2. Índice
Unidad.4 Telefonía Móvil (Celular).
4.1 Central de conmutación móvil (MSC).
4.2 Registro de ubicación base y visitante.
4.3 Sistema global para la comunicación móvil GSM.
4.4 Sistema de red y conmutación
4.5Teléfono Celular.
4.6 Modulo de RF
4.7 Modulo de AF
4.8 Modulo de control lógico.
3. También se le conoce como: El Mobile Switching Center ó (MSC) y es quien realiza las funciones
telefónicas en la red. Controla las llamadas de y hacia otros sistemas telefónicos y de datos tales
como la red de telefonía fija (PSTN), la red de servicio integrados (ISDN). Es quien coordina la
comunicación entre los Media Gateways.
El centro de conmutación (MSC) es el corazón y el cerebro del sistema de telefonía celular. En
esta oficina los usuarios son autenticados, las llamadas son completadas y se registra la
información de facturación. También provee servicios correo de voz, identificación de llamada,
reenvío de llamadas. El MSC es el sitio donde el sistema Móvil se conecta con el resto del mundo.
Existe un enlace troncal desde el MSC a una oficina central (switch) de la Red Telefónica Pública
Conmutada para comunicar los usuarios móviles con usuarios en el resto del mundo (fijos o
móviles).
Central de conmutación móvil (MSC).
4.1 Central de conmutación móvil (MSC).
4. Funcionamiento
Cuando un teléfono móvil sale de su área de servicio a otra, manda una señal a
la nueva MSC comunicándola que se encuentra en su zona. Esta MSC informa
a la MSC del móvil de la presencia de su usuario y lo registra como visitante.
Cuando se reciba una llamada para éste, la MSC de su área redirigirá dicha
llamada a la MSC del área que visita. Éste es el proceso comentado
anteriormente de roaming o seguimiento
5. Estructura de una Red de Telefonía Celular
La característica esencial de la telefonía celular es la cobertura geográfica y bajo esta consideración el área
a cubrir por la red celular es dividida en pequeñas áreas llamadas celdas. Cada celda consta de unos
pocos kilómetros y posee un trasmisor de baja potencia. El transmisor utiliza una frecuencia particular en la
celda y las frecuencias usadas en las celdas adyacentes son diferentes para asegurar la “no interferencia”
de señales.
6. En el centro del sistema se encuentran un conjunto de celdas que conforman el área de cobertura del
servicio. Cada celda posee una estación base con una antena que comunica al usuario móvil usando las
técnicas de trasmisión de radio. La estación base es conectada por un enlace troncal “cableado” con
el Centro de Conmutación de telefonía Móvil (MSC / Mobile Switching Center), algunas veces llamado Oficina
de Conmutación de TeléfonÍa Móvil (MTSO / Telephone Mobile Switching Center).
7. El equipo necesario para realizar estas tareas consiste de una o más antenas, un sistema de energía,
transmisores y receptores, un controlador y un enlace de comunicaciones con el MSC. Parte de estos
elementos se describen a continuación:
Transmisor: Este subsistema consta principalmente de un modulador y un amplificador; toma las señales
recibidas desde el MSC, la modula en un canal de frecuencia asignado, y aplica la señal modulada a la
antena.
Receptor: Este subsistema consta de un receptor de radio y un demodulador; recibe la señal de un
transmisor en un canal asignado y desmodula esa señal para la transmisión en el enlace de
comunicaciones de la estación base.
Controlador: Este subsistema es el cerebro de la estación de base; monitorea el estado de la totalidad del
equipo de la estación base, establece la asignación de canales, monitorea los canales de control y la
comunicación con el MSC. También convierte todas las llamadas al estándar de telefonía cableada de
64Kbps.
Enlace de Comunicaciones: Es el vínculo entre la estación de base y el MSC. Puede ser un enlace de
microondas punto a punto o un enlace de fibra óptica.
8. El Registro de ubicación de visitante (VLR):
Es una base de datos que contiene información de usuarios que no son
abonados locales. El VLR recupera los datos de un usuario nuevo del HLR de la
zona de abonado del usuario. Los datos se conservan mientras el usuario está
dentro de la zona y se eliminan en cuanto abandona la zona o después de un
período de inactividad prolongado (terminal apagada).
El HLR (home location register, o registro de ubicación base):
Es una base de datos que almacena la posición del usuario dentro de la red, si
está conectado o no y las características de su abono (servicios que puede y no
puede usar, tipo de terminal, etcétera). Es de carácter más bien permanente;
cada número de teléfono móvil está adscrito a un HLR determinado y único,
que administra su operador móvil.
Al recibir una llamada, el MSC pregunta al HLR correspondiente al número
llamado si está disponible y dónde está (es decir, a qué BSC hay que pedir que
le avise) y enruta la llamada o da un mensaje de error.
4.2 Registro de ubicación base y visitante.
10. El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for Mobile
communications, GSM, y originariamente del francés groupe spécial mobile) es un sistema
estándar, libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y
recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad a
la red informática de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones
digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos(SMS) o
mensajes de texto.
