Tjenester og arkitektur i GSM og i framtidas multimediatelefoni (UMTS rel. 5)

1. Tjenester og arkitektur i GSM og i framtidas multimediatelefoni (UMTS rel. 5) Dr. Scient. Lill Kristiansen SIE5010 Gjesteforelesning

2. Innhold • IP / dataverdenen (ICQ, kalender o.a.) • Repetisjon fra GSM-tjenester • roaming, viderekopling og voicemail • Rollene til visited network og home network. • Eks. på nye tjenester i UMTS rel.5. • tilgjengelighetstjenester • Rollene til home network, access network og eksterne tjenestetilbydere SIE5010 Gjesteforelesning

3. Om / (ikke-) om • Ikke om radio-interfacet • Ikke om multipleksing og link-laget • Lite om media-strømmene (fete linjer ) • Mye om signallering (stipla linjer - - - - ) • call set-up inkl. roaming • tilleggstjenester • andre tjenester og relaterte applikasjoner SIE5010 Gjesteforelesning

4. Bakgrunn • Fagområdet: • Distribuerte sanntidsplattformer og nomadisk kommunikasjon • Tittel: Tjenester og arkitektur i GSM og i framtidas multimediatelefoni (UMTS rel. 5) • SM /MS står for ’mobile’ + ’system’ • UMTS rel.5 er IP-basert, støtter multimedia SIE5010 Gjesteforelesning

5. QoS 100+ y.old on CS Circuit Switched network Time to marketon PS (Packet Switched) network ‘Types’ of multimedia services • Interactive conversational services • realtime 2 (or n-) way human speech, very low latency • multimedia call/conferences (even more QoS/BW req.) • voice telephony is one example here • Interactive games • may allow more latency in some cases • Streaming videoclips, • allowing some delay • Downloading music, films, files, logoes, ringtones • chat, SMS, email SIE5010 Gjesteforelesning

6. What is MMoIP / multimedia tel. • It is Voice over IP and more! Multimedia! • It is NOT scheduled video broadcasting, email, • It is ‘instant personal communication’, • audio+ video call between 2 parties • audio + data (shared applic.) • hybrid services • ‘call + browsing’ or ‘browsing + call’ • etc etc SIE5010 Gjesteforelesning

7. Nomadisk, mobil og trådløs • Trådløs og mobil er ikke det samme! • Dagbladet / WLAN-oppslag: • trådløse brukerene, lettere bevegelige til fots innendørs (bak låste dører) • Mobile nett som GSM og UMTS støtter: • global roaming, rask handover + ’telefoni’ • Nomadisk? Pakk ned, flytt, pakk opp? • PC+LAN?? - PC+GSM-data?, - PDA/telefon med GPRS ’always on’? SIE5010 Gjesteforelesning

8. Kan ogsåvære dynamisk relasjon her F.eks. terminalstue/internettkafe NOMADE Kan være egen PC/fast-telefon Fast relasjon her OBS: jeg bærereget SIM-kort og egen telefon Fast relasjon her Referansemodell trådløs, mobil, nomadisk fast nett fast nett trådløst nett trådløst nett (f.eks. trådløs telefon hjemme) WLAN i firma vilpasse inn her, brukeren = firma SIE5010 Gjesteforelesning

9. + Eksempler fra IP / web / telefoni • ’buddy’-tjeneste (ICQ o.l.) • ’active address book’ + click2dial (fra AT&T):OK, urgent only, leave mail, away (dnd) ) • ComPage: en web-side + IP-telefoni fra PC • viser min tilgjengelighet, email, tel.nr osv. • kan styres fra PC og WAP • inkluderer ’click-to-call’ fra web-sida til IP-tel ! @ - SIE5010 Gjesteforelesning

10. PSTN-GW E.g. Net- meeting ComPage, (Abid Ali Teepo, UiO) Service layer web- basedlittle telco properties Web-server withe.g. preferences / presence webIP-netw Web- brow- 1) ser 2) Click-to-call IP-based tel. netw. PSTN netw. 3) Telcoproperties Call setup H.323 / SIP SIE5010 Gjesteforelesning

11. Enkelt å lage! En bruker kan ha flere terminaler og rute mellom dem manuelt eller via profiler Oppdatering fra PC og mobil (via WAP) Hvis alle bruker det før de ringer: mindre forstyrrelser mindre ’bom-ringer’ Vurdering av ComPage SIE5010 Gjesteforelesning

12. ---- signallingmedia (voice) _X_ switch/es (exchange/s) LE Local Exchange UNI User-Netw. Interface NNI Netw.-Netw. I/f Først om fast-telefoni • Call og connection er ikke adskilt • de følger samme vei i nettet • Etablerer en media strøm (’voice-stream’) LE _X_ A _X_ B2 LE _X_ NNI B LE _X_ UNI SIE5010 Gjesteforelesning

