexão e correção de erros em redes de telecomunicação Signaling System 7 (SS7). O SCCP prove serviço de MTP para roteamento básico e detecção de erro.

A especificação do SCCP é definida pelo ITU-T, nas recomendações que vão do Q.711 ao Q.714, com informações adicionais para implementadores providas nos Q.715 e Q.716. Existem, contudo, variações regionais definidas por padrões locais. Nos estados Unidos, a ANSI publicou suas modificações no Q.713 como ANSI T1.112. A TTC publicou como JT-Q.711 até o JT-Q.714, e a ETSI (Européia) publicou como ETSI EM 300-009-1. Todas elas documenta suas modificações em relação às especificações do ITU-T.

Osmo-bsc


  • Somo-BSC é uma versão do OpenBSC que roda apenas no modo BSC-only, ou seja, implementará as funcionalidades da BSC e das interfaces A e A-bis, mas não emulará uma MSC/SMSC/HLR/AuC, como a versão osmo-nitb do OpenBSC.

OsmoBSC é muito útil para operar com redes GSM existentes, que possuem seu próprio núcleo de rede.

Osmo-nitb


  • Osmo-nitb (formalmente chamado de bsc_hack) é o nome do programa executável do OpenBSC no modo NITB (network in the box).

OML


  • Oml é referente à parte de sinalização da BTS.

IMEI


  • IMEI é a abreviação de International Mobile Equipment Identity (Identificação Internacional de Equipamento Móvel), um número único para cada telefone celular, normalmente achado atrás da bateria. Outra forma de se obter o IMEI é digitar direto no aparelho o código: *#06# para obter o número IMEI sem precisar desligar o aparelho.

Essas identificações dos celulares conectados a uma rede GSM são armazenados em um banco de dados (EIR - Registro de identidade de equipamentos) contendo todos os equipamentos móveis válidos. Quando é reportado um roubo de telefone ou não é aprovado, esse identificador é marcado como inválido. O número consiste de 4 grupos, que seguem o padrão: nnnnnn--nn-nnnnnn-n. Quando o aparelho é bloqueado pelo IMEI, fica apenas bloqueado no País, se for usado no exterior, funciona normalmente.

IMSI


  • IMSI (Internationsl Móbile Subscriber Identity), ou seja, Identidade de Assinante Móvel Internacional, é uma identificação única associada todas os aparelhos móveis em redes GSM e UMTS. Ele é armazenado em um campo de 64 bits no SIM, e é enviado pelo teleofne à rede. Ele também é usado para adiquirir outros detalhes da estação móvel no HLR ou no VLR. Para prevenir escutas telefônicas clandestinas e clonagem de números, o envio do IMSI para a rede é o mais raro possível, e um TMSI aleatoriamente gerado é enviado no seu lugar, quando necessário.

O IMSI é usado em qualquer rede móvel que interconecte outras redes. Os 3 primeiros dígitos são os MCC (Móbile Country Code), seguidos pelo MNS (Móbile Network Code) e por 2 ou 3 digitos (Padrão europeu ou americano). Os dígitos remanescentes são o MSIN (Móbile Subscription Identification Number), que são relacionados à base do cliente.

SMS


  • SMS (Short Message Service), ou seja, Serviço de Mensagens Curtas, é um serviço de envio de mensagens de texto por telefones, web ou comunicação móvel, usando protocolos de comunicações padronizados que permitem troca de pequenas mensagens de texto entre linhas fixas ou telefones móveis. Envio de mensagens SMS é a aplicação de dados mais usada no mundo, com 2.4 bilhoes de usuários ativos, ou seja, 74% de todos os assinantes de serviços de comunicação móvel

Handover


  • Em comunicações móveis, o termo handover ou handoff refere-se ao processo de transferir uma chamada ativa ou uma sessão de dados ativa de um canal conectado ao núcleo da rede a outro. Em comunicações via satélite, é o processo de transferir a responsabilidade de controle do satélite de uma estação terrestre para outra sem perder ou interromper o serviço.

