UMTS 의 Software 기술

1. UMTS의 Software 기술 2000. 11. 27. 김 종 익 (kimji1@samsung.com)

2. Contents • Introduction • NMS 기술 • OAM&P 기술 • Call Processing 기술 • 지능망 기술 • DPE 기술

3. Introduction

4. 통신망의 개념 ▷ 필요성 : 효율성, 경제성

5. 통신망의 개념 (2) ▷ 교환 Hierarchy

6. 이동통신망 -약어정리- MSC: Mobile Switching Center HLR:Home Location Register VLR:Visitor Location Register BSC: Base Station Controller BTS:Base Tranceiver Station 이동통신망 (1) Samsung HLR MSC/VLR MSC/VLR PSTN BSC BSC BSC BSC BTS BTS BTS BTS BTS

7. 교환기의 특성 • 고신뢰도 • Redundancy • 고성능 • 높은 유지 보수성 • On-line Upgrade • 자기 진단 • 주기적 시험 • Fault Recovery • 대형 System : HW/SW • Hard Real Time : Real Time OS/DBMS

8. 교환기술의 발전 추세 • Hardware Software 기술의 발달 • 제어부와 switching부 분리 • 제어부 : Embedded System -> 상용 시스템

9. UNTS SW 요소기술 • NMS 기술 • OAM&P 기술 • Call Processing 기술 • Circuit Switched Call Processing 기술 • Packet Switched Call Processing 기술 • 지능망 기술 • 개발환경 기술 • OS/DBMS • DPE 기술(Middle Ware)

10. NMS 기술

11. NMS 개요(NMS의 정의) Managing Open System Managed Open System Communicating 관리동작 수행 Management Operations Agent Notifications Notifications Managed Objects Manager • *NMS는 통신망 혹은 통신망 구성요소(이동,데이터, AN장비)를 운용자가 효율적으로 관리,운용,유지보수,Provision할 수 있도록 해주는 장치 * NMS : Network Management System

12. NMS 개요 (OSS 설명) • NMS는 광의로는 OSS(Operations Support Systems)로, 협의로는 Network Layer를 관리하는 시스템으로 정의할 수 있슴 • 통신 자원의 효율적인 운용을 지원하는 방법 및 절차를 가진 Centralized Operation, Maintenance & Admin- istration을 총칭하는 시스템으로서, 광의의 NMS로 규정되어 짐 • 수행기능 • Network Maintenance, Surveillance • Subscriber Administration, Line Testing • Service Provisioning • Fault Management, Trouble Reporting • Traffic Measurement & Management • Ordering Negotiation, Processing • Line Assignment, Testing and Billing ..etc

13. NMS 개요 (주요 Protocol)

14. SNMPv1/v2/v3 Polling ASN.1 SNMP MIB (MO) UDP/IP OSI 3 Layer + App. Data Communication Connectionless NMS 개요 (주요 Protocol) SNMP & CMIP • CMIP • Event Handling • ASN.1 • GDMO (cf. TMO) • OSI/NSAP • OSI 7 Layer • Telecommunication • Connectionless, ConnectionOrient

15. NMS 개요 (TMN 설명) • *TMN이란, 다양한 통신망 구조와 통신장치를 관리하기 위하여 88년 ITU-T(구 CCITT) M30 권고안에서 처음 권고한 통신망의 표준 망 관리 규격 • TMN의 지향방향은, 객체지향기술(Object-oriented technology)를 기반으로 통신망 자원의 • 상호 연동성 ( interoperability ) • 재 사용성 ( reusability ) • 표준화 ( standardization ) * TMN : Telecommunication Management Network