13. ---- signalling (e.g. setup)media (voice) _X_ switch(es) (exchange/s) LE Local Exchange UNI User-Netw. Interface NNN Netw.-Netw. I/f CFNR: Call Forward No Reply • Call og connection skilles bare på UNI • calling leg: fra A til B (dvs. til B sin LE) • forwarding leg: Fra B til B2 • betaling for 2 samtaler LE _X_ A _X_ B2 LE _X_ CFNR aktivert allerede*21*..# B LE _X_ UNI SIE5010 Gjesteforelesning

14. GSM: mobiltelefoni (for tale) • GSM nettet består (hovedsakelig) av: • HLR, VLR, MSC • BTS, BSC (radio-nære komponenter) • terminalen (’mobilen’ / MS) og SIM-kortet • GSM skiller ut lokasjons-data • call og connection separeres noe mot HLR • Se sekvensdiagram seinere SIE5010 Gjesteforelesning

15. ’Svensk Nett’ Call og connection skillesherfra-HLR VLR/MSC GW-MSC MSC HLR VLR HLR BSC BSC BTS BTS MS MS Ringe til ’nordmann i Norge’(+47 xyz mn opq) fra f.eks. utlandet fast/mobil ) ’Norsk Nett’ PSTN-GW Eller fra fastnettet SIE5010 Gjesteforelesning

16. GSM (2), (fra SIE5010 foil-sett) Systemstruktur: En korrigering: det ligger PSTN mett mellom disse 2 mobil-nettene se neste ark SIE5010 Gjesteforelesning

17. 2 ’like’ mobiloperatører • Både Norsk-Nett og Svensk-Nett har: • aksessnett (BSS: base station subsystem) • Kjernenett bestående av MSC (for alle kunder) • VLR for roamende / tilstedeværende kunder • HLR for egne kunder • Nett-operatørene (var) ikke konkurrenter • Roaming-avtale når jeg er utenfor eget land • Standardiserte tjenester så som CFNR, etc SIE5010 Gjesteforelesning

18. Ny konkurranse • NetCom og Telia har nå samme eier. • Dvs. at TelenorMob. og TeliaMob. nå er konkurrenter i Norden • CFNR og andre tjenester er standardiserte • CFNR utføres alltid i MSC’en, etter at profil-info er brakt fra HLR til VLR • f.eks. ved registrering / ved aktivering fra mobilen • CFU utføres isteden for oppslag til HLR SIE5010 Gjesteforelesning

19. MS Til ’roamende nordmann i Sverige’ ’Norsk Nett’ ’Svensk Nett’ MSC B Fra fastnettet A SIE5010 Gjesteforelesning

20. Betaling: 2 x utenlandstakst • A ringer +47... dvs. et norsk nummer ==> • A betaler utenlandstakst til Norge ’calling leg’ • (A veit heller ikke hvor B: Ola Normann er, og ønsker ikke å betale for at B er f.eks. i USA) • B ’roamer’ til Sverige • B betaler for videre-rutingen ’roaming leg’dvs. utenlandstakst til Sverige • OBS:Selv om A og B sitter vegg i vegg SIE5010 Gjesteforelesning

21. For å illustrere rekkefølgen. Strømmen er 2-veis uansett MS V-mail Roaming + viderekopling CFNR ’Norsk Nett’ ’Svensk Nett’ MSC MSC B CFNR aktivert i MSC(via VLR) Fra fastnettet A SIE5010 Gjesteforelesning

22. Dette gir 3 utenlandssamtaler • calling leg som før • roaming leg som før • ’forwarding leg’ • fra visited network til forwarding network • her: tilbake til Norge og voice-mail-boksen • Dette kan unngås ved CFU isteden for CFNR • vil skje fra HLR direkte: se neste foil SIE5010 Gjesteforelesning

23. Mobile tjenester ogtjenester for mobile brukere • CFU, CFNR tjenestene er standardiserte • eksekveres i serving MSC av stasjonær kode • dvs. ofte i visited MSC • For ’ikke-forstyrr-meg-hvem-som-helst’ så vi ikke dette virke slik • tjenesten er ikke standardisert, • må eksekveres i mobilen, eller i hjemmenettet • Eller vi må ha mobil kode som kan eksekveres i visiting MSC -ikke designa for dette. SIE5010 Gjesteforelesning

24. Idag: mange nett • PSTN 22 37 xx xx • GSM 97 72 xx xx • Og nn@hotmail.com • Og +++ TV • Men jeg kan IKKE bruke ADSLen hjemme som aksess for GSM / UMTS Separate Services PLMN/ GSM PSTN/ISDN Data/IP Networks CATV Separate users SIE5010 Gjesteforelesning

25. UMTS rel.5: IP-based telco netw. • Same Core network • Same User on different accesses • Same Services • I can use WLAN, ADSL, LAN, UTRAN (GPRS) etc. as accesses in ONE system • I can have several devices and move between them Servers Content Content Communication Control Access Gateways Access Gateways Backbone Network Access Access Access Users SIE5010 Gjesteforelesning

26. UMTS rel.5: architecture Home A Home B HSS: Home Subscriber Services CSCF: ’Call Server’ Call/Session Control Function P-CSCF Proxy- I-CSCF Interrogating- S-CSCF Serving- HSS HSS S-CSCF I-CSCF S-CSCF I-CSCF Visited B Visited A P-SCSF P-CSCF GGSN SGSN LAN Access Network Radio Access Network B A SIE5010 Gjesteforelesning