Propósito


  • a-Quando o telefone está movendo-se pra longe de uma área coberta por uma célula e entrando em uma área coberta por outra célula, a chamada é transferida para a segunda célula, para evitar perda da chamada quando o telefone encontrar-se fora do alcance da primeira célula.

b- Quando a capacidade de novas conexões de uma dada célula está ao seu limite máximo e uma nova ou existente chamada, que está localizada em uma área sobreposta por outra célula, é transferida para esta célula, para liberar canais na primeira célula para outros usuários. c- em redes não-CDMA, quando o canal usado pelo telefone recebe interferência causada por outro telefone usando o mesmo canal em uma célula diferente, a chamada é transferida para um canal diferente na mesma célula ou para um diferente canal em uma diferente célula para evitar-se interferência. d- Novamente, em redes não-CDMA, quando o comportamento do usuário muda, ou seja, quando um usuário viajando em uma velocidade alta, conectado a uma célula do tipo guarda-chuva larga, pára, a chamada pode ser transferida para uma macro-célula menor, ou até para uma micro-célula, para liberar capacidade da célula guarda-chuva para outros usuários viajando em alta velocidade e reduzir a interferência potencial de outros usuários de outras células (isso funciona na situação reversa, quando um usuário está viajando em uma velocidade maior do que o limiar aceito pela célula guarda-chuva, a chamada pode ser transferida para uma célula guarda-chuva maior, para minimizar a freqüência dos handovers feitos por causa desse rápido deslocamento)

Codec FR


  • Full Rate, FR, GSM-FR ou GSM 06.10 foi o primeiro codec digital para codificação de voz usado em sistemas de comunicação moveis GSM. A taxa de bits do codec é de 13Kbits/s, ou 1.625bits/amostra de áudio. A qualidade do codec de voz é bem pobre, para padrões atuais, mas na época de seu desenvolvimento (inicio dos anos 90) ele era uma grande promessa, pois tinha uma boa relação complexidade computacional/qualidade, requisitando apenas alguns milhões de adições e multiplicações por segundo. O codec ainda é amplamente utilizado em redes no mundo todo. Gradualmente, FR será substituído pelos padroes EFR (Enhanced Full Rate) e AMR (Adaptive Multi-Rate), que provêm uma qualidade muito maior com menores taxas de bits.

O GSM –FR é especificado no ETSI 06.10 (ETS 300 961) e é baseado no paradigma de codificação de voz RPE-LTP (regular Pulse Excitation – Long term Prediction). Como muitos outros codecs de voz, predição linear é usada no filtro de síntese. Contudo, diferente da maioria dos codecs de voz modernos, a ordem da predição linear é apenas de 8. Em codecs faixa estreita modernos, a ordem é geralmente 10, e em faixa larga, é geralmente 16. O codificador de voz aceita 13 bits lineares PCMa uma taxa de amostragem de 8Khz. Isso pode ser feito diretamente pelo conversor analógico-digital no telefone ou no computador, ou convertido para 8-bit não-linear Lei-A ou Lei-u G.711 PCM da PSTN com uma tabela lookup. Em GSM, a voz codificada é passada para o canal codificador especificado em GSM 05.03. Na direção do receptor, a operação inversa é realizada. O codec opera em 160 frames de amostra com um mínimo atraso de 20ms, que é o menor delay possive; de um transcoder, mesmo com CPUs infinitamente rápidos e atraso zero da rede. O requisito operacional é que o atraso do transcoder seja menor do que 30ms. O atraso do transcoder é definido como o intervalo de tempo entre o instante no qual um frame de voz de 160 amostras tenha sido recebido na entrada do codificador e o instante correspondendo a reconstrução das 160 amostras.