4.3 Sistema global para la comunicación móvil GSM.
12. Arquitectura del sistema GSM
La arquitectura básica de un GSM esta compuesta por:
· La central de conmutación de móviles o MSC (Mobile Switching Center), donde se
realizan todas las actividades de gestión de las llamadas, ya sean originadas por las
estaciones móviles o con destino a éstas.
· El registro de abonados locales o HLR (Borne Location Register) almacena los datos
de los abonados locales. En el registro de abonados visitantes o VLR (Visited Location
Register) se inscriben temporalmente los abonados que no están dados de alta en su
area de servicio.
· El centro de autentificación almacena los datos identificativos del abonado y de su
teléfono para verificación, seguridad, autentificación y privacidad de las llamadas.
· El controlador de las estaciones base o BSC (Base Station Controller) separa las
funciones de radio de las de conmutación.
· El transceptor de la estación base o BTS (Base Transeciver Station) es el que gestiona
las transmisiones radio de una o varias células
13. Subsistema de conmutación y red (NSS)
Mobile Switching Center (MSC)
Controla establecimiento de llamada
Control de traspasos
Acceso a la base de datos del sistema
Acceso a otras redes (Móvil, fifa y datos)
Uso del sistema de señalización # 7 del ITU-T
Conmutación
La conmutación o estructura de red es el subsistema encargado de llevar las
comunicaciones por tierra desde la estación base a la que se conecta el móvil
hasta su conexión con la red destino de la llamada (generalmente la red fija) o
hacia otra estación base a la que se encuentra conectado otro móvil. Se
incluyen dentro de los sistemas de red todas aquellas bases de datos
que apoyan a las distintas funciones del sistema.
4.4 Sistema de red y conmutación
14. Autenthication center (AUC)
Almacena las claves secretas de los abonados
Genera las tripletas. Conjunto de tres números que permiten la autenticación y
la elección de clave de cifrado.
Operation and Management Center (OMC) ejecuta las funciones de
supervisión técnica del sistema y coayuda a la localización de averías.
Genera también estadísticas de servicio.
Gateway MSC. A través del cual se efectúa la conexión de
GSM con las redes públicas externas: PSTN, ISDN, etc.
Home location register (HLR)
Visitor location register (VLR)
Equipment Identity Register (EIR)
15. Estaciones Mobiles (MS)
Subscriber Identity Module (SIM), Modulo de Identificación de Abonado
Distinción de abonado y terminal
Identidad de abonado IMSI (International Mobile Subscriber
Identity)
Autenticación
Clase secreta
Algoritmos
• Datos de abonado sistema/personales
16. •Proceso de llamada desde un móvil a un abonado fijo
El móvil recibe el número de canales de acceso disponibles en la zona de cobertura en la cual
se encuentra. Explora todos estos canales, sintonizándose con el de más intensidad. El móvil
envía el número al que llama y su propia identificación. La estación base recibe esta
información y la manda al centro de conmutación de móviles (MSC).
A su vez, la MSC envía el número llamado a la red pública conmutada RPC y completa el
camino de conexión al número llamado.
•Proceso de llamada desde un abonado fijo a un móvil
La red pública conmutada envía la llamada al MSC en la que está registrado el abonado
móvil. El MSC indica a todas sus estaciones base que transmitan el número del móvil llamado.
Éste identifica su número, sintoniza el canal de acceso con más intensidad y envía una señal
de recepción del mensaje. La estación base reenvía este reconocimiento al MSC.
El MSC selecciona un canal libre de la estación base e indica al móvil que se sintonice a ese
canal. Se envía un tono de aviso al móvil, a la vez que se envía un tono de llamada al
abonado que ha iniciado la llamada.
17. El teléfono móvil es un dispositivo inalámbrico electrónico para acceder y utilizar los
servicios de la red de telefonía móvil. Se denomina también celular en la mayoría de
países latinoamericanos debido a que el servicio funciona mediante una red de
celdas, donde cada antena repetidora de señal es una célula, si bien también existen
redes telefónicas móviles.
El teléfono móvil (celular).
4.5Teléfono Celular.
18. Funcionamiento del teléfono celular
Los teléfonos celulares pueden descomponerse en tres módulos bien definidos
como se muestra en la figura que son: el módulo de radio (RF radio frecuencia), el
módulo de audio (AF audiofrecuencias) y el módulo lógico de control (CPU).
19. Módulo de RF
El módulo de RF tiene a su cargo todas las señales que entran o salen del
teléfono celular, como se muestra en la figura.
4.6 Modulo de RF
20. El circuito receptor de RF filtra y demodula las señales recibidas. La salida del
módulo de RF se aplica al módulo de AF. A diferencia de los radiorreceptores
tradicionales en los que se usa sintonización manual para definir el canal
deseado, el teléfono celular usa un circuito sintetizador de frecuencia de
precisión que puede ajustarse a cualquiera de los 666 canales celulares
asignados. El canal seleccionado en un momento dado está determinado por el
módulo lógico de control. Conforme su teléfono celular se mueve de una celda
a otra, las frecuencias de transmisión y recepción se cambian tomando en
cuenta los canales disponibles de la nueva celda. Las instrucciones que indican
qué frecuencias cambiar son recibidas como señales de información y son
procesados por un módem en el módulo lógico de control del teléfono celular.