16. NMS 개요 (TMN 설명) • TMN의 기대효과는, • 다양하고 이질적인 통신설비의 통합 관리 • 통신설비, 통신망 및 서비스 총괄 관리 • 관리 데이타, 관리정보, 관리기능의 재사용 • 개방형 방식의 관리 Interface 제공 • 통신망 자원의 상호 연동성 증대 • 통신망 성능 및 QoS 향상 • 시스템 관리 상호작용은, • CMIS/P 를 지원하는 Q interface 등 표준 인터페이스를 통한 관리자(Manager)와 관리대행자(Agent) 개념으로 역할 수행 • 관리자(Manager) : 통지된 관리정보를 토대로 관리대행자가 취할 관리동작을 지시하고 결과를 수신 • 관리대행자(Agent) : 관리객체로 부터 감지 된 관리정보를 관리자에게 통지하고, 관리자로 부터의 명령을 수행

17. NMS 개요 (TMN 설명) TMN개념의 계층적 관계 사업관리계층 (B M L : Business Management Layer) - 통신사업 전체에 대한 책임을 맡고 관리 목표 설정임무를 수행 서비스관리계층 (S M L : Service Management Layer) - 서비스 품질의 수준 협정, 고객 접근제어, 고객 서비스 관리, 통계자료 유지 네트워크관리계층 (N M L : Network Management Layer) - 통신망 구성 요소들에 대한 개별적인 관리 및 망 구성, 망 성능 분석 통계기능수행 요소관리계층 (E M L : Network Element Management Layer) - 통신망 구성 요소들을 개별적으로 관리하고 NEL 의 기능에 대한 추상화 지원 망 구성관리계층 (N E L : Network Element Layer) - 실제 관리 되어질 요소들의 집합

18. NMS 개요 (TMN 설명) • 그러나, 지금의 TMN은 상황이 변화하고 있슴 TMF(TeleManagement Forum)라는 표준기구에 의해 많은 Solution이 또다시 제시되고 있슴 • TM Forum ( TeleManagement Forum) 은, • 비영리 표준화 기구로써 • 통신 서비스의 운영 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 실제 적인 방향과 전략적인 해법을 제시하고자 설립 • 회원사 : 세계 250 개 회사가 회원으로 가입 • 전산망 및 통신망 장치 공급업자 • 소프트웨어 솔루션 공급업자 • 통신서비스 사업자들

19. NMS 개요 (TMN 설명) Yesterday Current & Tomorrow ISO와 ITU-T에서 제정되고 있는 광범위하고 개념적인 표준안을 통신제품의 개발에 실제로 적용할 수 있는 실장 표준화(Implementation Spec.)하는 것 경쟁 환경하에서 실제 통신 사업자 및 서비스 사업자(Network Provider/ Service Provider)들이 필요로 하는 서비스 관리와 네트워크 관리 기능의 표준화를 중심으로 운영 목표 IDL / SMI / GDMO / HTML / XML 정보 모델 GDMO IIOP(CORBA) / SNMP / CMIP / HTTP 프로토콜 CMIP IDL & IIOP(CORBA) / GDMO & CMIP ITU-T 표준안 GDMO & CMIP

20. NMS 개요 (TMN 설명) Product Line Product Line Strategy Marketing Strategy Marketing Management BML Q3 HTTP/HTML HTTP/HTML OSS Customer Ordering / Customer Ordering / Trouble Ticket Billing Billing Care Provisioning SML Q3 CORBA Network Capacity Alarms & Traffic NML Network Capacity Alarms & Traffic OSS Configuration Database Control Monitoring Configuration Database Control Monitoring Q3 CORBA CORBA Element Element Element Alarm Mediation EML Element Alarm Mediation Manager Manager Configuration Processing Q3, Qx CORBA TL1, other ASCII SNMP CMIP NEL NE NE Switch, LAN, other ATM Switches, New Network Transmission Equip Network Equip Routers, etc. Equipment TMN의 변화추세

21. OAM&P 기술

22. OAM&P SW 구조 OAM&P S/W OTHER S/W RELIABILITY MANAGEMENT CONFIGURATION MANAGEMENT PERFORMANCE MANAGEMENT USER INTERFACE ACCOUNTING MANAGEMENT COMMON SUPPORT DPE(CORBA+OODBMS+OS) TP (ATM)

