2.2 – Interfaces
Como já foi comentado anteriormente, o principal foco do sistema GSM foi o de permitir que o maior número possível de usuários pudessem ser integrados. As interfaces e protocolos dele devem ser, portanto, padronizados e flexíveis, de forma a poder incorporar elementos de diferentes fabricantes.
Uma interface precisa prover os aspectos físicos dos meios de transmissão, o interfuncionamento e a implementação dos serviços e aplicações móveis entre os elementos da rede GSM. Abaixo segue uma visão genérica das principais interfaces do GSM.
Interface aérea (Um) : Interliga a MS e a BTS. É responsável por disponibilizar os canais físicos e lógicos aos assinantes móveis, para viabilizar o processamento de chamadas.
Interface Abis : Conecta a BTS ao BSC. Permite controlar os equipamentos e a alocação de recursos na BTS.
Interface A : Conecta a BSC e a MSC. Transporta os seguintes dados:
- Gerenciamento do BSS;
- Tratamento de chamadas;
- Alocação de circuitos terrestres (canais de voz entre os elementos conectados);
- Gerenciamento de mobilidade.
Interface B : Conecta MSC e VLR. Gerencia a base de dados dos assinantes que estão usando a área controlada pelo MSC associado ao VLR. É responsável pela localização dentro da área da MSC, por atualizar o registro quando a MS visita outra área e por atualizar dados sobre os serviços suplementares (como ativação ou desativação de chamada em espera, número escolhido para transferência temporária de chamadas, etc.)
Interface C : Conecta MSC e HLR. É usado quando a MSC precisa de informações necessárias ao roteamento de chamadas ou ao envio de mensagens curtas (SMS).
Interface D : Conecta HLR e VLR. É usada na troca de dados sobre a localização da MS. Provê a capacidade de um assinante realizar chamadas dentro de uma determinada área de serviço.
Interface E : Interliga duas MSCs. Quando uma MS move-se da área de uma MSC para outra de outra MSC, durante uma chamada, um processo chamado handover permite que chamada não seja interrompida. A interface E executa esse procedimento.
Interface F : Conecta MSC e EIR. Verifica se a MS está ou não habilitada para usar os serviços da rede GSM, através do estado do IMEI da MS (guardado no EIR).
Interface G : Interliga duas VLRs. É usado quando uma MS move-se de um VLR para outro, recuperando o IMEI e os parâmetros de autenticação guardados no VLR de origem.
Interface R : Conecta a MS ao equipamento terminal de dados (Data Terminal Equipment – DTE), usada para conectar o computador pessoal à MS, com o objetivo de transmitir dados por pacotes. Assim pode-se integrar o sistema GSM a uma comunicação que use o protocolo TCP/IP, da Internet, por exemplo.
2.2.1 – Interface Aérea (Um)
A interface aérea, também conhecida como interface Um, é responsável por conectar a estação móvel (MS) e a estação transceptora base (BTS). Utiliza as ondas portadoras de radiofreqüência para levar informação.
Uma única portadora de radiofreqüência possui 200 kHz de largura de banda e pode suportar até 8 estações móveis. Esse acesso de 8 estações ao mesmo tempo é implementado pela técnica de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), na qual a portadora divide seu tempo em 8 intervalos, chamados Intervalo de Tempo de Canal (ITC), e disponibiliza um para cada móvel. Os ITCs são identificados de 0 a 7, e cada conjunto de 8 ITCs corresponde a um quadro TDMA.
A informação levada pelo ITC é chamada rajada de dados (burst). O Burst representa o tipo de informação que está sendo transportada.
O sincronismo é um fator crítico para a comunicação. Para isso, as informações devem ser transmitidas no momento exato. Esse momento exato é implementado com um atraso no início do quadro TDMA. A BTS atrasa em 3 ITCs o envio do seu quadro TDMA, de forma que o enlace direto e o reverso tem 3 ITCs de diferença.
