Seção: Tutoriais

MVNO (Mobile Virtual Network Operator)

Segundo o site Teleco (2011), MVNO (Mobile Virtual Network Operator) ou Operadora Móvel Virtual é uma operadora do SMP (Serviço Móvel Pessoal) que não possui licença própria para o uso de espectro de frequência. Ela utiliza o espectro de uma operadora tradicional. Seu foco é oferecer serviço de valor agregado, com baixo custo de implantação e operação, e visa atingir grupos segmentados tais como jovens estudantes, e clientes de grandes grupos varejistas, etc.

Segundo a Anatel (2010), Anexo da resolução Nº 550, a exploração de SMP por meio de Rede Virtual caracteriza-se pelo oferecimento do Serviço à população, segmentado ou não por mercado, com as características do SMP de interesse coletivo, isonomia e permanência, permitindo, a existência de um maior número de ofertantes do Serviço no mercado, com propostas inovadoras de facilidades, condições e relacionamento com os Usuários do SMP, agregando, entre outros, volumes e Serviços de Valor Adicionado.

O Regulamento cria duas opções:

Credenciado de Rede Virtual

• O modelo do negócio é definido através de um contrato assinado entre a MVNO e a operadora tradicional.
• O contrato deve ser homologado pela Anatel, o credenciado não precisa ser qualificado pela Anatel.

Autorizada de Rede Virtual

• É uma prestadora do serviço móvel, contudo não possui licença para uso do espectro de frequência, opera através do compartilhamento de rede das prestadoras tradicionais.

O Credenciado é um representante da operadora de celular (SMP):

• O contrato entre credenciado e operadora deverá ser homologados pela Anatel;
• O credenciado utilizará a rede, numeração e interconexão da operadora;
• Valem para o credenciado a portabilidade e contratos de roaming da operadora;
• O Credenciado pode deter contrato com apenas uma operadora em uma área local (DDD);
• É permitida a migração da base de usuário do credenciado quando este mudar de prestadora de SMP;
• O credenciado não deve prejudicar o bom funcionamento das redes de telecomunicações, por exemplo, em elevação brusca de congestionamento, queda de qualidade ou aumento das reclamações de usuários;
• A qualidade do serviço deve ser mantida. Deve ser, assegurada a prestação de serviço adequado, que satisfaça as condições de regularidade, continuidade, eficiência, segurança, atualidade, generalidade e cortesia.

O Autorizado de Rede Virtual:

• Terá uma autorização de SMP e as mesmas obrigações que as demais operadoras;
• Terá um contrato de compartilhamento de uso de RF com uma operadora tradicional;
• Poderá contratar recursos integrantes da rede da operadora, para constituição de sua rede de serviço;
• A autorizada de rede virtual pode deter contrato de compartilhamento de rede com mais de uma prestadora origem numa determinada área de registro;
• Prestará o serviço (SMP) em áreas onde a operadora não possua infraestrutura, utilizando-se de alternativas tecnológicas de sua iniciativa;
• O licenciamento das estações móveis vinculadas à autorizada de rede virtual é de sua exclusiva responsabilidade;
• O licenciamento das estações base e repetidoras são de responsabilidade da prestadora origem.
• A autorizada de rede virtual e a prestadora origem são solidariamente responsáveis pelo uso eficiente dos recursos compartilhados.

GSM (Global System for Mobile Communications)

De acordo com o site wirelessbrasil (2011) as estações móveis (MS – Mobile Station), sejam telefones celulares (e portáteis) e as unidades móveis instaladas em automóveis, se comunicam com o Sistema da Estação Base (BSS – Base Station System) pela interface aérea de RF (Radio Frequency).

O Sistema de Estação Base (BSS) é formado por uma Estação Transceptora Base (BTS - Base Transceiver Station) e um Controlador de Estação Base (BSC - Base Station Controller).

As BSC são frequentemente ligadas à BTS por links de microondas. O link do BSC à BTS é chamado de interface Abis. Tipicamente, de 20 a 30 BTS são controladas por um BSC. Por sua vez, diversas BSS são subordinadas a uma Central de Comutação e Controle (MSC - Mobile Switching Center), que controla o tráfego entre diversas células diferentes. Cada MSC terá um Registro de Localização de Visitante (VLR - Visitor Location Register), no qual as unidades móveis que estiverem fora das células de sua área local serão listadas, de forma que a rede saiba onde encontrá-las. A MSC será também conectada ao Registro de Localização de Unidade Móvel Local (HLR), a Central de Autenticação (AUC - Authentication Center) e ao Registro de Identidade do Equipamento (EIR - Equipment Identity Register), de forma que o sistema possa verificar se os usuários e equipamentos são assinantes em situação legal. Isto ajuda a evitar o uso de unidades móveis roubadas ou fraudadas. Há também instalações dentro do sistema para as organizações de Operações e Manutenção (OMC - Operation and Management Center) e de Gerenciamento da Rede (NMC - Network Management Center).

