Approccio
allo studio
di una rete
telefonica GSM
COMMUTAZIONE
E SEGNALAZIONE NELLE RETI TELEFONICHE MOBILI
Si
inizierà
l'esame delle complesse fasi di commutazione nella telefonia mobile GSM.
COMMUTAZIONE
GSM
Nel
GSM
commutare un circuito per permettere a due utenti di conversare non
è così
semplice. Nelle reti PSTN e ISDN gli utenti hanno apparecchi fissi a
cui è assegnato
un numero di telefono univoco (directory-number).
Questo è un numero che identifica in sostanza l'utente
associandogli anche la
posizione geografica
. Rivedendo il funzionamento
delle reti PSTN è chiaro che il processo di instradamento
avviene passo dopo passo tramite l'analisi di tutte le cifre del numero
telefonico a partire dal prefisso: è quindi il numero di
telefono una guida al
processo di commutazione del circuito sino al luogo dell'utente
chiamato. Ma in
una rete GSM (o rete PLMN, cioè
Public Land Mobile
Network) come è possibile commutare un circuito se i due
utenti possono entrambi
essere mobili all'interno della rete ? E' in questa gestione della
mobilità che
risiede tutta la complessità della segnalazione GSM.
Nella
PSTN/
ISDN la segnalazione è quasi tutta di tipo connection oriented
(orientata alla connessione); nel GSM la segnalazione è sia
connection oriented
che connectionless
(non
orientata alla connessione). Quest'ultima
è
necessaria proprio alla gestione della mobilità per la localizzazione
geografica dell'utente chiamato e prende il nome di segnalazione
intelligente o
rete intelligente (IN). In realtà la rete intelligente di un
operatore GSM è
comprensiva anche dei post-processi di segnalazione per la tariffazione
tramite gli SCP (Signalling
Control Point).
Per l'analisi del funzionamento della parte
commutativa di
una rete GSM detta anche sottosistema
NSS (Network Switching
Sub-System) è più favorevole
usare un approccio immediato facendo riferimento diretto ad un esempio.
Poco
alla volta saranno poi spiegati i vari elementi interessati dal
processo di
commutazione.
Il
primo
elemento di rete NSS è la centrale di commutazione che in
una rete GSM prende
il nome di MSC (Mobile Switching
Centre).
Ad essa
è demandato il principale compito di leggere
una segnalazione CCSS7 sia di tipo connectionless
che
connection oriented
ed elaborarla per poi essere in
grado di instaurare la commutazione di circuito. Quindi
al suo interno troviamo una matrice di commutazione tristadio
TST e le unità di controllo che leggono, elaborano la
segnalazione ricevuta e
ne creano dell'altra. Queste unità di controllo sono dei
veri e propri computers
che sono
chiamati SP (Signalling
Point).
Supponiamo
ora che nella rete PLMN due utenti A
e B vogliano
comunicare tra loro e che entrambi siano mobili (figura 1).
L'utente A, dopo
avere acceso il suo telefonino, si registra sulla rete e compone il
numero
telefonico di B (MSISDN, ovvero Mobile Station ISDN Number)
richiedendo alla rete l'inizio di una procedura di call-setup.
Supponiamo ancora nel nostro esempio che l'utente B ha numero MSISDN
3584470888. Essendo B un utente mobile, l'analisi del numero composto
non
consente di determinare la posizione di B e quindi non è
possibile un diretto instradamento
come avviene nelle reti a telefonia fissa.
Inizia perciò una procedura fatta di scambi di dati di
segnalazione miranti alla localizzazione di B: tutta questa prima fase
è uno
scambio di segnalazione di tipo connectionless.
Connectionless
La
centrale
di commutazione MSC inizia ad analizzare il numero MSISDN composto da A:
il prefisso "358" identifica che l'utente B
è un abbonato di una certa PLMN, le prime due cifre dopo il
prefisso, cioè
"44", identificano un altro elemento della rete NSS: un database
chiamato HLR (Home Location Register). Anticipiamo
che anche questo processo di analisi
del numero rientra in una fase di lavoro
effettuata dagli elementi NSS e che prende nome di GTA (Global
Title
Analysis).
Ritorneremo sul concetto di GTA in seguito.
