ETSI TS 148 002-2024
Цифровая сотовая телекоммуникационная система (фаза 2+) (GSM); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 18.0.0 выпуск 18)
- Стандартный №
- ETSI TS 148 002-2024
- Дата публикации
- 2024
- Разместил
- European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
- Последняя версия
- ETSI TS 148 002-2024
- сфера применения
-
Анализ технической структуры стандарта интерфейса GSM BSS-MSC
ETSI TS 148 002 V18.0.0, ключевой компонент 3GPP Release 18, определяет принципы интерфейса между системой базовых станций (BSS) и центром коммутации мобильной связи (MSC) в Глобальной системе мобильной связи (GSM). Последняя версия этого стандарта, выпущенная в мае 2024 года, отражает непрерывную оптимизацию технологии GSM по мере ее развития в направлении 5G.
Предпосылки разработки стандарта и технологическая эволюция
С момента своей формулировки в начале 1990-х годов интерфейс GSM A претерпел значительную технологическую эволюцию, от чистой передачи TDM до передачи на основе IP. Release 18, сохраняя обратную совместимость, дополнительно расширяет возможности передачи IP, поддерживая расширенные функции, такие как работа без транскодирования.
Эволюция стандарта показывает, что, хотя основная функциональная архитектура оставалась стабильной с версии 13 по версию 18, были достигнуты значительные улучшения в эффективности передачи данных, гибкости и управлении эксплуатацией и обслуживанием. В частности, поддержка отдельной архитектуры для медиашлюза (MGW) и сервера MSC отражает тенденцию к облачной обработке данных в ядре сети.
Архитектура функционального разделения
Глава 4 стандарта подробно описывает функциональные обязанности между BSS и MSC, что является ключевым принципом проектирования всего интерфейса. Это функциональное разделение соответствует основополагающему принципу размещения управления радиоресурсами вблизи стороны доступа, в то время как управление мобильностью и управление вызовами централизованы в ядре сети.
Функциональная категория Обязанности BSS Обязанности MSC/MGW/VLR/HLR Основные характеристики Управление наземными каналами Индикация распределения каналов, индикация блокировки Распределение каналов, управление блокировкой Поддержка двойного стека TDM и IP Управление радиоканалами Конфигурация каналов, управление мощностью, скачкообразная перестройка частоты Определение типа канала Автономное принятие решений BSS по радио Ресурсы Функции кодирования и декодирования Кодирование и декодирование каналов, адаптация скорости передачи данных Речевой кодек (опционально) Гибкая конфигурация расположения кодека Управление хэндовером Идентификация хэндовера, отчётность об измерениях Решение о хэндовере, выбор целевой соты Иерархический механизм принятия решений Функции безопасности Выполнение шифрования и дешифрования Управление ключами и алгоритмами Сквозное разделение безопасности
Архитектура технологии передачи с двойным стеком
Стандарт поддерживает две технологии передачи: традиционную цифровую систему передачи 2048 кбит/с на основе TDM и передачу SIGTRAN на основе IP. Такая конструкция с двойным стеком защищает существующие инвестиции, одновременно открывая четкий путь развития к сети, полностью основанной на IP. Особенности передачи TDM: Каждый интерфейс E1 предоставляет 31 канал по 64 кбит/с, обеспечивая как пользовательские, так и управляющие сервисы с разделением временных слотов. Функциональность кодека считается частью BSS, даже если физически находится на стороне MSC. Преимущества передачи IP: Поддерживаются гибкие скорости передачи данных канала для адаптации к изменениям размера полезной нагрузки. Поддерживается работа без кодеков, что позволяет одновременно использовать PCM-кодированный и сжатый голос на интерфейсе A, что значительно повышает эффективность передачи.
Анализ архитектуры протокола сигнализации
Стандарт принимает многоуровневую архитектуру сигнализации, которая включает три основные категории сообщений:
- Сообщение DTAP: прикладная часть прямой передачи, реализующая прозрачную передачу между MS и MSC
- Сообщение BSSMAP: прикладная часть управления BSS, используется для специфических функций управления BSS
- BSS OMAP: прикладная часть эксплуатации и обслуживания, поддерживающая функции управления эксплуатацией и обслуживанием
Передача сигнализации основана на стеках протоколов MTP (часть передачи сообщений) и SCCP (часть управления сигнальным соединением). Во время передачи IP уровень адаптации SIGTRAN используется для реализации функций традиционной сети SS7 по IP.
Углубленный анализ механизма хэндовера
Функция хэндовера является основной функцией системы мобильной связи. Стандарт определяет многоуровневый механизм передачи обслуживания:
Тип передачи обслуживания Орган принятия решений Исполнительный орган Уровень участия MSC Внутрисотовый хэндовер Автономный BSS BSS Уведомление по завершении Внутри-BSS-хэндовер Автономный BSS (ограниченный) BSS Условное участие Меж-BSS-хэндовер MSC Координация MSC Полный контроль Передача управления между MSC MSC Координация MSC Полный контроль Особенно важно отметить, что когда передача управления предполагает изменение типа A-интерфейса (например, с TDM на IP) или изменение конфигурации кодека, MSC должен быть заранее вовлечён в процесс принятия решения. Это демонстрирует контроль ядра сети над распределением ключевых ресурсов.
Ключевые моменты реализации архитектуры безопасности
Функции безопасности реализованы в многоуровневой архитектуре: шифрование и дешифрование выполняются MS и BSS на уровне исполнения, а управление ключами и выбор алгоритмов контролируются MSC. Такая конструкция обеспечивает как соответствие требованиям к производительности в реальном времени, так и централизованное управление политиками безопасности.