A MSC também possui uma interface para outras redes, como as Redes Privadas Fixas de Telefonia Móvel (PLMN - Public Land Mobile Network), Redes Públicas de Telefonia Comutada (RPTC) e redes RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados).

O GSM usa o TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo) e o FDMA (Acesso Múltiplo por Divisão da Frequência). As frequências disponíveis são divididas em duas bandas. O uplink é utilizado para a transmissão da unidade móvel e o downlink é usado para a transmissão da estação base.

A figura 1 a seguir representa uma arquitetura GSM.

Figura 1: Arquitetura GSM

Fonte: site wirelessbrasil (2011)

3G/4G

Conforme o site wirelessbrasil (2011) a rede celular de terceira geração, que utiliza a notação International Móbile Telecommunications 2000 – IMT2000 pela ITU (International Telecommunication Union) e UMTS (Universal Móbile Telecommunications System) reconhecida na Europa e no Brasil, é considerada a sucessora do GSM, pois preserva os investimentos realizados nas evoluções da planta já instalada e opera em conjunto com as redes UMTS, portanto prove migração suave aos sistemas GSM já implantados. Outro fato importante compreende na arquitetura de serviços, que foi planejado para ofertar uma infinidade de serviços, juntamente com uma estrutura universal de roaming, preservando as configurações pessoais de cada cliente.

Na sua primeira versão, a rede UMTS foi concebida para prover os seguintes serviços:

• Teleserviços (Voz, SMS, Identificador de Chamadas, Chamadas em espera, conferências e outros);
• Portadores (Fornecem serviços com a necessidade de controle de capacidade de transferência entre os acessos, estes serviços possuem parâmetros distintos para atraso, jitter e taxa de erros).

Entretanto, tanto serviços orientados a conexão como os não orientados a conexão possuem capacidade de conexões ponta a ponto e ponta a multiponto, com isso as taxas oferecidas aos serviços são: 144 kbit/s – Rural Indoor; 384 kbit/s – Urbano/Suburbano outdoor e 2 Mbit/s – Indoor/Outdoor curto alcance.

Com relação à qualidade de serviço, o sistema possui algumas classes pré-determinadas:

• Conversação (Voz, Vídeo Chamadas e Serviços Interativos tempo real);
• Streaming (Serviços Multimídia, vídeo sob demanda e webcast);
• Interativa (Navegação Internet, jogos rede, acesso a aplicativos);
• Background (e-mail, SMS, Downloads).

Os serviços oferecidos podem ser customizados pelas operadoras, e ofertam conforme parcerias estratégicas uma infinidade de conteúdo para as redes UMTS, entretanto os serviços de Voz, Fax, SMS e Chamadas de Emergência são padronizados, pois necessitam de interface com outros concorrentes.

Como exemplos de serviços podem ser citados:

A arquitetura da rede UMTS, é subdividida e três domínios, que correspondem a:

• User Equipment: Corresponde ao terminal móvel juntamente com seu modelo de identificação do usuário USIM (Universal Subscriber Identity Module).
• UTRAN: (UMTS Terrestrial Radio Access Network) Provê a rede de acesso ao terminal móvel.
• Core Network: Responsável pelos domínios de comutação de circuitos e pacotes.

A figura 2 representa a arquitetura da rede UMTS e apresenta seus elementos:

Figura 2: Arquitetura de rede UMTS

Fonte: site wirelessbrasil (2011)

User Equipament

Neste domínio o telefone do cliente e o USIM (Universal Subscriber Identity Module), provêm acesso à rede celular de terceira geração, o USIM corresponde a um cartão de memória que contem informações responsáveis para prover autenticação, identificação, armazenamento de aplicações e configurações do usuário. Como identificação o USIM armazena o IMSI (International Mobile Subscriber Identity), utiliza um número 15 dígitos, sendo que os três primeiros apresentam o MCC (Mobile Country Code), que corresponde a identificação do país, os dois ou três subsequentes para o MNC (Mobile Network Code) apresentando o número de identificação da operadora, variando de 2 dígitos para padrão Europeu e três para Americano, e os posteriores correspondem a MSIN (Mobile Subscriber Indentification Number), associado ao número do cliente na rede, por exemplo: 724 (Brasil) 07 (CTBC) 1234567890 (Número Identificação Rede).