C'è
bisogno
ora di spendere due parole sul registro HLR per poter proseguire con il
nostro
esempio di commutazione utente A
à utente B. Di HLR, in una
PLMN, ne
esistono uno o più
(in base alla loro capienza rispetto
al numero totale di utenti abbonati); essi sono dei grandi database in
cui
troviamo memorizzati in modo permanente i dati di tutti gli utenti
abbonati
alla rete. Un utente di cui le prime due cifre del suo MSISDN sono
"44" è memorizzato in HLR-44 della rete. In HLR i dati degli
utenti
registrati si dividono in dati di tipo statico e dati di tipo dinamico (figura 2).
I dati statici sono il numero MSISDN e il codice IMSI (International
Mobile Station Identity),
entrambi memorizzati in
modo permanente sia nel
HLR che nella SIM (Subscriber
Identity
Module).
IMSI è il codice numerico che identifica in modo
univoco in tutto il mondo ogni utente GSM mentre il SIM è la
scheda elettronica
assegnata all'utente al momento dell'abbonamento ed inseribile in
qualsiasi
telefono cellulare. I dati di tipo dinamico, cioè
variabili sulla base della mobilità, sono costituiti
dall'indirizzo di un altro
database chiamato VLR (Visitor Location Register).
II
VLR è un database collegato direttamente ad ogni centrale
MSC (o integrato al
suo interno) in cui sono memorizzati in modo temporaneo (e non
permanente come
in HLR) i dati degli utenti registratisi in un'area da esso
servita. Ogni qualvolta un utente mobile accende
il suo
telefonino in un'area della rete sotto la competenza di un determinato
MSC/VLR
sarà registrato
come "visitatore" in quel determinato VLR.
Anche se l'utente si sposta da una zona ad un'altra
avverrà un "updating"
del suo cambiamento geografico:
sarà cancellato dal precedente VLR per essere registrato in
quello nuovo.
Inoltre tutti i VLR di
ogni MSC trasferiranno
periodicamente il loro contenuto agli HLR (location up-date
cosicché quest'ultimi
saranno sempre aggiornati su
dove si sono registrati i propri abbonati e quindi essere anche a
conoscenza
della localizzazione geografica. Sono questi i dati dinamici che si
troveranno
nei database degli HLR.
Torniamo
al
nostro esempio sospeso qualche riga sopra. La centrale MSC che serve l'utente
A, analizza le prime cinque cifre del numero
MSISDN di B (35844) e comprende che l'utente B da raggiungere
è registrato in
HLR-44. Deve quindi effettuare
una chiamata dati verso
esso che ha numero costituito proprio dalle prime cinque cifre (35844).
La
centrale MSC di
A effettua quindi
un'operazione
ibrida: con le prime cinque cifre scorporate dal MSISDN chiama HLR-44 e
poi gli
trasferisce le seconde cinque (70888). E' questo il
passo 1
di figura 3.
Il database HLR-44, analizzato il numero (70888), riconosce
l'abbonato e ne ricava il suo codice IMSI e il sistema VLR in cui
l'utente è
temporaneamente registrato (nel nostro esempio il
sistema
MSC/VLR con numero 3505555646).
Se l'utente B fosse
registrato nel VLR della centrale di A, la stessa procederà
alla commutazione
direttamente nella sua matrice. L'utente B potrebbe anche non essere
registrato
in nessun VLR della rete sia perché fuori copertura radio
sia perché non ha
acceso il suo telefonino. In quest'ultimo
caso all'utente
A
arriverà un messaggio vocale che lo avvertirà che
l'utente chiamato non è raggiungibile o registrato sulla
rete. Escludendo
questi casi, il processo di segnalazione prosegue. Il database HLR-44
prende
contatto col VLR-3505555646 e gli trasferisce il codice IMSI (passo 2)
e quest'ultimo
verifica se il codice IMSI
ricevuto è attualmente registrato. Nel caso
fosse attualmente
registrato restituirà al database
HLR-44 un numero telefonico detto MSRN (Mobile Station Roaming
Number).
E' questo il passo 3. A sua volta HLR-44
trasferirà il numero MSRN alla centrale MSC di
origine
(passo 4). Tutto lo scambio di segnalazione vista sino ad ora (passo 1
-
passo4) prende il nome di HLR enquire
(indagine dell’
HLR). Il numero MSRN
è un numero di telefono temporaneo
che ogni VLR assegna a tutti gli abbonati registratisi. Infatti,
come già detto il vero numero di telefono MSISDN
dell'abbonato chiamato non può
essere usato dalla rete per instradare direttamente la chiamata per via
della
mobilità degli utenti.