Já a MS tem um problema maior a resolver. Como se desloca, o atraso devido à distância varia. Dessa forma, o atraso que a MS deve empregar entre o enlace direto e o reverso depende de sua distância. A rede GSM conhece a localização do móvel, e resolve o problema informando constantemente à MS como ajustar seu atraso a fim de sincronizar a comunicação.
2.2.1.1 – Canais de tráfego (Trafic CHannel– TCH)
Os canais de tráfego transportam voz e dados no modo de comutação de circuitos. São implementados na interface aérea através de multiquadros, um conjunto de 26 quadros TDMA. Cada quadro possui 8 ITCs, cada ITC possui 577 µs, em um multiquadro há 26 quadros. Pode-se calcular a duração de um multiquadro de tráfego : 26 quadros x 8 ITCs x 577 µs por ITC = 120 ms.
A figura a seguir mostra os diferentes tipos de canais de tráfego.
Canais usados para o transporte de voz:
- Canal de voz com taxa plena (Full Rate Speech Chanel – TCH/FS) : taxa de 13 kbits/s;
- Canal de voz com taxa plena melhorada (Enhanced Full Rate Speech Channel – TCH/EFS) : taxa de 12,2 kbits/s;
- Canal de voz com meia taxa (Half Rate Speech Channel – TCH/HS) : taxa de 5,6 kbits/s.
Canais usados para o transporte de dados no modo de comutação de circuitos :
- Canal de dados com taxa plena (Data Channel Full Rate – TCH/F9.6) : taxa de 9,6 kbits/s;
- Canal de dados com taxa plena (TCH-F4.8) : taxa de 4.8 kbits/s;
- Canal de dados com taxa plena (TCH/F2.4) : taxa de até 2,4 kbits/s;
- Canal de dados com meia taxa (Data Channel Half Rate – TCH/H4.8) : taxa de 4,8 kbits/s;
- Canal de dados com meia taxa (TCH/H2.4) : taxa de 2,4 kbits/s.
A arquitetura GPRS, implantada na geração 2.5G provê tráfego de dados por pacotes. Foram disponibilizados, para tanto, canais de transporte de dados no modo de comutação de pacotes, que serão estudados na sessão GPRS.
2.2.1.2 – Canais de controle (Control CHannel – CCH)
Os canais de controle transportam informações de sinalização e controle entre a MS e a BTS. Tal como os canais de tráfego, são organizados em multiquadros, mas com 51 quadros TDMA. Da mesma forma que para os canais de tráfego, pode-se calcular a duração de um multiquadro de controle : 51 quadros x 8 ITCs x 577 µs por ITC = 235,4 ms.
Os canais de controle são divididos em três gupos : canal de controle dedicado, canal de controle comum e canal de controle por difusão.
Grupo canal de controle dedicado (Dedicated Control CHannel – DCCH): Formado por canais associados a uma única MS, é responsável por validar a MS e estabelecer as chamadas. Os canais que o compõem são :
- Canal de controle dedicado independente (Stand-alone Dedicated Control CHannel – SDCCH) : transfere dados de/para uma única MS durante o estabelecimento da chamada e a validação do móvel;
- Canal de controle associado (Associated Control CHannel – ACCH) : É dividido em dois canais, o Slow ACCH (SACCH) e o Fast ACCH (FACCH). O primeiro transporta informações de medidas do enlace e controle de potência, enquanto o segundo é usado para mensagens de eventos, como informações sobre handover e autenticação, por exemplo. Esses canais “roubam” um intervalo do canal TCH e inserem suas informações. Trabalham nos enlaces direto e reverso.
Grupo canal de controle comum (Common Control CHannel – CCCH) : Formado por canaisa que trabalham nos enlaces direto e reverso no estabelecimento de chamadas. Os canais que o compõem são :
- Canal de busca (Paging CHannel – PCH): usado pela BTS para procurar uma determinada MS.