Outro elemento armazenado é a chave de autenticação Ki (Authentication Key) que utiliza uma chave criptografada em 128 bits assinada pela operadora durante o processo de inicialização e validação do USIM Card, esta chave também é armazenada no centro de autenticação localizado no core da rede para segurança no processo de autenticação e utilização dos serviços de terceira geração. Outros elementos são o ICC-ID (Integrated Circuit Card ID) que identifica universalmente o cartão, o LAI (Local Area Indentity) que armazena o código de área para o cliente e informações utilizadas para SMS, contatos ou outras aplicações específicas. O cartão também armazena o PIN (Personal Identification Number) que é utilizado junto com as informações do IMSI e Ki para o processo de autenticação, este código é importante, pois inseri outra camada de segurança no processo, correspondente a interação humana do usuário.

UTRAN - UMTS Terrestrial Radio Access Network

A rede de acesso para os serviços de terceira geração utiliza a interface Uu, sendo implementada através de WCDMA-FDD (Wideband Code Division Multiplex Access – Frquency Division Duplex), que compreende na utilização de 2 canais de subida e descida de 5 MHz, separados por uma banda de guarda. O acesso múltiplo dos usuários aos canais é o DS-CDMA (Direct Sequence CDMA), que utiliza através diferentes códigos com espalhamento espectral.

No domínio UTRAN as funções do NODE B e RNC são as seguintes:

• Node-B:
• Transmissão/recepção;
• Modulação / Demodulação;
• Codificação do canal físico CDMA;
• Micro diversidade;
• Tratamento de erro;
• Closed loop power control.
• RNC:
• Controle de recursos de rádio;
• Controle de admissão;
• Alocação do canal;
• Parâmetros de controle de potência;
• Controle de Handover;
• Macro Diversidade;
• Encriptação;
• Segmentação / Reunião;
• Sinalização de Broadcast;
• Open Loop Power Control.

A partir do release 5, as bases de radio GSM passaram a utilizar a interface Iu já padronizada pelo UMTS, com isso um dispositivo multi rádio poderá ofertar similaridade de serviços, inclusive incluir outros mecanismos de acesso, como WLAN.

Core Network

O core network tendo como base o aproveitamento da planta GSM já implantada pode ser analisada como três domínios distintos:

Comutação de Circuitos

Neste subdomínio podemos citar como elemento principal o MSC (Mobiles Services Switching Center), responsável pela Comutação, Sinalização, Paging, e InterMSC handover. Outro elemento presente é o VLR (Visitor Location Register), que executa função de registro temporário para terminais em deslocamento. O GMSC (Gateway Mobiles Services Switching Center) é o responsável pela interconexão entre a rede UMTS e as diversas redes de telefonia.

Comutação de Pacotes

Este domínio fornece as funções gerência e conexões entre a rede UMTS e as redes de dados, tendo como exemplo a Internet, o SGSN (Serving GPRS Support Node) estabelece a conexão lógica entre o terminal e a rede, exercendo como ponto principal o controle dos terminais, já o GGSN (Gateway GPRS Support Node) estabelece o acesso entre o backbone da rede de pacotes e o core da rede de pacotes UMTS.

Banco de Dados

Este domínio estabelece funções de registro de informações para ambas as divisões do núcleo, pacotes e circuitos, tendo como elementos o HLR (Home Location Register) que contém as informações definitivas dos assinantes, como perfil do cliente, situação e ponto local de acesso.

O AUC (Autenthication Center) armazena as chaves de identidade para cada usuário que possui registro na HLR, provendo mecanismo de autenticação para o IMSI, e gerando as chaves para comunicação segura entre o terminal e a estação rádio de acesso. Outro elemento presente neste domínio é o EIR (Equipament Identity Register) que armazena a identidade do terminal móvel, IMEI (International Mobile Equipament Identity) estando este associado a uma base central provê controle de terminais proveniente de roubos e fraudes.

Core UMTS associado a IMS (Internet Protocol Multimedia System)

O IMS é patrocinado pelo 3GPP/2 com apoio dos principais órgãos de padronização com o intuito de fornecer serviços baseados em redes IP e tendo como principal meta a integração de voz e dados em uma base de informações única, com administração centralizada e integrada a diversas redes de acesso existente.