23. Call Processing 기술

24. 위치등록 절차 12 1. HLR MS 8 9 5 10 BTS BSC 11 6 7 PSTN 2. MSC/VLR PLMN PC 4 MS 3 BTS Internet Previous VLR 1. LU_REQUEST 2. MAP_UPDATE_LOCATION_AREA 3. MAP_SEND_IDENTIFICATION 5.MAP_UPDATE_LOCATION 6.MAP_CANCEL_LOCATION 9.MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA BTS BSC Radio Access Network

25. 음성호처리 절차 1. CM Service Request 2. Process Access Request 3. Authentication 4. Authentication Req. 5,6 Authentication Resp. 7. Set Cipher mode 8. Process Access Req. Ack 9. Security Command 10,11. Security Complete 12 SetUp 13. SIFOC (Send Information For Outgoing Call) 14. Complete Call 15. Send Routing Information 16. Send Routing Information Ack 17. IAM 18. Send Routing Information 19. Provide Subscriber Information 20. Provide Subscriber Info. Ack 21. Send Routing Information Ack 22. Send Routing Information 23. Provide Roaming Number 24. Provide Roaming Number Ack 25. Send Routing Information Ack 26. IAM 27. Paging 28. Page Response 29,30. APM 31. RAB Assingment Req. 32. RAB Assingment Resp. 33.,34. Continue 35. RAB Assingment Req. 36. RAB Assingment Resp. 37.,38,39,40. Alerting 41,42,43,44. Connect 45,46,47,48. Connect Ack HLR MS 21,25 18,22 16 15 BTS BSC 3,7,8,14 1,5,10,12,32,45 4,9,31,40,44 2,6,11,13, PC 17,33,46 UMSC/VLR 30,39,43 19,23 GMSC 26,34,47 20,24 MS 29,38,42 UMSC/VLR BTS BSC 28,36,37,41 27,35,48

26. Packet호처리 절차 HLR MS BTS BSC 1,2,4 3,7 5 PC 1. Service Request < Security Functions: CS Flow와 동일> 2. Active PDP Context Request 3. RAB Assign Request 4. RAB Assignment Response 5.Create PDP Context Request 6.Create PDP Context Response 7.Active PDP Context Accept 6 GGSN SGSN/VLR MS AAA Server Internet

27. MSC Functions SCF TP (Transport Platform) 1. Protocol Stack 2. Connection control 3. Special resource control 4. Packet Handling 5. IWF control  MIP(Managed Intelligent Platform) 1. Call/Service control(CCF/SSF) 2. Number Translation & Routing 3. Mobility & Security Management (IS-41 or GSM-MAP) 4. Access Control (RANAP, AAL2 Sig, BISUP, ISUP, GTP-c) 5. Bandwidth Management 6. ATM Switch control Traffic SRF CCF SSF Billing Audit Trace MM Packet (IGSN) Debug Maint. Support Specialized Resource Framework Access Framework Connection Framework MIP-TP API RANAP Access BISUP Access TP Specialized Resources Packet Routing Protocol Stack Switching Fabric Vocoder Control ISUP Access AAL2 Access

28. Call Processing SW 구조 SMS G-SMS GPRS Local SCF SSF RADIO ACCESS G-WS G-MM CCF SRF -WS MM Specialized Resource Agent Signaling Agents Connection Framework Conn. TIA SIA SRA TIA TP WS : Wireless Security G-WS : GSM Wireless Security MM : Mobility Management G-MM : GSM Mobility Management SIA : Signaling Interface Adapter TIA : TP Interface Adapter