Codec EFR


  • Enhanced Full Rate, EFR, GSM-EFR ou GSM 06.60 é um codec de voz padrão que foi desenvolvido para melhorar a pobre qualidade do codec GSM-Full Rate (FR). Trabalhando a uma taxa de 12.2 Kbits/s, o EFR prove qualidade wirelike, ou seja, parecida com a qualidade oferecida em redes cabeadas, em quaisquer condições de ausência ou presença de ruído. O codec padrão EFR 12.2 Kbits/s é compatível com o modo AMR. Apesar do EFR melhorar a qualidade da ligação, esse codec tem uma complexidade computacional maior, o que, em um dispositivo móvel, pode potencialmente acarretar em maior consumo de energia.

O EFR foi desenvolvido pela Nokia e a Universidade de Sherbrooke (Canadá). Em 1995, o ETSI selecionou o codec de voz EFR como o padrao industrial para GSM/DCS. A taxa de amostragem é de 8000 amostras/s, levando a uma taxa de bits de 12.2Kbits/s. O esquema de codificação é o de Predição Linear Excitada por Código Algébrico (ACELP ou Algebraic Code Excited Linear Prediction). O codificador é alimentado com dados consitindo de amostras com uma resolução de 13 bits justificados à esquerda em uma palavra de 16 bits. Os 3 últimos bits são setados em zero. Os dados de saída do decodificador são no mesmo formato.

Codec AMR


  • O codec de audio Adaptive Multi-Rate (AMR ou AMR-NB) é um esquema de compressao de dados de áudio patenteada e otimizada para codificação de voz. AMR foi adotado como o padrão de codec de voz pelo 3GPP em outubro de 1999 e é, atualmente, amplamente utilizado em GSM e UMTS. Ele usa adaptação de de enlace para poder selecionar um de oito diferentes taxas de bit baseadas nas condiçoes do enlace.

AMR tambem é um formato de arquivo para armazenagem de audio falado (voz) usando o codec AMR. Muitos telefones móveis podem armazenar pequenos trechos de audio gravados em formato AMR, e ambos programas livres e proprietários existem para converter esse tipo de arquivo em outros formatos, embora seja preciso lembrar que AMR é um formato de voz, logo, não provê resultados ideais para outros tipos de audio. Os frames contém 160 amostras e tem comprimento de 20 ms. O AMR usa diferentes tecnicas, como ACELP, DTX, VAD e CNG. A utilização do AMR requer adaptação de enlaces optimizados que selecionam o melhor modo do codec de acordo com o canal de radio local e os requisitos de capacidade. Se as condições de rádio são ruins, a codificação da fonte é reduzida e a codificação de canal é aumentada. Isso melhora a qualidade e a robustez da conexão de rede na medida em que sacrifica um pouco da claridade da voz. No caso particular do AMR, essa melhora é enteorno de uma relação sinal/ruído S/N = 4-6 dB para comunicação útil. O novo sistema inteligente permite que o operador de rede priorize capacidade ou qualidade por estação base. Existem, no total, 14 modos de codecs AMR, sendo 8 disponíveis em Full-rate e 8 em Half-Rate:

Gateway


  • Em telecomunicações, o termo gateway tem os seguintes significados:

1)Em redes de comunicação, o termo gateway significa um nó da rede equipado para realizar a interface entre outra rede que utilizae protocolos de comunicação diferentes.

2)Um gateway pode conter dispositivos como tradutores de protocolos, casadores de impedância, conversores de taxa, isoladores de erros ou tradutores de sinal, necessários para prover interoperabilidade emtre sistemas. Ele tambem requer estabelecimento de aceptabilidade mutua entre protocolos administrativos entre ambas as redes.

3)Em um segundo caso, o termo gateway pode ser empregado como um computador ou um programa de computador configurado para desempenhar tarefas de um gateway.

Gateways, tambem chamados de conversores de protocolos, podem operar em qualquer camada da rede. As atividades de um gateway são mais complexas do que as de um roteador ou switch, pelo fato dele se comunicar utilizando mais de um protocolo.