Esta arquitetura possui três camadas, e em conjunto com a rede UMTS é dividida entre Aplicação, que contem a plataforma existente para os serviços, como por exemplo um serviço de e-mail, a camada de controle, que inclui também o gerenciamento das sessões, utilizando como base da convergência o protocolo SIP e a camada de acesso, que prove a conexão entre o equipamento, como por exemplo a rede UMTS/WCDMA, Redes Wireless LAN e outras.

Esta arquitetura inicialmente desenvolvida para redes celulares despertou grande interesse das operadoras fixas, pois prove integração em suas infraestruturas e permitem um novo conjunto de serviços, agregando novas receitas a sua operação, a figura 3 representa este modelo.

Artigo: Segurança em redes 3G - UMTS

Figura 3: Services in all-IP domain

Fonte: site wirelessbrasil (2011)

HLR (Home Location Register)

Segundo Kurose (2006), O HLR (Home Location Register) é um banco de dados de usuários (assinantes), contém informações e perfis de usuários, é utilizado em redes móveis celular.

O HLR contém informações dos usuários, como número permanente do telefone celular, informações de conta, status da conta, as preferências do usuário, plano contratado pelo usuário, a localização atual do usuário, etc.

Os HLRs são usados pelas MSCs (Mobile Switching Center) ou Centrais de Comutação Móveis para verificar se o assinante pode originar uma chamada, quais serviços foram contratados, existência de créditos, etc.

PTS (Ponto de transferência de sinalização)

Segundo o site Wirelessbrasil (2011), o PTS (Ponto de Transferência de Sinalização) é responsável pela sinalização entre a central celular (MSC) e as outras centrais. No protocolo de sinalização por canal comum #7 (SS7), o plano de sinalização e controle é separado dos canais de voz, os caminhos são independentes. Há uma rede nacional de nós PTS interligada para que as centrais possam estabelecer as rotas para se completar uma chamada enquanto o usuário está digitando os números do telefone desejado.

VAS (Value-added Serviçes)

Segundo o site MobileIn (2011), VAS (Value-added Serviçes) ou Serviços de Valor Agregado são diferentes dos serviços básicos. Eles têm características únicas e eles se relacionam com outros serviços de uma forma completamente diferente. Eles também oferecem benefícios que serviços essenciais não podem.

Características de VAS:

• Não é uma forma de serviço básico, mas sim oferece o serviço de valor agregado;
• Está sozinho em termos de rentabilidade e / ou estimula a demanda incremental de serviço de core;
• Pode estar sozinho operacionalmente;
• Não canibaliza o serviço básico, a não ser que seja claramente favorável;
• Pode ser um add-on para o serviço básico e, como tal, pode ser vendido a um preço premium;
• Pode fornecer sinergia entre operacional e/ou administrativo ou entre outros serviços - não apenas para diversificação.

VAS incluem serviços avançados de mensagens como SMS, MMS e MIM e serviços de dados.

CG (Charging Gateway)

Segundo o site Mobilein (2011), CG (Charging Gateway) ou Gateway de Cobrança é uma interface lógica entre o gateway e o sistema de cobrança. O charging gateway faz uma entrada de dados sempre que há atividade na rede tal como dados sendo transferidos, as condições de carregamento mudam, uma alteração na qualidade do serviço ou se a sessão do GPRS finalizou. As principais funções do Charging Gateway são a coleta dos dados de GPRS gravados dos nós GPRS, armazenamento de registro de dados intermediários, armazenamento temporário a transferência de dados gravados no sistema de cobrança.

MSC (Mobile Switching Center) / MSS (Mobile Soft Switch)

Segundo Kurose (2006), o MSC (Mobile Switching Center) ou centro de comutação móvel gerencia o estabelecimento e o término de chamadas De e Para usuários móveis. Um MSC é responsável pelo roteamento de chamadas de voz e dados, bem como outros serviços (tais como chamadas em conferência, fax e dados por comutação de circuito).

Originando/recebendo uma chamada, de acordo com Martins Soares (2008):

Quando um telefone móvel é ligado ele procura um canal de controle não utilizado, toma-o e requisita um registro.

Para originar uma chamada a partir da estação móvel:

• A estação móvel envia uma solicitação de chamada à MSC, a qual conecta a chamada a um sistema fixo, que então entrega chamada ao seu destino (por exemplo, telefone de casa ou outro telefone móvel em outra localidade).
• O MSC comuta a chamada para um canal de conversação para iniciar a conversa e, por fim, responder a chamada de quem chamou. Quando as partes desligam o telefone, O MSC instrui o telefone móvel a voltar para um canal de controle.