- Canal de acesso aleatório (Random Acces CHannel – RACH) : usado pela MS para acessar a rede, o que pode acontecer a qualquer instante, originando uma chamada ou respondendo a um processo de busca;
- Canal de acesso permitido (Access Granted CHannel – AGCH) : Quando a MS envia um pedido de acesso (pelo canal RACH), a BTS usa esse canal para associar os canais de controle dedicado (SDCCH ou SACCH) necessários;
- Canal de notificação (Notification Channel – NCH) : Usado quando a BTS envia uma mensagem de notificação para um grupo de MSs ou em chamadas de voz por difusão.
Grupo canal de controle por difusão (Broadcast Control CHannel – BCCH) : Formado por canais que operam apenas no enlace direto, ou seja, servem para difundir mensagens sobre a rede para as MSs. Os canais que o sompõem são :
- Canal de controle por difusão (Broadcast Control CHannel – BCCH) : leva informações como identidade da célula, lista de células vizinhas, LAI, lista de freqüências usadas pela célula e indicador de controle de potência;
- Canal de difusão para as células (Cell Broadcast CHannel – CBCH) : Usa o serviço de mensagens curtas (Short Message Services – SMS) para enviar a todas as MSs na área de cobertura de uma BTS informações como resultados de jogos, condições do trânsito, etc;
- Canal de sincronismo (Synchronizing CHannel – SCH) : leva dados necessários ao sincronismo da comunicação, como o número do quadro TDMA e o código da BTS;
- Canal de correção de freqüência (Frequency Correction CHannel – FCCH) : Usado pela MS para sintonizar-se na portadora de RF.
2.2.1.2.1 – Tipos de multiquadro de controle
Como já mencionado, multiquadros são conjuntos de quadros. A organização dos quadros em um multiquadro implementa a ordem das mensagens de controle, sendo assim a espinha dorsal da interface, em relação ao controle.
Existem dois tipos de multiquadros de controle : um para os canais de controle dedicado (DCCH/8), e outro para canais de controle comum e por difusão (BCCH/CCCH).
Multiquadro BCCH/CCCH
Uma portadora de RF, como já visto, suporta 8 usuários, que se dividem nos 8 intervalos (slots) de um quadro TDMA. No slot 0 de cada quadro, na verdade, é empregado o multiquadro BCCH/CCCH.
Sua estrutura está descrita abaixo. O enlace direto é dividido em ciclos, enquanto o reverso é exclusivamente destinado ao canal RACH, que provê o pedido de acesso da MS à BTS, em qualquer instante.
Multiquadro DCCH/8
Esse multiquadro comporta 8 canais dedicados cada um a um usuário. Cada canal SDCCH (D0, D1, ...) está associado a um SACCH (A0, A1, ...). A diferença entre os enlaces é feita para permitir que a MS receba a mensagem e produza a resposta.
2.2.1.2 – Protocolos da interface aérea
Os protocolos da interface aérea são divididos em três camadas, obedecendo ao modelo de referência OSI.
2.2.1.2.1 – Camada 3 (camada de rede)
A camada de protocolos nível 3 implementa as seguintes funções :
- Gerenciamento da radiofreqüência;
- Gerenciamento da mobilidade;
- Gerenciamento das conexões;
- Comutação dos circuitos entre a rede GSM e as demais redes;
- Controle dos serviços suplementares;
- Controle dos serviços de localização.
Três subcamadas compõem essa camada : gerenciamento dos recursos de rádio ; gerenciamento da mobilidade e gerenciamento de conexões.
Gerenciamento de recursos de rádio (Radio Resource Management – RR) :
- Aloca e libera o canal de RF;
- Habilita a criptografia;
- Controla potência;
- Realiza handover de uma célula para outra.