Detalhes


  • Um gateway é um ponto da rede que age como uma porta para outra rede. Na Internet, pode ser entendido como um nó, ponto de parada ou host (Hospedeiro). Ambos computadores de usuários da Internet e os computadores que servem as páginas para os usuários são nós hospedeiros, enquanto que os nós que conectam as redes no núcleo são gateways. Por exemplo, computadores que controlam tráfego entre redes de companhias ou os computadores usados pelos ISPs para conectar usuários à Internet são gateways.

Em uma rede empresarial, um computador servidor desempenhando a fun’~ao de gateway comunmente trabalha como um servidor proxy e um servidor firewall. Um gateway é comunmente associado com ambos roteadores, que sabem pra onde rotear um dado pacote de informação que chega no gateway, e um switch, que é capaz de estabelecer a melhor rota dentro do gateway para que o pacote entre e saia dele. Em uma rede IP, clientes devem automaticamente enviar pacotes IP com um destino fora de uma dada máscara de sub-rede para um gateway de rede. Uma máscara de rede define o alcance do IP de uma rede privada. Por exemplo, se uma rede privada tem um endereço Ip base de 192.168.0.0e tem uma máscara de sub-rede 255.255.255.9, logo, qualquer dado indo para um IP fora do 192.168.0.X será enviado para o gateway daquela rede. O gateway pode ou não desempenhar a função NAT quando enviar pacotes para outra rede.

RTP


  • O RTP (Real Time Protocol) define um formato de padronização de pacote para entrega de audio de video sobre redes IP. O RTp é usado extensivamente em comunicações e sistemas de entreteinimento que envolvem streaming de mídia, como telefonia, aplicações de video-conferência e ferramentas push-to-talk baseadas em web.

O RTP é usado em conjunto do RTP Control Protocol (RTCP). Enquanto o RTP carrega streams de mídia (áudio e vídeo), o RTCP é usado para monitorar as estatísticas de transmissão e a qualidade do serviço, e ajuda na sincronização de múltiplos streams. Quando ambos os protocols são usados em conjunto, o RTP é originado e recebido em portas pares, e a comunicação associada RTCP esa as próximas portas ímpares. O RTP é uma das bases técnicas de Voice Over IP (VoIP) e nesse contexto, é comunmente usado em conjunto com um protocolo de sinalização, que ajuda estabelecendo conexões através da rede. O RTP foi desenvolvido pelo Audio-Video Transport Group da Internet Engineering Task Force (IETF) e foi primeiramente publicado em 1996 no RFC 1889, contudo, foi modificado para o RFC 3550 em 2003.

Visão Geral


  • RTP é utilizado em conjunto com outros protocolos, como o H.323 e o RTCP. O RTP foi desenvolvido para transferência de dados fim-a-fim, em tempo real. O protocolo provê facilidades para compensaçao de jitter e detecção de dados fora de sequência, característica comum em transmissões em uma rede IP. RTP suporta transferência de dados para destinos mútiplos pelo multicast. Ele é conhecido como o padrão primário para transporte de áudio e vídeo em redes IP e é usado com um perfil associado e um formato payload.

Aplicações multim;idia em tempo real requerem entrega rápida e eficiente de informação e podem tolerar certos níveis de perda de pacotes para atingir seu objetivo. Por exemplo, perda de pacotes em aplicações de audio podem resultar em perdar de uma fração de segundo do dado de áudio, o que pode ser considerado despercebível com o uso de algoritmos de dissimulação de erro. O TCP (Transmissio Control Protocol), apesar de ser padronizado para RTP, não é normalmente usado em aplicações RTP, pois o TCP favorece confiabilidade em relação à rapidez. Ao invés de usar TCP, a maioria das aplicações RTP utilizam UDP (User Datagram Protocol). Outros protocolos de transporte especificamente criados para sessões multimídia são o SCTP e o SCCP, apesar de ainda não serem utilizados em larga escala.