E' invece il numero MSRN (che l'utente chiamante
A non conoscerà e che la rete assegna a B) che consente il
vero instradamento
per realizzare la commutazione del circuito A
à B. In pratica il numero
MSRN è
un vero e proprio "directory-number"
simile a quelli usati nelle reti a
telefonia fissa. Si noti che un database HLR è in grado di
raggiungere
qualsiasi sistema MSC/VLR semplicemente con una chiamata dati,
poiché esso è
collegato direttamente a tutti i sistemi MSC/VLR. Invece, per la
commutazione
di circuito tra una centrale MSC e l'altra, la prima, da cui si origina
la
chiamata, deve conoscere il MSRN poiché può non
esistere un collegamento
diretto. Solo
ora termina tutta la parte di
segnalazione di tipo connectionless.
La commutazione
del circuito A
à B non è
ancora avvenuta ma ora la
centrale MSC di
origine, da cui è
partito il call-setup
di A, dispone del MSRN assegnato a B ed è in
grado di iniziare la procedura di instradamento
verso
il sistema MSC/VLR di B per la commutazione di circuito: inizia la
segnalazione
connection oriented
(passo 5) che è simile a quella
esistente in tutte le comuni reti telefoniche fisse che usano CCSS7.
Prima di
procedere ad una breve analisi delle fasi di segnalazione connectionless
e connection oriented
è bene specificare che per effettuare
questi scambi di segnalazioni (transazioni) è
necessario che ogni elemento NSS instauri una vera e propria chiamata
dati
verso l'altro elemento dopodiché, come già detto,
la segnalazione viaggerà in
commutazione di pacchetto rispettando i protocolli CCSS7 all'interno di
un
segnalatore. Come si è
notato in figura 2,
per esemplificazione,
gli indirizzi dei VLR sono
stati rappresentati con normali numeri
telefonici. Si tratta di numeri telefonici univoci in tutto il mondo e
riservati
all'identificazione di tutti gli elementi delle reti telefoniche
mondiali.
Così, anche in una PLMN, ogni centrale MSC, ogni database
VLR o HLR avrà il suo
numero telefonico riservato. Ognuno di questi numeri riservati
è standardizzato
con raccomandazione E.164
e prende nome di global
title
(etichetta globale).
La global
title
è analizzata nelle sue cifre per comprendere il
codice SPC (Signalling
Point
Code) dell'elemento da indirizzare e questa fase di
analisi
prende il nome di GTA (Global
Title
Analysis).
Diremo quindi che la global
title
di HLR-44 è
35844,
quella del sistema MSC/VLR di destinazione è 3505555646.
Tutti
gli
elementi di rete (HLR, MSC, VLR) sono da un punto di vista della
segnalazione dei
SP (punti di inizio e terminazione di segnalazione).
Le
unità di
controllo
SP lavorano con degli schemi software standardizzati dalla ISO
(International
Standards
Organization).
Pensandoci bene il più primitivo problema delle
reti informatiche, e quindi anche della moderna telefonia, è
l'interconnessione. Se
si devono connettere diverse
reti informatiche sparse in tutto il mondo, si deve anche garantire che
esse
parlino la stessa lingua. Verso la fine degli anni '70
la
ISO propose un modello di riferimento per le interconnessioni tra reti
indicata
con la sigla OSI/RM (Open Systems
Interconnection Reference
Model). I sistemi informatici che sono conformi a
questa normativa
prendono il nome di sistemi aperti.
In sostanza il modello OSI è uno strumento che assicura ad
un sistema aperto la
possibilità di scambiare informazioni con qualunque altro
sistema aperto, non
importa di quale costruttore né quale sia la sua funzione e
a prescindere dal
mezzo di trasmissione usato. A questa normativa devono principalmente
rispondere gli schemi funzionali dei software installati sui vari
sistemi. Nella figura
4
è illustrata l'architettura che i software di
comunicazione dei sistemi aperti devono rispettare: la "pila OSI". Oggi
una qualsiasi rete telefonica deve essere composta da
sistemi aperti per consentire la intelligibilità della sua
segnalazione anche
ad altre reti telefoniche di altri operatori e di altre nazioni. Se
ciò non avvenisse come potremmo noi telefonare in altri
paesi del mondo? Per questo motivo i protocolli CCSS7 vengono
"trasdotti"
secondo i sette livelli della
pila OSI.