Gerenciamento de mobilidade (Mobility Management – MM) :
- Registra a MS;
- Verifica o usuário e a identidade do equipamento;
- Verifica quais serviços estão associados ao usuário;
- Autentica o usuário;
- Realoca a identidade temporária do assinante (TMSI).
Gerenciamento de conexões (Connection Management – CM) - formado por três entidades :
- Controle de chamadas (Call Center – CC) : Estabelece, mantém e desconecta a chamada, além de controlar os serviços suplementares.
- Serviços suplementares (Supplementary Services – SS) : Provê os serviços suplementares, como transferência de chamadas, chamada em espera, etc.
- Serviço de mensagens curtas (Short Message Service – SMS) : Controla o serviço de SMS.
2.2.1.2.1.1 – Estrutura das mensagens da camada 3
A estrutura das mensagens é definida pela Especificação GSM 04.08.
- Campo discriminador de protocolo (Protocol Discrminator – PD) : identifica o protocolo que a mensagem da camada 3 está transportando.
- Campo identificador de transação (Transaction Identifier – TI) : usado para determinar múltiplas conexões ou transações que ocorrem ao mesmo tempo. Define se a mensagem é de gerenciamento de rádio (RR), ou de mobilidade, seja sem a tecnologia GPRS (MM) ou para o serviço GPRS.
- Campo tipo de mensagem (Message Type) : identifica o tipo da mensagem, RR, MM ou CM, como estudado anteriormente.
- Campo outros elementos de informação (other Information Elementes – IE) : pode indicar o tipo de elemento de informação, o comprimento e um valor, se necessário. Abaixo estão descritos os tipos de elemento de informação.
2.2.1.2.2 – Camada 2 (camada de enlace)
O protocolo da camada 2 da interface aérea usa procedimentos de acesso ao enlace do canal D modificado (Link Access Procedures on Dm-channel – LAPDm) para prover sinalização entre entidades da camada 3. Todos os canais de controle utilizam o LPDm, exceto o canal RACH.
Esse protocolo é totalmente baseado no protocolo LAPD, da Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI), incluído na interface Abis. O LAPDm tem como principais funções :
- Prover conexões de enlace no canal Dm. Essas conexões são identificadas pelo identificador de conexão do enlace de dados (Data Link Connection Identifier – DLCI);
- Organizar as informações vindas da camada 3 nos quadros;
- Reconhecer e transmitir os quadros, controlando a seqüência;
- Detectar os erros operacionais no enlace de dados.
2.2.1.2.2.1 – identificador de conexão do enlace de dados (DLCI)
O DLCI é formado pelo identificador do ponto de acesso ao serviço (Service Access Point Identifier – SAPI) e pelo tipo de canal de controle.
O SAPI é transportado no campo de endereço de cada quadro, e é definido na camada 3. A camada 1 indica o tipo de canal em que a mensagem foi recebida. Combinando essas duas informações, a camada 2 define a qual a camada de enlace de dados deve ser entregue a mensagem.
O SAPI pode assumir apenas dois valores : 0 ou 3.
SAPI=0 :
- Controle de chamada (CC);
- Gerenciamento de mobilidade (MM);
- Serviços suplementares (SS);
- Gerenciamento de recursos de rádio (RR).
SAPI=3
- Serviço de mensagens curtas (SMS)
2.2.1.2.3 – Camada 1 (camada física)
Representa o enlace físico entre MS e BTS, responsável por estabelecer, liberar e controlar as conexões. As principais funções são :
- Controle de potência;
- Definição dos canais físicos dedicados, ou seja, exclusivos;
- Monitoramento da qualidade do sinal durante as chamadas;
- Sintonização das freqüências;
- Sincronização dos quadros TDMA;
- Frequency hopping, processo no qual a freqüência é reajustada para outro valor;
- Criptografia;
- Associação entre canais lógicos e físicos;
- Codificação para detecção e correção de erros;
- Modulação.
A figura abaixo mostra a representação esquemática em blocos da camada 1.