Для обеспечения конфиденциальности пользовательских данных и сигнальной информации используется один и тот же механизм шифрования, при этом ключи шифрования и разрешённые наборы алгоритмов передаются через A-интерфейс. Конфиденциальность личности пользователя достигается заменой IMSI на TMSI. BSS требуется только прозрачно передавать эти идентификаторы.
Стратегия развертывания кодеков
Стандарт поддерживает гибкие режимы развертывания кодеков, что является ключевым нововведением в разработке интерфейса A:
Режим TDM: голосовой кодек и адаптер скорости передачи данных функционально интегрированы в BSS независимо от их физического расположения на сайте MSC или BSS.
Режим IP: голосовой кодек может быть функционально интегрирован в BSS или ядро сети, в то время как адаптер скорости передачи данных остается частью BSS. Поддержка работы без кодеков закладывает основу для развития технологий VoLTE/VoNR.
Рекомендации по внедрению и передовой опыт
Основываясь на стандартном контенте и тенденциях развития технологий, предлагаются следующие рекомендации по внедрению:
- Эволюция сети передачи: Новые сети должны отдавать приоритет передаче IP, а существующие сети должны разработать четкую дорожную карту для перехода к IP
- Стратегия кодеков: Постепенно внедряйте операции без кодеков, чтобы снизить ухудшение качества голоса и задержку передачи
- Повышение безопасности: Регулярно обновляйте набор алгоритмов шифрования и усиливайте процесс управления ключами
- Автоматизация эксплуатации и обслуживания: Используйте функцию BSS OMAP для автоматизации процесса эксплуатации и обслуживания и снижения эксплуатационных расходов
- Тестирование на совместимость: Усиливайте тестирование на совместимость между оборудованием разных поставщиков, особенно в сценариях передачи IP
Для развертывания удаленной мобильной коммутации Единицы (RMSU) необходимо всесторонне рассмотреть затраты на передачу, затраты на оборудование, а также сложность эксплуатации и обслуживания. Рекомендуется использовать его с осторожностью в сценариях, где ресурсы передачи являются дорогостоящими.
Перспективы развития технологий
С широкомасштабным развертыванием технологии 5G сети GSM будут постепенно выходить из эксплуатации, но концепции проектирования и технические решения интерфейса A продолжат влиять на текущие системы мобильной связи. Его основные концепции, такие как многоуровневая архитектура, принципы функционального разделения и конструкция технологии передачи с двойным стеком, служат важным ориентиром для последующих стандартов интерфейсов мобильной связи.
Будущее развитие будет сосредоточено на IP-, облачных и интеллектуальных сетях. Внедрение таких технологий, как NFV/SDN, позволит достичь более гибкую и эффективную архитектуру сети. В то же время необходимо поддерживать взаимодействие и совместимость с традиционными системами в долгосрочной перспективе для обеспечения плавной эволюции.
ETSI TS 148 002 V18.0.0, как окончательная версия интерфейса GSM A, воплощает в себе технологическую суть более чем 30-летнего опыта развития мобильной связи. Принципы его разработки и опыт внедрения заслуживают глубокого изучения и использования.
ETSI TS 148 002-2024 История
- 2024 ETSI TS 148 002-2024 Цифровая сотовая телекоммуникационная система (фаза 2+) (GSM); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 18.0.0 выпуск 18)
- 2022 ETSI TS 148 002-2022 Цифровая сотовая телекоммуникационная система (фаза 2+) (GSM); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 17.0.0 выпуск 17)
- 2020 ETSI TS 148 002:2020 Цифровая система сотовой связи (Фаза 2+) (GSM); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 16.0.0 выпуск 16)
- 2018 ETSI TS 148 002-2018 Цифровая сотовая телекоммуникационная система (фаза 2+) (GSM); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 15.0.0 выпуск 15)
- 2017 ETSI TS 148 002-2017 Цифровая система сотовой связи (Фаза 2+) (GSM); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса (V14.0.0; 3GPP TS 48.002, версия 14.0.0, выпуск 14)
- 2016 ETSI TS 148 002-2016 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса (V13.0.0; 3GPP TS 48.002, версия 13.0.0, выпуск 13)
- 2014 ETSI TS 148 002-2014 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса (V12.0.0; 3GPP TS 48.002, версия 12.0.0, выпуск 12)
- 2012 ETSI TS 148 002-2012 Цифровая сотовая телекоммуникационная система (Фаза 2+); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 11.0.0 выпуск 11)
- 2011 ETSI TS 148 002-2011 Цифровая сотовая телекоммуникационная система (Фаза 2+); Интерфейс базовой станции - центра коммутации мобильных услуг (BSS - MSC); Принципы интерфейса (3GPP TS 48.002 версия 10.0.0 выпуск 10)
- 2010 ETSI TS 148 002-2010 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса V9.0.0; 3GPP TS 48.002 версия 9.0.0 выпуск 9
- 2009 ETSI TS 148 002-2009 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса V8.0.0; 3GPP TS 48.002 версия 8.0.0 выпуск 8
- 2007 ETSI TS 148 002-2007 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса V7.0.0; 3GPP TS 48.002 версия 7.0.0 выпуск 7
- 2005 ETSI TS 148 002-2005 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции — интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS-MSC); Принципы интерфейса 3GPP TS 48.002 версия 6.0.0 выпуск 6
- 2002 ETSI TS 148 002-2002 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции — интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS-MSC); Принципы интерфейса 3GPP TS 48.002, версия 5.1.0, выпуск 5
- 2001 ETSI TS 148 002-2001 Цифровая система сотовой связи (Этап 2+); Система базовой станции – интерфейс центра коммутации мобильных услуг (BSS – MSC); Принципы интерфейса 3GPP TS 48.002, версия 4.1.0, выпуск 4