Analizziamo
in maniera molto sintetica i protocolli usati nella connectionless
e nella connection oriented
del GSM.
La
segnalazione di tipo connectionless
non si preoccupa
della creazione del circuito ma serve per la gestione della
mobilità: essa si
sviluppa su messaggi a pacchetto di richiesta e risposta (di tipo
ping-pong)
per brevi intervalli di tempo. I suoi protocolli fanno capo a MAP
(Mobile Application
Part).
MAP dobbiamo
immaginarlo come un programma software di alto
livello
(applicazione) residente nei computers
SP di tutti
gli elementi NSS (HLR, VLR, MSC) che sa cosa fare per intraprendere
tutte le
fasi della segnalazione connectionless.
MAP sa che se
un utente vuole un call-setup
deve inoltrare
una richiesta ad un HLR al fine di ottenere un MSRN in risposta. MAP,
essendo
un applicativo, cioè
un software di alto livello, si
occupa di sviluppare l'azione concreta ma non si preoccupa di aprire,
mantenere
e chiudere una sessione oppure di impacchettare i suoi dati secondo un
determinato formato seriale di protocollo o di comandare l'hardware per
trasformare questi dati in un segnale elettrico adattabile agli
standard di un
canale fisico.
Possiamo paragonarlo alla
"mente", mentre le altre operazioni successive sono demandate ai suoi
sotto-livelli servitori: ovvero il "braccio".
Così,
TCAP (Transaction
Capabilities
Application
Part)
si preoccuperà
solo di aprire una connessione quando MAP vuole comunicare, mantenerla
e
chiuderla quando MAP ha smesso. Sotto TCAP c'è il software
SCCP (Signalling
Connection Control Part)
che si preoccupa di capire con chi MAP vuole comunicare, cerca quindi
la giusta
global
title
del
destinatario (fase di GTA) ed in corrispondenza di quella global
title
(fase di GTR, Global
Title
Results)
il relativo SPC (Signalling
Point
Code) e poi,
infine, gli aggiunge l'identificativo del proprio sistema (il proprio
SPC) per
farsi riconoscere. Nel caso di figura
3
durante il passo 1
il
software SCCP legge le prime due cifre dopo il prefisso ed avvia la GTA
per cercare
la global
title
che
identifica HLR-44.
Sotto
SCCP
c'è il software MTP (Message
Transfer Part)
che si preoccuperà di ciò per cui
ancora nessuno si è preoccupato: impacchettare i dati in un
formato ben
preciso, aggiungergli il mittente (OPC, Originating
Point
Code) e il destinatario (DPC, Destination
Point
Code), ricavare ed inserire un codice ciclico
ridondante (CRC, Cyclic
Redundancy
Code) da un prestabilito polinomio generatore per il controllo degli
errori, aggiungere
i flags
di delimitazione del pacchetto, aggiungere i
bit di stuffing
e trasformarlo infine in un segnale
elettrico adatto ad entrare in un TimeSlot
da 64Kbit/s
e che possa viaggiare su un determinato mezzo trasmissivo.
Questa pila di livelli di
elaborazione software per i
protocolli connectionless
è visibile in
figura 5.
E'
da tener
conto che il flowchart
di figura 5
è bidirezionale:
se la comunicazione è generata verso
l'esterno la sequenza è MAP-->MTP e se la
comunicazione è proveniente
dall'esterno è MTPàMAP
Connection
oriented
I
protocolli
utilizzati in connection oriented
fanno capo a
ISUP (ISDN User
Part)
e a TUP (Telephone
User
Part)
mentre rimane
invariato MTP. TUP e ISUP sono software applicativi di
alto
livello (come MAP lo è in connectionless)
anch'essi
residenti nei SP.