Note que durante a transmissão pela interface aérea é muito exposta. Perder bits no processo de transmissão seria então algo muito comum, e isso inviabilizaria o sistema GSM. No entanto, alguns processos foram criados de forma a detectar e corrigir essas perdas. Dois processos são os maiores responsáveis pela robustez da interface aérea GSM : a codificação convolucional e o interleaving.
A codificação convolucional é um método que duplica o número de bits, a fim de se evitar a perda de bits simples.
O interleaving é um processo semelhante à transposição de mensagens, em criptografia. Com uma mensagem sem interleaving, ao se perder uma faixa de dados (processo chamado desvanecimento ou fading), fica difícil remontar a mensagem, pois a faixa de bits seria consecutiva. Com o interlaving a mensagem só é enviada após a transposição. Assim, se acontecer o desvanecimento, quando o processo inverso à transposição for executado, os bits perdidos não serão consecutivos, facilitando a correção da mensagem. A figura abaixo ilustra o interleaving.
Existe ainda outra técnica que aumenta a eficiência do interleaving e da codificação : o salto em freqüência (Frequency Hopping - FH). O FH consiste na mudança da freqüência usada. A MS transmite o ITC em um quadro TDMA, numa freqüência fixa, e no próximo quadro, envia o ITC em outra freqüência. A variação da freqüência segue um algoritmo. O salto em freqüência ocorre, então, no intervalo de tempo entre um ITC e outro.
2.2.1.2.1.3.1 – Modulação GMSK
A modulação GMSK, a mais usada no sistema GSM, é derivada da modulação MSK. A MSK consiste basicamente em variar a fase do sinal de acordo com o próximo bit da seqüência : se for 1, varia +90º, se for 0, varia -90º.
A figura abaixo mostra a seqüência 111010000 transmitida na modulação MSK.
A GMSK suaviza o sinal MSK através de um filtro de pré-modulação gaussiano. Cada bit implica na variação da freqüência do sinal, em +67,708 kHz (bit=1) ou -67,708 kHz (bit=0). A sequência 1110000 após a modulação GMSK está mostrada na figura abaixo, no diagrama I/Q.
2.2.2 – Interface Abis
A interface Abis é responsável por interconectar BTS e BSC. Deve possibilitar o uso de BTSs e BSCs de diferentes fabricantes, lembrando que cada BSC controla várias BTSs. É definida como um enlace digital terrestre de 2,048 Mbits/s, com as seguintes características padronizados :
- Parâmetros físicos e elétricos;
- Estruturas dos canais;
- Processos de transferência de sinalização, configuração e controle;
- Informações sobre operação e manutenção.
É importante saber que a TS é formada por dois componentes físicos, o TRX (Transceiver) e BCF (Base Control Function, função de controle da BTS). O primeiro consiste em um quadro TDMA de uma portadora de RF, enquanto o segundo controla funções internas da BTS como os saltos em freqüência, a alocação de canais físico e lógico, etc.
A interface Abis pode suportar três configurações internas das BTS distintas, conforme figura abaixo :
- Um TRX;
- Um conjunto de TRX, todas servidas pela mesma conexão;
- Um conjunto de TRX, cada TRX com sua própria conexão física.
A interface Abis é formada por um canal de tráfego (8, 16 ou 64 kbits/s), para transportar voz ou dados em um canal de RF, e um canal de sinalização (16, 32 ou 64 kbits/s), para transportar a sinalização entre BSC-MS e BSC-BTS.
2.2.2.1 – Canais lógicos do enlace de sinalização
Os enlaces de sinalização transportam informação entre BTS e BSC, de/para os componentes TRX e BCF (ver figura anterior). O endereçamento desses componentes é feito pelo identificador de terminal (Terminal Endpoint Identifier – TEI), para separar informações entre TRXe BCF, como mostrado na figura abaixo.
