Objetivos do projeto
- Projetar, simular e construir uma RNC (Radio Network Controller) da forma mais simples possível, a princípio, o que acarreta uma inovação para as empresas de telecomunicações;
- Avaliar a necessidade e a viabilidade do projeto em questão;
- Convencer patrocinadores e empresas da área quanto à solidez do projeto, atraindo investimentos, além de futuros clientes;
- Obter o resultado final com custos inferiores aos custos já conhecidos;
- Desenvolver uma linha de raciocínio concisa e inovadora para ajudar tanto no projeto quantos os envolvidos;
- Criação de um novo software, o que possibilita mais uma opção para as empresas por ele ser "Opensource".
Este projeto tem o objetivo de construir a camada de software de uma RNC (Radio Network Controller), o elemento responsável pelas decisões de operação da rede. Uma RNC faz parte do conjunto RNS (Radio Network Subsystem) e tem também a função de controlar todas as BTSs sobre seu domínio. A proposta é desenvolver uma solução simplificada que atenda aos requisitos mínimos de uma solução para a rede GSM e que depois possa evoluir para o LTE e demais gerações de rede móvel. O foco será especificamente para o serviço de dados portanto o serviço de voz continuará a usar os sistemas convencionais.
Justificativa do projeto
- Necessidade de diminuir os gastos com o software e conseqüentemente os gastos para o usuário final;
- Conhecimento aprimorado da tecnologia, que já uma das mais utilizadas no mundo das telecomunicações;
- Melhora essencial nos serviços prestados e construção de novos serviços necessários;
- Expansão da tecnologia 3G onde ainda não há número expressivo de usuários para futuramente atualizar os usuários para a tecnologia LTE.
Introdução
Apresentar:
- uma visão geral dos serviços de transmissão de dados;
- a importância e a utilidade da banda larga móvel;
- citar projeções futuras, especialmente de 2014 e 2016, pois serão destinados grandes investimentos devido ao aumento de demanda de acesso em decorrência dos grandes eventos sediados no Brasil (ver projeções Huawei);
- citar que a tecnologia 3G não se restringe a aplicações em aparelhos celulares, mas outros dispositivos móveis como modens, smartphones;
- nesse contexto, destacar a importância do desenvolvimento de uma RNC em código aberto;
- explicar basicamente a técnica de funcionamento de uma RNC;
- detalhar a teoria de comunicação da RNC:
Desenvolvimento
O tráfego efetuado entre a RNC (Radio Network Controller) e a Node B é o que faz o custo das operadores com fornecedores aumentar, além de podeer sobrecarregar a qualidade na rede. A criação de uma estrutura Open Source paralela à rede 3G atual atua justamente em cima da comunicação entre a Node B e a RNC. Para criar uma estrutura com essas características, deve-se disponibilizá-la de forma a melhorar a qualidade e escalabilidade da rede de dados.
O primeiro passo acontece quando a Node B é ligada (acionada).
Node B
A Node B possui uma função muito clara: fornecer o caminho físico entre o UE (User EquipamentEquipamento do Usuário) e a rede. Na implementação dessa estrutura, a Node B deve fornecer:
- pedido de auditoria ao ser acionada;
- auditoria da RNC, ou seja, inventário das células enxergadas, parametrização dos canais de rádio e , opcionalmente, parametrização dos canais PCH (Paging Channel), FACH (Forward Access Channel) e RACH (Random AccessChannel).
A nível de conhecimento, a comunicação entre a Node B e a RNC é apresentada na figura a seguir:
O protocolo que é utilizado na figura para a troca de mensagens é o NBAP (Node B Application Part), que no caso desse trabalho será implementado sobre o SCTP (Stream Control Transmission Protocol).
SCTP
O SCTP (Stream Control Transmission Protocol) é um protocolo da camada de transporte do Modelo OSI, equiparável ao TCP e UDP. É um protocolo de transporte orientado a mensagem, confiável, com suporte a multihoming e que roda sobre a camada IP. Uma comparação (http://www.isoc.org/briefings/017/) entre TCP, UDP e SCTP é válida nesse estágio:
Protocolos SCTP TCP UDP
Orientado à conexão sim sim não
Full duplex (ida e volta) sim sim sim
Confiabilidade sim sim não
Transferência de dados parcialente confiáveis op. não não
Entrega de dados de forma ordenada sim sim não
Entrega de dados de forma não ordenada sim não sim
Controle de fluxo sim sim não
Controle de congesetionamento sim sim não
ECN capable sim sim não
ACKs seletivos sim opti não
Path MTU discovery sim sim não
Application PDU fragmentation sim sim não
Application PDU bundling sim sim não
Multistreaming sim não não
Multihoming sim não não
Proteção contra ataques SYN sim não n/a
Permite conexão meio-fechada não sim n/a
Checagem de recebimento sim sim não
Uma RNC tem como funções, processar o tráfego de dados de uma conexão, controlar a potência de uma Node B para o acesso de vários UE's, efetuar controle de transmissão de UE para diferentes células de forma imperceptível para o usuário (handover/handoff), [...] entre outras que dependem de vários elementos, como BD's com informações sobre usuários e serviços, equipamentos que propiciam ao usuário a navegação e interfaces que ligam qualquer aparelho no ambiente.
Para a comunicação entre todos os elementos envolvidos, existem métodos que facilitam o entendimento entre as partes, estes, gerenciados pelo software em pretensão.