Componentes do Protocolo


  • As especificações do RTP descrevem dois sub-protocolos:

1)O protocolo de transferêencia de dados, RTP, que lida com a transferência de dados em tempo real. Informações providas por esse protocolo incluem timestamps (para sincronização), números de sequência (para perda de pacotes e detecção de reordenação) e formato payload, que indica o formato codificado dos dados.

2)Um protocolo, RTCP, usado para especificar a qualidade do serviço e a sincronização entre streams de mídia. A largura de faixa do tráfego RTCP, comparado ao RTP, é pequena, tipicamente de 5%.

3)Um protocolo de sinalização opcional, como o H.323, Jingle, MGCP, Megaco, SCCP, ou SIP.

4)Um protocolo de descrição de mídia opcional como um protocolo de descrição de sessão.

Sessões


  • Uma sessão RTP é estabelecida para cada stream multimídia. A sessào consiste em um endereço Ipcom um par de portas para RTP e RTCP. Por exemplo, stream se áudio de vídeo teram sessões RTP separadas, permitindo ao receptor deselecionar um stream particular. As portas que formar a sessào são negociadas usando outros protocolos, como o RTSP (usando SDP no método setup) e SIP. De acordo com as especificações, uma porta RTP deve ser par e uma porta RTCP deve ser a próxima porta ímpar. RTP e RTCP tipicamente usam portas UDP sem privilégios (1024 a 65535), mas podem usar outros protocolos (SCTP e DCCP). A escolha do protocolo de transporte é do desenvolvedor.

Perfis e Formatos de Payload


  • Uma das considerações acerca do desenvolvimento em RTP era o suporte a vários formatos de multimídia (como H.264, MPEG-4, MJPEG, MPEG, etc.) e permitir a adição de novos formatos sem necessidade de rever o padrão RTP. A criação do RTP é baseada em um princípio de arquitetura conhecido como Application Level Framing (ALF). As necessidades da informação da aplicação requerida não estão presentes no cabeçalho genérico RTP e são especificadas pelos perfis RTP e os formatos de payload (carga). Para cada classe de aplicação (áudio, vídeo, etc.), o RTP define um perfis e um ou mais formatos de carga. Uma especificação completa de RTP para um uso de aplicação particular irá requerer especificações de perfil e formatos de carga.

O perfil define os codecs usados para codificar os dados da carga e seu mapeamento para códigos de formato de carga no campo de Tipo de Carga (Payload Type, PT) no cabeçalho RTP (ver abaixo). Cada perfil é acompanhado de várias especificações de formato de carga, cada um descrevendo o transporte de um dado codificado em particular. Algum dos formatos de carga de áudio são: G.711, G.723, G.726, G.729, GSM, QCELP, MP3, DTMF, etc., e alguns tipos de formato de carga de vídeo são: H.261, H.264, MPEG-4, etc. Exemplos de perfis RTp incluem:

1)O Perfil RTP para Conferências de Áudio e Vídeo com Mínimo Controle (RFC 3551) define um conjunto de atribuições de tipo de carga estática,e um mecanismo para mapeamento entre o formato de carga e o identificador de tipo de carga (no cabeçalho) usando SDP (Sessio Decription Protocol).

2)O SRTp (Secure Real-time Transport Protocol ou protocolo de transporte seguro em tempo real) define um perfil de RTP que provê serviços de criptografia para transferência de cargas de dados.

3)O Perfil Experimental de Controle de Dados (RTP/CDP) para comunicação máquina-máquina.

Cabeçalho do pacote


O cabeçalho RTP tem um tamanho mínimo de 12 bytes. Após o cabeçalho, extensões opcionais podem estar presentes. Ele é seguido da carga RTP, formato que é determinado pela classe particular da aplicação. Os campos do cabeçalho são os seguintes:

1)Version (versão): (2 bits) indica a versão do protocolo

2)P (Padding): (1 bit) Usado para indicar de existe bytes extras de padding (chumaço ou acolchoamento) no fim do pacote RTP. Acolchoamento (padding) pode ser usado para preencher um bloco de certo tamanho, por exemplo, requisitado por um algoritmo de criptografia.