- Enlace de sinalização de RF (Radio Signaling Link – RSL) : suporta os procedimentos de gerenciamento de tráfego, entre a MS e a rede. É único por TRX;
- Enlace de operação e manutenção (Operations and Maintence Link – OML) : suporta o gerenciamento de rede, sendo único por TRX e BCF;
- Enlace de gerenciamento da camada 2 (Layer 2 Management Link – L2ML) : usado para o gerenciamento da camada 2, também único por TRX e BCF.
2.2.2.2 – Modelo de sinalização
Formado por três camadas, referentes ao modelo OSI :
- Camada 3 : gera as mensagens de sinalização;
- Camada 2 - LAPD : garante as informações transmitidas, detectando e corrigindo erros, executando o alinhamento do enlace, etc;
- Camada 1 : prove um meio de transmissão entre BSC e BTS.
A figura abaixo mostra o modelo de sinalização. Algumas mensagens passam da MS para a BSC sem que a BTS realize algum tipo de processamento. Essas mensagens, como CM e MM, são ditas transparentes. Um flag de transparência indica se a mensagem é ou não transparente (T-flag). A figura abaixo mostra esquematicamente o modelo de sinalização da camada 3 da interface Abis.
2.2.2.3 – Camada 3 (camada de rede)
Os procedimentos da camada 3 geram as mensagens de sinalização entre BSC e BTS. São eles :
- Procedimentos de gerenciamento de tráfego : geram mensagens de sinalização sobre o tráfego de dados ou voz. Essas mensagens podem ser transparentes (no caso da BTS não alterar o campo da mensagem enviado pela MS) ou não transparente (campo formado entre a BTS e a BSC, resultado de alguma operação na BTS de uma informação vinda da MS);
- Procedimentos de gerenciamento de rede : geram mensagens para gerenciar a rede;
- Procedimentos de gerenciamento da camada 2 : geram mensagens para gerenciar a camada de enlace de dados (LAPD);
- Distribuição do canal no enlace de sinalização : distribui as mensagens para o canal físico correto, de acordo com o identificador de enlace.
2.2.2.3.1 – Formato da mensagem na camada 3
O quadro da interface Abis é formado pelos seguintes campos :
- Discriminador de mensagem : indica a transparência ou não da mensagem, bem como o seu tipo. Define se a mensagem é de gerenciamento de recursos de rádio, de canais dedicados, de canal comum ou de TRX.
- Tipo de mensagem : indica a função da mensagem enviada. A tabela abaixo mostra os tipos de mensagem;
- Elementos de Informação (Information Elements – IE) : informa outros parâmetros quando necessário, sendo assim de comprimento variável. Um campo chamado Identificador de Elemento de Informação (IEI), que vem no início do campo IE, indica que tipo de elemento de informação está sendo passado.
2.2.2.4 – Camada 2 (LAPD)
A camada 2 da interface Abis deve garantir a integridade das informações de sinalização transmitidas pelo canal D. Utiliza o protocolo LAPD, formado por procedimentos de camada de enlace de dados, que se baseiam no protocolo de enlace de dados de alto nível (High level Data Link Control – HDLC) padronizado pela norma ISO3309.
Os procedimentos adotados pela camada 2 são :
- Sinalização, inclusive as relativas ao serviço SMS;
- Operação e manutenção;
- Gerenciamento da camada 2.
Suas principais funções são :
- Supervisionar enlaces ininterruptamente, mesmo sem tráfego de mensagens;
- Prover enlaces dedicados;
- prover enlaces transparentes;
- Manter o enlace ativo quando não há mensagens de sinalização, incluindo informações de preenchimento;
- Controlar a seqüência de mensagens;
- Controlar erros, inclusive os não recuperáveis por retransmissão da mensagem.
2.2.2.4.1 – Formato da mensagem da camada 2
A estrutura da mensagem da camada está representada abaixo.
