Seção: Tutoriais Telefonia Celular
|
|
||||
A Tecnologia TDMA
Time Division Multiple Access, ou melhor, Divisão de Tempo com Acesso Múltiplo, é uma das tecnologias digitais mais usadas pelo mercado norte-americano, que transforma sinais analógicos de voz em dados digitais e aumenta em três vezes a capacidade de atendimento a usuários em relação ao da tecnologia analógica (na tecnologia GSM o aumento é de 6 vezes).
A tecnologia TDMA é usada em comunicação de telefones celulares digitais para dividir cada canal celular em três slots para aumentar a quantidade de dados transmitidos. O AMPS e o TDMA (IS-136) apresentam, portanto, a mesma arquitetura básica apresentada na figura a seguir:
Mobile Station (MS)
Ou Estação Móvel é o terminal utilizado pelo assinante. A estação móvel é identificada por um MIN (Mobile Identification Number). O equipamento dispõe ainda de um número de série eletrônico (ESN). Estação Rádio Base (ERB)
A ERB é o equipamento encarregado da comunicação com as estações móveis em uma determinada área que constitui uma célula. A ERB ocupa o centro de uma célula. Seu objetivo é estabelecer o radio enlace com os celulares operando dentro de sua área de cobertura. Para isso, uma ERB dispõe das seguintes instalações e equipamentos:
Central de Comutação e Controle (CCC)
A CCC é a central responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área geográfica designada como a área da CCC.
Home Location Register (HLR)
Ou Registro de Assinantes Locais é a base de dados que contém informações sobre os assinantes de um sistema celular.
Visitor Location Register (VLR)
Ou Registro de Assinantes Visitantes é a base de dados que contém informações sobre os assinantes em visita (roaming) a um sistema celular.
A Tecnologia GSM
O GSM tem a estrutura básica dos sistemas celulares e oferece as mesmas funcionalidades básicas dos demais sistemas celulares associadas à mobilidade como roaming e handover (transparência) entre células. O sistema pode operar em três faixas:
É um sistema TDMA/FDMA/FDD, isto é, um sistema que usa simultaneamente o múltiplo acesso (MA) por divisão de freqüência das portadoras (FDMA), o múltiplo acesso por divisão de tempo (TDMA) de cada portadora e usa uma faixa de freqüência para cada sentido de transmissão (FDD = Frequency Division Duplex).
O sistema utiliza um espectro de 25 MHz (para largura do canal Tx/Rx, sendo Tx-upload e Rx-dowload) em cada sentido de transmissão, ou seja, a freqüência Tx está 25 MHz em relação a de Rx e vice-versa. Cada portadora subdivide-se em oito intervalos de tempo, que proporcionam um total de 1000 canais em cada sentido de transmissão.
A arquitetura de referência de um sistema GSM é apresentada na figura a seguir:
Mobile Station (MS)
Ou Estação Móvel é o terminal utilizado pelo assinante quando carregado com um cartão inteligente conhecido como SIM Card ou Módulo de Identidade do Assinante (Subscriber Identity Module). Sem o SIM Card a Estação Móvel não está associada a um usuário e não pode fazer nem receber chamadas.
Uma vez contratado o serviço junto a uma operadora o usuário passa a dispor de um SIM card que ao ser inserido em qualquer terminal GSM faz com que este passe a assumir a identidade do proprietário do SIM Card.
O SIM card armazena entre outras informações um número de 15 dígitos que identifica unicamente uma dada Estação Móvel denominado IMSI ou Identidade Internacional do Assinante Móvel (International Mobile Subscriber Identity).
As Estações Móveis (Mobile Stations) são formadas pelo Equipamento Móvel (Mobile Equipment) e pelo módulo SIM (Subscriber Identity Module). O Equipamento Móvel possui o hardware (transmissor e o receptor) e o software responsáveis pela comunicação com a estação base através da interface aérea.
O módulo SIM é formado por um processador seguro, por uma memória ROM (buffer, Tx/Rx) que abriga o micro sistema operacional do SIM e suas funções criptográficas, por uma memória EEPROM que guarda as informações pertinentes aos usuários (International Mobile Subscriber Identity - IMSI, chaves criptográficas e senhas) e por uma memória RAM, usada como buffer de recepção e transmissão Em síntese, é o módulo SIM que contém todas as informações que identificam os usuários.