Però, a differenza della connectionless,
la connection oriented
investe solo le centrali di commutazione MSC della rete NSS e quindi
TUP e ISUP
li troveremo solo negli MSC. Essendo la connection oriented
la parte di segnalazione con il fine di commutare, mantenere e chiudere
i
circuiti fonici o dati, ISUP e TUP hanno proprio questa funzione. TUP
è adatto
per commutare, mantenere e chiudere un circuito nella rete telefonica
fissa
PSTN mentre ISUP nella rete telefonica fissa ISDN ma anche in quella
mobile
PLMN. A questo punto I’interrogativo
è: se ISUP
funziona bene per la commutazione di circuito su reti GSM
perché dover
implementare anche TUP che funziona solo su reti meno complesse come
PSTN ?
La risposta è che quella GSM è stata progettata
come una
rete interfacciabile a tutte le altre, altrimenti da un telefonino non potremmo
chiamare un utente su rete fissa PSTN. Per
consentire ciò, la rete GSM deve necessariamente conoscere
il metodo di
segnalazione connection oriented
usato nelle centrali
PSTN. In
figura 6
c'è la rappresentazione della pila
dei livelli usati nella connection-oriented.
ISUP è un
software più complesso di TUP poiché deve
supportare oltre alla commutazione,
mantenimento e rilascio del circuito fonico/dati anche i servizi
digitali
introdotti in ISDN. Esso funziona perfettamente anche per le
commutazioni di
circuito nelle reti GSM. Riprendendo l'esempio di commutazione del
circuito tra
gli utenti A
e B (figura 3),
terminata la connectionless,
il passo 5 prevede l'inizio della effettiva
commutazione di circuito: è qui che inizia la parte
spettante ad ISUP. ISUP
instrada la comunicazione verso la centrale MSC di B generandogli una
segnalazione in cui comunicherà lo IAM (Initial
Address
Message)
che costituisce
una serie di dati in cui ISUP colloca, tra le principali informazioni,
il
mittente (OPC, cioè
la centrale di A), il destinatario
(DPC, cioè la centrale di B), il CIC (Circuit
Identification
Code) ovvero il flusso 2Mbit/s prescelto ed
il TS assegnato alla chiamata. Il software ISUP della centrale di B
esamina lo
IAM e se trova l'utente B in copertura gli invia un segnale di ring
(squillo o
avviso di chiamata) dopodiché risponde con uno
ACM (Address
Complete Message)
informando la centrale di A che la commutazione di circuito AàB è
possibile e che il TimeSlot
richiesto è riservato
alla conversazione (figura 7
- passo 6). Nell'istante in cui B risponde alla
chiamata, l'ISUP della sua centrale disattiva il ring e comunica ad
ISUP della
centrale di
A uno ANM (Answer
Message,
una sorta di acknowledge-passo
7) che, a sua volta, fa partire la tariffazione
per A
ed attiva la commutazione di circuito. Viceversa se uno dei due utenti
interrompe
la conversazione il software ISUP della sua centrale
invia un REL (Release
Message)
all'altra centrale con cui chiede di rilasciare la risorsa finora
impegnata
(passo 8). Nella
figura 7
possiamo avere la visione
completa delle principali fasi di segnalazione sia in connectionless
che in connection oriented.
In figura
8
sono illustrati i formati dei pacchetti di dati MTP validi quindi sia
per la
segnalazione connectionless
che connection oriented.
Esistono tre tipi di pacchetti MTP: FISU (Fill-In
Signal
Unit),
LSSU (Link
Status Signal
Unit)
e MSU (Message
Signal
Unit).
FISU è un datagramma
trasmesso continuamente in entrambi i sensi su un link
di segnalazione (segnalatore) quando non sono presenti gli altri due
tipi di
pacchetti. Ha la funzione di trasportare informazioni di livello 2 OSI
e poiché
trasporta anche il suo CRC dà la possibilità agli
SP di testare continuamente
la qualità del segnalatore.
LSSU è il
pacchetto che identifica lo stato di malfunzionamento del segnalatore.
MSU è il
pacchetto che trasporta le vere informazioni di segnalazione.