27. UMTS rel.5: basic call flow Home A Home B HSS HSS S-CSCF I-CSCF S-CSCF I-CSCF Her er det tegnet GPRS med QoS som aksessnett. Annet enn GPRS er lista i 3GPP som ’for further study’ Visited B Visited A P-SCSF P-CSCF GGSN GGSN SGSN SGSN Radio Access Network Radio Access Network B A SIE5010 Gjesteforelesning

28. Rollene for ’home’ og ’visited’ nettverk i UMTS rel.5 • Ikke lenger symmetri • Visited network er nå en aksess-leverandør med en Proxy call server (P-CSCF) • S-CSCF Home network • koord. tjenestene • inkl. nye ikke-standardiserte presence-tjenester • P-CSCF • leverer lokalt nødnummer SIE5010 Gjesteforelesning

29. Precence/context: en ny tjeneste Personlig call-håndtering basert på kalender info + A-nr etc. (lokasjon,..) Retur f.eks. av peker til en web-side for B tilbake til A. Forskjellig info på web-siden avhengig av A-nr.Nesten som ComPage, men bedre integrert. B’s presence service GUI via e.g. Outlook Home A Home B HSS HSS 9B) 8 7 4 3 9 6 5 S-CSCF I-CSCF S-CSCF I-CSCF 14 15 16 17 2 Visited B Visited A P-SCSF P-CSCF 18 1 GGSN GGSN SGSN SGSN Radio Access Network Radio Access Network B A SIE5010 Gjesteforelesning

30. Personlige data / tjenester: • Hos ’home’, evt. lokalt, ikke i ’visited’ • Lagre personlige data i nettet • evt. cache lokalt midlertidig • ikke hard-kode personlige ting på PC’en • Ikke anta at ting kan eksekveres i ende-pkt hvis det ikke er sant i alle tilfeller • husk trådløse terminaler kan være utenfor dekning eller med flatt batteri SIE5010 Gjesteforelesning

31. Symmetri home /visited Standardiserte tjenester: CFU, CFNR, CFx, .. ikke f.eks. CF-2t lite flekibelt Disse er bundlet inn i signalleringen Ikke symmetri visited /access P-CSCF serving S-CSCF Konkurranse på tjenester presence Mere fleksibilitet synkron / asynkron integrert GSM vs UMTS rel.5 SIE5010 Gjesteforelesning

32. Adjustedto the device My service-pack! En bruker: samme tjenester Or executedlocally optionell e.g. WAP-GW N:M P-SCSF S-CSCF S-CSCF P-SCSF Endpoint access H-nw. H-nw. Access Endpoint SIE5010 Gjesteforelesning

33. Personlige data / tjenester: • Hos ’home’, evt. lokalt, ikke i ’visited’ • Lagre personlige data i nettet • evt. cache lokalt midlertidig • ikke hard-kode personlige ting på PC’en • Ikke anta at ting kan eksekveres i ende-pkt hvis det ikke er sant i alle tilfeller • husk trådløse terminaler kan være utenfor dekning eller med flatt batteri SIE5010 Gjesteforelesning

34. Mere om UMTS rel.5 • På kursdagene 7.jan. kl. 15.00 • Personlige multimediatjenester for mobile brukere -Hvordan løses dette i SIP-systemet UMTS-All-IP • Alle studenter som er her idag skal få gratis adgangstegn dit SIE5010 Gjesteforelesning

35. Tips for nomader: spar penger • bruk CFU, ikke CFNR når du roamer i utlandet • kjøp evt. lokalt kontant-kort for noe lengre opphold i utlandet • Lag evt. ditt egen presence / ’mobility management system’ via web / email Se: • www.nr.no/~lill • heima.olivant.fo/~styrheim/kontakt.no.html SIE5010 Gjesteforelesning

36. Roaming:Betaling: 2 x utenlandstakst • A ringer +47... dvs. et norsk nummer ==> • A betaler utenlandstakst til Norge ’calling leg’ • (A veit heller ikke hvor B: Ola Normann er, og ønsker ikke å betale for at B er f.eks. i USA) • B ’roamer’ til Sverige • B betaler for videre-rutingen ’roaming leg’dvs. utenlandstakst til Sverige • OBS:Selv om A og B sitter vegg i vegg SIE5010 Gjesteforelesning

37. CFNR gir 3 utenlandssamtaler • calling leg som før • roaming leg som før • ’forwarding leg’ • fra visited network til forwarding network • her: tilbake til Norge og voice-mail-boksen • Dette kan unngås ved CFU isteden for CFNR • vil skje fra HLR direkte: se neste foil SIE5010 Gjesteforelesning

38. MS V-mail CFU (Call Forward Unconditional)ingen utgift for A når B ringer ’Svensk Nett’ ’Norsk Nett’ MSC MSC B CFU aktivert i MSC fra HLR Fra fastnettet A SIE5010 Gjesteforelesning