Já o terminal é caracterizado por um número também com 15 dígitos, atribuído pelo fabricante, denominado IMEI ou Identidade Internacional do Equipamento Móvel (International Mobile Station Equipment Identity).
Base Station System (BSS)
É o sistema encarregado da comunicação com as estações móveis em uma determinada área. É formado por várias Base Transceiver Station (BTS) ou ERBs, que constituem uma célula, e um Base Station Controller (BSC), que controla estas BTSs.
Mobile-Services Switching Centre (MSC)
Ou Central de Comutação e Controle (CCC) é a central responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área geográfica designada como a área do MSC.
A diferença principal entre um MSC e uma central de comutação fixa é que a MSC tem que levar em consideração a mobilidade dos assinantes (locais ou visitantes), inclusive o handover da comunicação quando estes assinantes se movem de uma célula para outra.
O MSC encarregado de rotear chamadas para outros MSCs é chamado de Gateway MSC.
Home Location Register (HLR)
Contêm toda a informação administrativa sobre o assinante do serviço e a localização corrente do terminal. É através do HLR que a rede verifica se um terminal móvel que se está a procurar ligar possui uma assinatura do serviço válida. Caso a resposta seja afirmativa o MSC envia uma mensagem de volta ao terminal a informar que se está autorizado a utilizar a rede.
O nome da operadora aparece então no visor, informando que se pode efetuar e receber chamadas. Quando o MSC recebe uma chamada destinada a um terminal móvel ele vai ao HLR verificar qual a localização (determinada pelo polling). Paralelamente, o terminal de tempos a tempos envia uma mensagem para a rede, para informá-la do local onde se encontra (este processo é chamado de polling).
Visitor Location Register (VLR)
Ou Registro de Assinantes Visitantes é a base de dados que contém a informação sobre os assinantes em visita (roaming) a um sistema celular.
Authentication Center (AUC)
Ou Centro de Autenticação é responsável pela autenticação dos assinantes no uso do sistema. O Centro de Autenticação está associado a um HLR e armazena uma chave de identidade para cada assinante móvel registrado naquele HLR possibilitando a autenticação do IMEI do assinante. É também responsável por gerar a chave para criptografar a comunicação entre MS e BTS.
Equipment Identity Register (EIR)
Ou Registro de Identidade do Equipamento é a base de dados que armazena os IMEIs dos terminais móveis de um sistema GSM. Juntamente com o Authentication Center (AUC) ambos são utilizados para questões de segurança.
O EIR contém uma lista de IMEIs de terminais que foram declarados como furtados ou que não são compatíveis com a rede GSM. No caso do terminal móvel se encontrar nessa lista "negra", o EIR não permite que ele se ligue à rede.
Dentro do AC encontra-se uma cópia do código de segurança do SIM. Quando decorre a autorização o AC cria um número aleatório que é enviado para o terminal móvel. Os dois equipamentos de seguida utilizam esse número, juntamente com o código do SIM e um algoritmo de encriptação denominado de A3, para criar outro número que é enviado de volta para o AC.
Se o número enviado pelo terminal for igual ao calculado pelo AC, o utilizador é autorizado a usar a rede, caso contrário o mesmo terá restrição na rede. O EIR das operadoras é interligado ao banco de dados do CEMI (Centro de Estações Móveis Impedidas) desde novembro de 2005.
Operational and Maintenance Center (OMC)
Ou Centro de Operação e Manutenção é a entidade funcional através da qual a operadora monitora e controla o sistema.
Base Station Controller (BSC)
O BSC gere os recursos de rádio de um ou mais BTS. Entre as suas funções incluem-se o handoff, que ocorre quando o utilizador se desloca de uma célula para outra, permitindo que a ligação se mantenha, o estabelecimento dos canais de rádio utilizados e mudanças de freqüências.
Finalmente, estabelece a ligação entre o terminal móvel e o Mobile service Switching Center (MSC), o coração do sistema GSM.
|
|||||