Versão em texto
Sugestão Luiz Cláudio:
- Objetivos
O objetivo deste projeto é desenvolver a solução Gateway RNC que fornece um serviço de transmissão de dados permitindo a navegação na Internet a partir de um modem. Efetivamente, um cliente com um dispositivo móvel conectado a um modem poderá acessar um serviço de dados numa rede particular com as seguintes funcionalidades: registrar-se na rede, adquirir um IP (Internet Protocol) e transferir dados para a rede mundial de computadores.
As soluções deste projeto serão baseadas em soluções open-source utilizando como base estruturas reais como rádios, aparelhos móveis e conexão com central telefônica.
- Justificativa
A tecnologia GSM (Global System for Mobile) está presente na maioria dos países provendo serviços de telefonia móvel que envolve chamadas de voz, chamadas de dados e outras tantas funcionalidades. A abrangência deste serviço pode ser medida pelo número de usuários no mundo ....
Para oferecer o serviço de telefonia celular, este elemento é essencial pois intermedia toda a comunicação entre as estações radio-base e a central de comutação celular. Acontece que RNC é um conjunto de hardware e software que gera elevados gastos para as empresas fornecedoras do serviço, pois as mesmas precisam comprar uma licença do fabricante, para que possa utilizar seus serviços e este custo aumenta à medida que mais usuários solicitam acesso à rede móvel.
Essa solução já vem sendo comercializada pelas poucas empresas fornecedoras no mundo, como Nokia, Ericsson, Huawei e outras, já a algum tempo e as operadoras se veem "amarradas" a este pequeno círculo de fabricantes. Desenvolver uma solução que possa ser utilizada pelas operadoras que permita reduzir o custo é algo até pouco tempo impensável, já que os fabricantes utilizam-se de dezenas de profissionais dedicados às pesquisas e criações destas soluções. O desafio de criar uma solução que possa substituir os serviços atuais com o desenvolvimento de um grupo de pesquisadores é arrojado e ainda permitirá evoluir para as próximas gerações de rede como por exemplo, o LTE.
Nesse contexto, o projeto de desenvolvimento de uma RNC se mostra bastante interessante, uma vez que, seu desenvolvimento ocorrerá por código aberto, ou seja, com a colaboração de estudantes, pesquisadores, engenheiros e demais interessados, e de utilizando software open source. Consequentemente, as companhias que hoje, dispendem elevadas quantias para a compra de licenças, poderão utilizar a solução construída através desse projeto, poupando gastos e tendo autonomia para evolução da tecnologia. Uma vez reduzidos os custos para as empresas, as mesmas podem repassar essa economia ao consumidor final facilitando o acesso às camadas menos favorecidas.
Dados preliminares fornecidos pela Agência Nacional de Telecomunicações(Anatel) mostram que ao final do mês de janeiro de 2011, haviam no Brasil 207,6 milhões de aparelhos celulares e desse total 20,1 milhões eram 3G, o que representa 9,7% dos aparelhos. No mundo, segundo a UIT, Wireless Intelligence e GSA/Informa existiam no terceiro trimestre de 2010 5,1 bilhões de aparelhos e no mesmo ano 800 milhões, ou seja, aproximadamente 15,7% eram 3G, segundo dados da GSM Assoc, GSA e CDG.
Esses dados mostram que a tecnologia 3G é bastante empregada no Brasil e no mundo, mas existe uma parcela significativamente maior de consumidores em potencial. No Brasil, menos de 10% dos aparelhos são 3G, logo, com a redução do valor cobrado pelo serviço oferecido é possível que muitos consumidores migrem para a tecnologia da terceira geração e futuramente para o LTE. Dessa forma, estaremos contribuindo para a inclusão social baixando os custos dos serviços de telefonia e permitindo que uma base maior de profissionais tenha acesso ao "fonte" desse serviço.
Esta proposta de trabalho, exige estudo e dedicação dos alunos engajados no projeto. Logo, além de gerar redução de gastos para empresas de telecomunicações, uma possível redução de custos para o usuário da tecnologia 3G, e um consequente aumento no número de usuários, o desenvolvimento de uma Radio Network Controller, contribuirá para a aprendizagem, o crescimento e instigará os alunos a pensar e colocar em prática, soluções inéditas, geradas pelo aluno, pelo próprio grupo ou ainda, através de colaborações globais.
O escopo deste projeto é limitado à transmissão de dados, portanto o serviço de voz tradicional não seria tratado. Com este desenvolvimento atingíriamos principalmente as principais expectativas como:
- Diminuição dos gastos com o software e conseqüentemente os gastos para o usuário final;
- Conhecimento aprimorado da tecnologia, que já uma das mais utilizadas no mundo das telecomunicações;
- Melhoria nos serviços prestados e construção de novos serviços para futuras demandas;
- Expansão da tecnologia 3G para futuramente atender os usuários da tecnologia LTE.
- Introdução
- Desenvolvimento
Referências Bibliográficas:
- UMTS Signaling UMTS INTERFACES, PROTOCOLS, MESSAGE FLOWS, AND PROCEDURES ANALYZED AND EXPLAINED
Ralf Kreher Tektronix, Inc., Germany and Torsten Ruedebusch Tektronix, Inc., Germany Copyright © Tektronix Berlin GmbH & Co KG. Company confidential.
- Convergence Technologies for 3G Networks IP, UMTS, EGPRS and ATM
Jeffrey Bannister, Paul Mather and Sebastian Coopeat Orbitage Consultants 2004 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England ISBN 0-470-86091-X
Acessado em 07/04/2011 às 16:40 hs