Para originar uma chamada a partir de uma residência:

• O sistema fixo comuta a chamada para o MSC, o qual localiza o telefone móvel alocado em um canal de controle.
• O MSC envia um page (contendo o número do telefone móvel) para a célula do site, a qual envia um broadcast para todos os telefones da célula.
• Quando o telefone procurado responde ao comando page, ele é ordenado a comutar para o canal de conversação. O MSC então comanda o telefone a alertar o usuário (tom de campainha).

Conforme o site Soft-Switch-in-Mobile-Network (2011) o MSS (Mobile Soft Switch) separa o controle de chamadas e funções de comutação em nós separados e fundamentalmente muda a forma de comutação dos serviços móveis, como voz e SMS, são manipulados. Isso permite que o projeto de rede seja muito mais eficiente através de otimização da localização de equipamentos, maior escalabilidade e O & M simplificado. Suporte flexível para as tecnologias em evolução e modernização do hardware e complementos do IMS para proporcionar uma migração suave e eficaz para o futuro "All-IP" da rede. Em experiência comercial, mostrou que pode melhorar as capacidades de serviço, resultando em potencial receita e economia até 50% do núcleo da rede OPEX.

Os benefícios mais importantes de um Softswitch estão nos operacionais:

• Aumento da eficiência de transmissão.
• Expansão flexível e evolução da rede.
• Projeto de rede otimizado com controle de chamadas centralizado e de comutação distribuída reduz os custos de O & M e do site.

SMSC (Short Message Service Center)

Conforme o site developershome (2011), um centro de SMS (SMSC) é responsável por tratar as operações de SMS de uma rede sem fio. Quando uma mensagem SMS é enviada de um telefone móvel, ela alcança um centro de SMS em primeiro lugar. O centro de SMS, em seguida, encaminha a mensagem SMS para o destino. Uma mensagem SMS pode passar mais de uma entidade de rede (por exemplo, SMSC e SMS gateway) antes de chegar ao destino. A principal tarefa de um SMSC é rastrear a mensagens SMS e controlar do processo. Se o destinatário não está disponível (por exemplo, quando o celular está desligado), o SMSC irá armazenar a mensagem SMS. Ele irá encaminhar a mensagem SMS quando o destinatário estiver disponível.

Muitas vezes um SMSC é dedicado a lidar com o tráfego de SMS de uma rede sem fio. Um operador de rede normalmente gerencia seu próprio SMSC (s) e loca-os dentro de seu sistema de rede. No entanto, é possível que um operador de rede possa usar um SMSC de terceiros que se situa fora do sistema de rede sem fio.

Você deve saber o endereço do SMSC da operadora para uso de mensagens SMS com o seu telefone móvel. Tipicamente, um endereço de SMSC é um número de telefone convencional no formato internacional. Um telefone celular deve ter uma opção de menu que pode ser usado para configurar o endereço do SMSC. Normalmente, o endereço do SMSC é pré-definido no cartão SIM pelo operador da rede, o que significa que você não precisa fazer quaisquer alterações.

RNC (Radio Network Controler)

Segundo o site Javvin (2011) o RNC (Radio Network Controller) é responsável pelo controle da estação rádio base no acesso das redes 3G (UTRAN – UMTS Terrestrial Radio Access Network), ou seja, as estações que estão conectadas á ele. O RNC realiza a gestão dos recursos de rádio, algumas das funções de gestão da mobilidade e é o ponto onde a criptografia é feita antes dos dados dos usuários serem enviados de e para o terminal móvel. O RNC, conforme figura 4, se conecta à rede de comutação por circuito através do Media Gateway (MGW) e na rede de comutação por pacotes através do SGSN (Serving GPRS Support Node). Existem três tipos de RNC: C-RNC (Controladoria RNC), D-RNC (RNC Drift) e S-RNC (Serving RNC).

Figura 4: RNC

Fonte: Site Javvin

CDR (Call Detail Record)

Segundo o site Teleco (2011), O CDR (Call Detail Record) é um bilhete gerado no sistema telefônico que permite a aquisição e gravação de informação sobre as chamadas tais como: quem originou/recebeu, onde, quando, por quanto tempo, etc.

Segundo o site Mobilein (2011), para os serviços pós-pagos, um coletor recolhe os dados constrói CDR, gera uma conta impressa e envia para a casa do assinante. Para os serviços pré-pagos o sistema decrementa da conta do assinante o valor utilizado, em conformidade com seu plano.