- Flag : sempre fixo em 01111110, é usado para delinear as mensagens;
- Campo de endereço (address field) : indica o receptor de um quadro de comando, e o transmissor da resposta;
- Campo de controle (control field) : indica o tipo de quadro transmitido, podendo ser quadro de informação, quadro de supervisão ou quadro não numerado. O primeiro transmite informações de forma seqüenciada, através de números de seqüência em cada mensagem; o segundo controla a transmissão do primeiro tipo, levando o número desequencia dos quadros de resposta; o terceiro prove outras funções adicionais aos enlaces, que não necessitem de uma seqüência.
- Campo de informação (information) : transporta a mensagem de sinalização gerada pela camada 3.
- Seqüência de verificação de quadro (Frame Check Sequence – FCS) : verifica os campos de endereço, de controle e de informação, a fim de detectar e corrigir erros.
2.2.2.5 – Camada 1
A camada 1 da interface Abis usa o enlace digital modulado por PCM (Pulse Code Modulation) à 2.048 kbits/s, com uma estrutura de quadros de 32 canais. O intervalo de tempo de cada canal (ITC) é de 64 kbits/s, como mostra a figura.
2.2.3 – Interface A
A interface A conecta a BSC à MSC. Deve permitir a integração de BSCs e MSCs de diferentes fabricantes, sendo uma MSC ligada a várias BSCs. É implementada em um enlace PCM de 2.048 kbits/s.
A camada 3 oferece procedimentos adicionais para controlar recursos de RF, que utilizam o nível 4 da Sinalização por Canal Comum Número 7 (SCC#7, ver tópico “Protocolos GSM”). É usado, nesse nível, o subsistema de controle de conexão de sinalização (Signaling Connection Control Part – SCCP) para transportar mensagens.
A camada 2 é baseada nos níveis 2 e 3 da SCC#7 (ver “protocolos GSM”), usando o subsistema de transferência de mensagens (Message Transfer Part - MTP).
A camada 1 tem a mesma padronização do nível 1 do MTP.
As funções da interface A são:
- Gerenciar o circuitos;
- Gerenciar o BSS, alocando, liberando e controlando os canais de RF;
- Gerenciar a mobilidade, localizando o assinante, executando o handover, etc;
- Controlar as chamadas;
- Oferecer os serviços suplementares, como chamada em espera, transferência de chamadas, etc.
O modelo de sinalização da interface A está representado abaixo.
O subsistema de aplicação do sistema de estação base (Base Station System Application Part – BSSAP) é uma aplicação do SCCP usado para transferir mensagens da camada 3 relacionadas a transação de dados. É dividido em duas aplicações, o subsistema de gerenciamento de aplicações do BSS (BSS Management Application Part – BSSMAP) e subsistema de transferência direta de aplicações (Direct Transfer Application Part - DTAP).
O BSSAP realiza os seguintes procedimentos :
- Mensagem inicial da MS;
- Atualização da classe de potência;
- Busca da MS;
- Desconexão;
- Controle de fluxo;
- Indicação de recursos;
- Indicação, alocação e execução do handover;
- Controle do modo de criptografia;
- Bloqueio de circuitos;
- Alocação de canais.
A aplicação DTAP transfere mensagens direto da MSC para a MS. A BSS, portanto, não interpreta essas mensagens (são ditas transparentes). São mensagens de controle de chamadas (CC) e gerenciamento de mobilidade (MM).
A aplicação BSSMAP transfere mensagens da MSC para a BSS que precisam de interpretação da SS.
2.2.3.1 –Camada 3
O formato das mensagens depende da aplicação que processa a informação, como mostrado na figura abaixo.
2.2.3.1.1 – Formato das mensagens BSSMAP
A figura abaixo mostra o formato dessa mensagem .