Analizzando
un datagramma
generico di MTP, notiamo che il primo
elemento è il FLAG (bandiera), cioè
la bandierina di
delimitazione di inizio pacchetto, configurato sempre come serie di
otto bit
(01111110). Seguono BSN (Backward
Sequence
Number)
di sette bit che contiene
il numero progressivo dell'ultimo pacchetto MSU riconosciuto, BIB (Backward
Indicator
Bit) che è un
bit che avverte quando l'ultimo pacchetto MTP non è stato
riconosciuto e che è
necessaria una nuova trasmissione, FSN (Forward
Sequence
Number)
di sette bit che
contiene il numero progressivo generale di ogni pacchetto MSU
(riconosciuto e
non), FIB (Forward
Indicator
Bit) che è il bit che avverte il SP che il pacchetto MSU
ricevuto è stato
riconosciuto correttamente, LI (Length
Indicator)
che indica la lunghezza del pacchetto cosicché l'
SP riesce a riconoscere se si tratta di un FISU, LSSU o un MSU. In
SPARE ci
sono due bit non utilizzati e utilizzabili per scopi futuri. Il SIO (Service
Information
Octect)
è una serie di
otto bit in
cui i primi due identificano se la commutazione di circuito deve
avvenire in ambito
della propria PLMN o verso reti differenti o ancora in traffico
internazionale.
I seguenti due bit (bit 3 e bit 4) di SIO sono riservati per usi futuri
mentre
gli ultimi quattro bit identificano il tipo di pacchetto, cioè
se esso è proveniente o destinato ad ISUP, a TUP (connection
oriented)
o SCCP (connectionless).
Il
SIF (Signalling
Information
Field)
contiene i dati di
origine
(OPC) e di destinazione (DPC) dei Signalling
Point
(cioè i codici SPC scaturiti dalla GTA) in più
tutti
gli effettivi dati di segnalazione che saranno poi elaborati dai
software TUP,
ISUP e SCCP di destinazione. Infine il CRC che
può essere
un semplice
checksum
del totale dei dati del pacchetto o un
codice ridondante generato da un polinomio generatore binario
prestabilito (in
genere X16+X5+X1+1).
LE
NUOVE RETI: SUPER-MSC e
SUPER-DATABASE
Per
la descrizione
delle attuali reti mobili implementate dai gestori è
necessario introdurre
qualche nuovo concetto relativamente
all'uso di alcune
macchine all'interno dell'architettura della rete. Come
accennato in una qualsiasi rete PLMN ogni centrale MSC deve essere
collegata a
tutti gli HLR esistenti per poter rintracciare un qualsiasi utente
abbonato
della propria rete. Con il
crescere degli utenti
i
collegamenti diventano molti ed anche i costi di affitto/posa cavi
fortemente
oberanti. L'evoluzione delle reti GSM ha previsto una semplificazione
unita a
dei vantaggi grazie all'introduzione di nuovi apparati: i super-MSC
e i super-database. Una centrale superMSC
altro non
è che una normale
centrale MSC ma più potente ed
interfacciabile sia con flussi PCM 2Mbit/s che con flussi SDH di tipo
STM1 a
155Mbit/s. Ciascuna zona in cui è suddivisa una rete
può disporre
di due super-MSC
collegati tra loro con
collegamenti di "backbone"
(spina dorsale).
Ogni
centrale MSC in una qualsiasi zona è collegata
direttamente con uno, due o più super-MSC.
La figura 9
cerca di spiegare, a titolo esemplificativo, il collegamento
di "backbone"
tra diverse probabili zone ed
i collegamenti tra MSC e super-MSC
in una
determinata area. Così facendo tutte le centrali MSC non
devono essere cablate
tra loro. E' fatta eccezione per le centrali co-locate
e/o adiacenti cosicché non andranno ad oberare i super-MSC
(figura
10).
In caso della presenza di più di
una
centrale super-MSC
in un'area, il collegamento di
ciascuna centrale MSC con i super-MSC
può essere in
"load
sharing"
(carico
condiviso) o secondo priorità stabilite. Ciò
significa che sulla commutazione
di determinati circuiti possono essere scelte
delle priorità
verso l'uno o l'altro super-MSC
ma nel caso i
circuiti avessero la stessa priorità, sarà la
centrale a scegliere a quale dei super-MSC
instradare la chiamata con una probabilità
condivisa (ad esempio 50% in caso di due super-MSC).
Inoltre in caso di trabocco di un super-MSC
lo
smaltimento sarà caricato esclusivamente
sull'altro.