29. Protocol Stack for Control Plane SCP UTRAN AMF SSF SDF RACF SCF SACF LMF CCF* MAP INAP RANAP TCAP TCAP SCCP-b SCCP SCCP MTP-3 MTP-3 MTP-3b SSCOP/AAL5 MTP-2 MTP-2 ATM MTP-1(E1) MTP-1(E1) ATM-PHY HLR MSC+IGSN IGSN INAP MAP RANAP GTP-c/ICMP Q.2630.1 (AAL2) TCAP ISUP B-ISUP SCCP-b UDP Q.2150.1 SCCP IP MTP-3b MTP-3 SSCOP/AAL5 AAL5 MTP-2 ATM ATM MTP-1(E1) ATM-PHY ATM-PHY (VLR내장형) Iu interface To other GGSN or Home Agent To other MSC(NNI) To PSTN(IWF) IGSN: Integrated GPRS Support Node(SGSN+GGSN+FA) RANAP: Radio Access Network Application Part GTP-c : GPRS Tunneling Protocol -Control

30. Split of Protocol Stack ISUP RANAP B-ISUP MAP INAP RANAP AAL2 Sig MAP GTP-c Foreign Agent TCAP TACP SCCP Q.2150 SCCP UDP GTP-u Tunneled IP for FA MTP-3b(Q.704, Q.2210, Q.710) MTP-3 MTP-3b IP UDP/IP UDP/IP SSCOP/SSCF OS SSCOP/SSCF OS ATM/AAL5 MTP-2/1 ATM/AAL5 User Plane Control Plane ii) Protocol Stack for Data(Internet) i) Protocol Stack for Voice B-ISUP : Layer 3 Signaling interface between MSC and MSC RANAP : Layer 3 Signaling interface between BSC and MSC MAP : Signaling interface between MSC and HLR INAP : Signaling interface between MSC and SCP Q.2630.1: AAL2 Signaling H/W Protocols of TP Area Protocols of MIP Area

31. 지능망 기술

32. 지능망 시스템 구조

33. SCP SW 구조

34. SMS SW 구조

35. DPE 기술

36. DPE 개요 • DPE란? • TINA (Telecommunications Information Networking Architecture) 에서 정의한 Architecture • DPE 는 분산 Application의 빠른 개발, deployment, 그리고 관리를 지원하는 토대를 제공한다. • DPE 는 NCCE (Native Computing and Communication Environment) 위에서 구축된다. • DPE 통해 얻을 수 있는 것: • 확장성 • Platform 독립성 • 결함 허용성 • 성능 증대

37. DPE 구조 Call Processing Application AIN Application OAMP Application . . . . . . DPE Environment DPE API (C++ & JAVA) Comm. Network Group Service Node Management OODBMS Concurrency/ Time/Memory CORBA / dTN POSIX Operating System

38. DPE 구성요소 (I) • Communication Network • CORBA • 이기종간의(Solaris, Win32, HP-UX, Digital UNIX, pSOS) location transparency 및language independence제공 • DTN (Distributed Transport Network) • QoS 별로 다양한 프로토콜을 지원하는 메시지 전송 시스템 • Communication Interface • 외부망 과의 접속 • X.25, X.500, Q3, and etc.

39. DPE 구성요소 (II) • Group Service • Fault Tolerance • Primary-Backup policy • Load Sharing • Round Robin policy • OODBMS • 분산객체지향 Database 관리 기능 제공 • Real-time transaction support • Cache Manger provides high performance data access • Fault-tolerance • High availability 지원

40. DPE 구성요소 (III) • Node Management • Node/Capsule 관리 • Node/Capsule Failure Detection 및 Notification • DPE Middleware • DPE Concurrency • Multithreading 제공 • DPE Time • Node간의 Time synchronization 제공 • DPE Memory • Memory usage 관리

41. DPE 구성요소 (IV) • MIP & OS Maintenance • MIP Setup and Maintenance • High-density Rack-mount SPARC/Solaris server Setup • RAID Setup and Testing • OS Real-time feature Deployment • OS Tuning 및 Performance Enhancement • OS Parameter Tuning • Fault Tolerant Feature deployment in Solaris 8

42. 감사합니다. 김종익(rlawhddlr@netian.com)