3)X (extension)> (1 bit) Indica a presença ou não de uma extensão de cabeçalho entre o cabeçalho padrão e a carga de dados. É específico da aplicaçao ou perfil.

4)CC (CSRC Count): (4 bits) Contem o número de identificação CSRC (definido abaixo) que segue o cabeçalho fixo

5)M (Marker): (1 bit) Usado na camada de aplicação e definido por um perfil. Se setado, significa que o dado corrente tem um tipo de relevância especial para a aplicação.

6)PT (Payload): (7 bits) Indica o formato da carga e determina sua interpretação pela aplicação. Isso é especificado por um perfil RTP. Por exemplo, atentar para o perfil de Conferências de Áudio e Vídeo com Mínimo Controle (RFC 3551).

7)Sequence Number: (16 bits) O número de sequência é incrementado por um de cada pacote de dados RTP enviado e é para ser usado pelo receptor para detectar perda de pacotes e restaurar a sequência de pacotes. O RTP não toma nenhuma medida referente à perda de pacote; é deixado para a aplicação, caso seja necessário sua implantação. Por exemplo, aplicações de vídeo podem mostrar o útimo frame conhecido no lugar do frame perdido. De acordo com o RFC 3550, o valor inicial da sequência de números deve ser aleatória, para tornar ataques conhecido na criptografia mais difíceis. O RTP provê nenhuma garantia em relação à entrega, mas a presença da sequência de números torna possível a detecçao de pacotes ausentes.

8)Timestamp: (32 bits) usado para permitir ao receptor realizar um playback de amostras recebidas em intervalos apropriados. Quando diversos stream de mídia estão presentes, os timestamps são independentes em cada stream, e não deve-se depender deles para sincronização de mídia. A granularidade da cronometragem é específica da aplicação. Por exemplo, uma aplicação de áudio que amostra dados a cada 125 us (8KHZ, uma taxa de amostragem comum em telefonia digital) pode usar este valor como resolução de clock. A granularidade de clock é um dos detalhes que são especificados no perfil do RTP para uma aplicação.

9)SSRC: (32 bits) identificador de fonte de sincronização que identifica unicamente uma fonte de um stream. As fontes de sincronização em uma mesma sessão RTP devem ser únicas.

10)CSRC: Ids de fontes contribuidoras enumeram fontes contribuidoras de um stream que foi gerado por múltiplas fontes.

11)Extensio Header (Cabeçalho de extensão): (opcional) A primeira palavra de 32 bits contem um identificador de perfil específico (16 bits) e um especificador de comprimento (16 bits) que indicam o comprimento da extensão (EHL = extension header length) em unidades de 32-bits, excluindo os 32 bits do cabeçalho de extensão.

GPRS


  • GPRS (general Packet radio Service) é um service dmóvel de dados orientado a pacotes em sistemas de comunicação celular 2G e 3G GSM. GPRS foi originalmente padronizado pelo European temecomunications Standards Institute (ETSI) em resposta às tecnologias celulares de comutação de pacotes CDPD e i-mode. Ele é agora gerenciado pelo 3GPP.

A tarifação do uso de GPRS é baseado em volume de dados, tanto como parte de um pacote ou em uma base “pague na medida em que usa”. Um exemplo de pacote é um limite de 5 Gb por mês por uma taxa fixa. O uso acima do limite do pacote é cobrado a parte ou não permitido. Isso entra em contraste com tecnologias de comutação de circuitos, que é tipicamente tarifada por tempo de acesso ao canal, independente da transferência de dados ao longo do tempo. GPRS é um serviço baseado no “melhor esforço”, implicando rendimento variável e latência que dependem no número de outros usuários dividindo o serviço corrente, ao contrário de comutação de circuitos, onde uma certa qualidade de serviço é garantida durante a conexão. Em sistemas 2G, GPRS provê taxas de dados de 56-114 Kbits/s. tecnologia celular 2G coombinada com GPRS é as vezes descrita como sendo 2.5G, ou seja, uma tecnologia entre 2G e 3G. GPRS provê taxas de dados moderadas, usando canais TDMA não usados em, por exemplo, sistemas GSM. O GPRS foi integrado no GSM Release 97 e em novas versões.