Ad ogni super-MSC
è collegato il super-database. Esso
è un grande
database che contiene tutti gli utenti
abbonati dell'intera PLMN e per ognuno di essi un puntatore verso il
database
HLR in cui è registrato. Con il super-database si dispone
quindi di una banca
dati globale
sovrapposta ai database HLR distribuiti
sul territorio.
A
tal punto
viene da porsi un paio di
interrogativi: qual
è il
vantaggio dell'implementazione del super-MSC,
poiché
esso è una normale centrale MSC anche se più
potente ?
E
poi, qual è
il vantaggio del super-database, considerando che con esso
si dispone di una seconda banca dati sovrapposta alla prima?
La
risposta
alla prima domanda è che con i super-MSC
si sono
diminuiti i collegamenti tra le centrali e tutti gli HLR. Facciamo un
esempio
pratico e semplice supponendo di avere tre MSC da collegare a tre HLR.
I
collegamenti da effettuare
sono ben nove ma se
introduciamo un super-MSC
con collegamenti
"star" si riducono a sei (figura
11).
Il
secondo
vantaggio dell'implementazione dei super-MSC
è la
totale e semplice interfacciabilità
con i
super-database che, a loro volta, offrono un altro grande
vantaggio. Il vantaggio del super-database consiste nella
possibilità, concessa
agli abbonati della rete, di conservare il vecchio numero telefonico
(MSISDN) anche
quando è stata smarrita o si è deteriorarsi la
propria SIM.
Prima dell'implementazione del super-database, infatti, quando un
abbonato smarriva
la SIM, acquistandone una nuova si era costretti
molto
probabilmente a cambiare numero poiché era molto improbabile
averne una i cui
dati fossero registrati nello stesso HLR. Così,
inevitabilmente, cambiavano le
prime due cifre del numero (che, ricordiamo, identificano il database
HLR in
cui sono registrati i nostri dati). Col super-database è
possibile conservare
lo stesso MSISDN giacché, pur acquistando una nuova SIM con
numero telefonico
differente, esso può puntare comunque
al vecchio HLR
in corrispondenza del nuovo numero. E' questo il vantaggio sostanziale
di disporre
di due database sovrapposti.
E' chiaro che tutti i
sistemi super-database distribuiti sul territorio nazionale (se ne
possono
implementare diversi come per i super-MSC)
contengono
una copia identica di tutti gli abbonati PLMN (abbonamenti, pre-pagate
e SIM di servizio) e per questo
essi sono tutti
sincronizzati per il "mirror".
In figura
12
troviamo la nuova sequenza logica dei passi di segnalazione con
l'implementazione di super-MSC
e super-database.
Aumentano i passi di segnalazione. Nel passo 1 la centrale di
A instrada la segnalazione
sempre verso il super-MSC
comunicando il numero MSISDN di B. Il super-MSC
gira
il numero MSISDN al super-database (passo 2) il quale analizza in quale
HLR
l'utente B è registrato (con eventuale puntamento al vecchio
numero) e
restituisce l'indirizzo di HLR di B al super-MSC
(passo 3). Il super-MSC
chiama il database HLR
comunicatogli dal super-database e gli propone il MSISDN di B (passo
4). HLR
risponde al super-MSC
dandogli l'eventuale indirizzo
VLR che serve B (passo 5) ed il super-MSC
lo rigira
(insieme al codice IMSI) alla centrale MSC di
destinazione (passo 6) per ottenere in cambio il MSRN (passo 7). Il super-MSC rigira il MSRN alla centrale MSC di origine (passo 8). Ottenuto il MSRN la centrale di A è in grado ora di instradare tramite questo numero la chiamata in ISUP (passo 9) come già conosciamo. Il passo 9 e i successivi, per realizzare la commutazione del circuito, possono avvenire direttamente tra i due MSC se sono collegati direttamente (in caso di adiacenti e/o co-locati) altrimenti sempre via super-MSC. Oltre alle normali centrali MSC e super-MSC in una rete GSM troviamo anche MSC definiti di transito (TSC, Transit Switching Centre o Trunk Switching Centre). Si tratta di centrali MSC usate originariamente solo per il traffico proveniente dalle altre centrali MSC e destinato ad altre reti di altri operatori GSM o di telefonia fissa. Di conseguenza le transito, che per questo motivo vengono anche dette GMSC (Gateway MSC) non hanno collegamenti verso i BSC (le centrali che controllano le stazioni radio base o BTS).