- Campo de discriminação (discrimination) : Um octeto de valor 0, indicando que as mensagens não são transparentes;
- Campo indicador de comprimento (LI) : Indica o tamanho do campo elemento de informação (IE), medido em octetos;
- Campo elemento de informação (Information Elements – IE) : formado por dois campos, onde o primeiro indica o tipo de mensagem (Message Type), e o segundo é a própria mensagem (Message Contents).
2.2.3.1.2 – Formato das mensagens DTAP
Os campos das mensagens DTAP são :
- Campo de discriminação (discrimination) : Um octeto de valor 1, indica que a mensagem é transparente;
- Campo identificador de conexão do enlace de dados (Data Link Connection Identifier – DLCI) : um octeto que indica o tipo de conexão de enlace de dados a ser usado na interface de RF.
- Campo indicador de comprimento (Lenght Indicator – LI) : Um octeto que indica o comprimento do campo elemento de informação (Information Element), medido em octetos;
- L3 Message : mensagens de sinalização CM, MM ou SMS (ver “Protocolos da interface aérea”)
2.2.3.1.2 – Formato das mensagens SCCP
O SCCP provê conexão à aplicação BSSAP, orientada ou não à conexão.
No serviço orientado à conexão, em um primeiro momento a conexão é alocada, entre origem e destino (representado por “a” na figura), para que os dados possam ser transmitidos. Logo após a transmissão terminar, é feita a desconexão (“b”).
No serviço não orientado à conexão, o pacote leva o endereço completo do destino.
O formato das mensagens SCCP está descrito abaixo :
- Endereço do roteamento do subsistema MTP (MTP routing label) : carrega informações necessárias ao roteamento das mensagens pelo subsistema MTP. É formada pelos campos SIO e SIF, que contém informações sobre o serviço e sobre os locais de origem e destino, respectivamente;
- Parte fixa obrigatória (Mandatory fixed part) : é um campo obrigatório, relacionado a cada tipo de mensagem particular. Constituído por vários parâmetros, cada parâmetro tem um nome, representado por um octeto, e o conteúdo, de comprimento fixo;
- Parte variável obrigatória (Mandatory variable part) : análogo à parte fixa obrigatória, com a diferença que o conteúdo tem comprimento variável;
- Parte opcional (Optional part) : indica parâmetros para certos tipos de mensagens. Essa parte é opcional, pois nem todos os tipos de mensagem exigem-na. Consiste no nome do parâmetro opcional, o comprimento dele e o próprio conteúdo do parâmetro;
- Campo código do tipo de mensagem (Message type code) : um octeto que define a função e o formato década origem.
2.2.3.2 – Camada 2
Formada pelas camadas 2 e 3 do subsistema MTP.
A figura abaixo ilustra a interface A, destacando a camada 2.
Camada 2 da interface A.
As funções do MTP são divididas em :
- MTP nível 1 : enlace de dados de sinalização;
- MTP nível 2 : enlace de sinalização;
- MTP nível 3 : rede de sinalização.
Através do nível 3 do MTP, a interface A:
- Trata as mensagens de sinalização : para uma transferência de mensagens, endereçam a mensagem ao enlace de sinalização;
- Gerencia a rede de sinalização : tendo uma base de dados preestabelecidos e informações sobre o estado da rede, controla o caminho das mensagens e a configuração da rede. Caso haja mudança no estado da rede, também reconfigura o que for necessário.
Através do nível 2 do MTP, a interface A:
- Delimita as mensagens;
- Detecta e corrige erros;
- Executa o alinhamento inicial das mensagens;
- Supervisiona erros no enlace de sinalização;
- Controla o estado do enlace;
- Controla o fluxo de informação.
2.2.3.3 – Camada 1
É formada pelo nível 1 do MTP que define as características físicas e funcionais do enlace de dados de sinalização e o meio pelo qual pode-se acessá-lo.
A função do nível 1 do MTP é permitir o acesso ao enlace de dados de sinalização. É composto por canais de transmissão, que carregam informações, e blocos de comutação digital, que fazem a interface com o nível 2.