21. (audio frecuencia)Módulo de AF
El módulo de AF es responsable de la conversión de las de las señales de FI (frecuencia
intermedia) provenientes del módulo de RF en señales de voz que se puedan oír en el
receptor del teléfono celular, como se muestra en la figura
4.7 Modulo de AF
22. Generalmente se incluye un segundo elemento receptor para producir
señales de advertencia, tales como las señales de llamada. Los tonos de DTMF
y la voz provenientes de un micrófono se filtran, se mezclan y se aplican al
módulo de RF para ser modulados, junto con las señales de control
provenientes de un módem en el módulo lógico de control. Una porción de la
voz transmitida regresa al receptor como tono local. Las funciones de
transmisión y recepción de AF están bajo control directo del módulo lógico de
control.
23. Módulo lógico de control
Como puede verse en el diagrama a bloques de la figura , el módulo
lógico de control es base de un teléfono celular.
4.8 Modulo de control lógico.
24. El módulo lógico de control tiene una estructura similar a la de una computadora personal.
La CPU principal controla el teléfono celular con base en un conjunto de instrucciones
permanentes (su programa) grabadas en una memoria permanente (ROM). Se incluye una
memoria temporal (RAM) que almacena variables tales como el canal de uso, el valor
seleccionado de potencia del transmisor, etc., así como los resultados de cualquier
comparación lógica u operación matemática requeridos cuando el programa del teléfono no
esté corriendo.
Se usa una memoria borrable (EPROM) para almacenar información que es exclusiva de cada
teléfono, tal como el número asignado al teléfono celular. A este tipo de memoria
individualiza algunas veces se le denomina MAN, o módulo de asignación de número. La CPU
tiene el control directo de los módulos AF y de RF, así como el generador de DTMF.
Puesto que un teléfono celular es una parte activa de la red celular, debe estar en contacto
constante con la red. Además de las señales de voz y de DTMF, el teléfono celular debe
transmitir y recibir información de la estación de celda en uso. Un CI de módem se usa para
añadir información a la señal transmitida e interpretar las órdenes e información
provenientes de la red celular.
26. CONCLUSIONES
Novert Abdiel Velázquez Ramírez
La telefonía celular es una realidad que no podemos evitar. La evolución de la telefonía
móvil es impresionante considerando sus inicios y el grado de penetración que tiene en
la vida cotidiana.
Todo el sistema global que implica desde las funciones de la central de conmutación, los
registros de abonados, los dispositivos físicos conectados a la red como los switch, los
teléfonos fijos, computadoras y teléfonos celulares en conjunto con el software que
conforman la pila de protocolos de red, de conmutación y de control han brindado las
herramientas necesarias para llevar al limite el proceso mediante el cual se puede
transmitir información de una entidad a otra, llamado comunicación.
En la manera en que conozcamos mejor las diferentes tecnologías de comunicaciones, en
este caso la telefonía celular, y sepamos utilizarla en forma correcta podremos contar con
más herramientas que nos ayuden a llevar mejor nuestro trabajo y nuestra vida personal.
27. Darinel Vicente Nafate
La centra de conmutación móvil como se vieron algunos conceptos que nos
ayudan a conocer el funcionamiento y como operan estos sistemas, ya que la
central es el celebro de la red de telefonía, controla las llamadas y los datos de
transmisión, que engloban para conseguir interconectar entre si a los usuarios
(abonados) al sistema de telecomunicación por un conjunto de células
interconectados (red de conexión), de forma que la información se transmita de
un usuario origen a su destino mediante la central de conmutación móvil de a
través de distintas células que se encuentran conectados.
Dicha la información que accede a la red desde un terminal se encamina a su
destino, siendo conmutada de una célula a otra y además dicha información es
captada por un modulo de RF que convierte la señal de onda sonoras a señal
eléctrica y es aplicado a AF, es procesada por un modulo de control (CPU), que
se caracteriza por un cierto grado de inteligencia.
28. Los sistemas de telefonía móvil celular se llaman así por la estructura que
tienen para su comunicación, es decir su área geográfica de las antenas
para comunicar dos teléfonos móviles es en forma hexagonal y estas
antenas utilizan sus mismas señales de frecuencias a dichas distancias
para no provocar interferencias entre señales y así no utilizar muchas
señales de frecuencias.
Para comunicarnos a otros dispositivos ya sea a un móvil o a un fijo, la
señal se envía a la central de conmutación móvil, la cual es el que
controla todos las funciones de esta red.
todos los dispositivos móviles tienen en su interior una base de datos
como información para que sean identificados por cada estación base, ya
que al cambiarse de estación sean reconocidos e identificados como
visitante.
José Alfredo Chatú Solís