Serviços Oferecidos


  • 1)Mensagens SMS e broadcasting

2)Funções de manipulação de arquivos

3)Processo ativo de bloqueio

4)Acesso à Internet “sempre on”

5)Serviço MMS (Multimedia Messagin Service)

6)Push to talk sobre celular (PoC)

7)Mensagens instantaneas – via wireless

8)Aplicações de Internet para Dispositivos Smart por WAP (wireless application protocol)

9)Serviço P2P (Point-to-Point): inter-networking com a Internet (IP)

10)Serviço P2M (Point-toMultipoint): Multicast P2M e grupos de chamada

Protocolos Suportados


  • GPRS suporta os seguintes protocolos:

1)Internet Protocol (IP). Na prática, browsers built-in usando Ipv4, pois Ipv6 ainda não é popular

2)Protocolo PPP (point to point protocol). Nesse modo PPP é frequentemente nao suportado pelo operador, mas se o móvel é usado como um modem para o computador conectado, PPP é usado para “tunelar” IP para o telefone. Isso permite que o endereço IP seja dado dinamicamente ao equipamento móvel.

3)Conexões X.25. Tipicament eusado para aplicações wireless de terminais de pagamento, apesar de ter sido removido dos padrões vigentes. X.25 ainda pode ser suportado sobre PPP, ou mesmo sobre IP, mas fazer isso requer um roteador baseado em rede para realizar o encapsulamento ou inteligência construída nos nós finais do dispositivo/terminal.

Quando TCP/IP é usado, cada telefone pode ter um ou mais endereços IP alocados. GPRS irá armazenar e encaminhar os pacotes IP para o telefone mesmo durante o handover. O TCP lida com perda de pacotes (devido a pausa induzida por ruído).

Hardware


  • Dispositivos suportando GPRS são divididos em 3 classes:

1)Classe A: Podem ser conectados ao serviço GPRS e GSM, usando ambos ao mesmo tempo. Tais dispositivos já estão disponíveis nos dias de hoje.

2)Classe B: Podem ser conectados à serviço GPRS e GSM (voz, sms), mas usando um de cada vez. Durante o serviço GSM (chamada de voz ou SMS), o serviço GPRS é suspenso, e então resumido automaticamente depois do serviço GSM ser concluído. A maioria dos dispositivos GPRS são classe B.

3)Classe C: São conectados tanto ao serviço GPRS ou GSM. A troca deve ser feita manualmente entre os serviços.

Um verdadeiro dispositivo classe A pode ser requisitado a transmitir em duas frequências diferentes ao mesmo tempo, e, logo, precisará de dois rádios. Para contornar esse requisito caro, um aparelho móvel pode implementar o DTM (Dual Transfer Mode). Um dispositivo móvel capaz de utilizar DTM pode simultaneamente transmitir/receber voz e pacotes de dados, com a rede coordenando para garantir que não é preciso transmitir em duas frequências diferentes ao mesmo tempo. Tais dispositivos móveis são considerados pseudo-classe A, às vezes referidos a “classe A simples”. Algumas redes suportam DTM desde 2007. Modems USB 3G/GPRS usam uma interface tipo-terminal sobre USB 1.1, 2.0 e superiores, formatos de dados V.42bis, RFC 1144, e alguns modelos tem conectores para antenas externas. Modems podem ser adicionados a cartões (para laptops) ou dispositivos USB externos similares em tamanho e formato à um mouse de computados, ou pendrive.

Ferramentas Para Desenvolvedores