NSS

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Network Switching Subsystem
El NSS juega la parte central en cada red Mobile. Mientras la BSS proporciona el acceso de Radio para los
Mobile Station MS, varios elementos de la red sobre el NSS sumen responsabilidades para completar
arreglos de control y funciones de base de datos requeridas para fijar conexiones de llamadas utilizando una o
más de estas características:
Encriptación, autenticación y roaming.
Para satisfacer estas tareas, la NSS consiste de los siguientes subsistemas:
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6.
MSC (Mobile Switching Center);
HLR (Home Location Register)/
Authentication Center (AuC);
VLR (Visitor Location Register);
EIR (Equipment Identity Register).
Otros
Los subsistemas están interconectados directa o indirectamente vía la red mundial SS7. La topología de red
del NSS es más flexible que la estructura jerárquica de la BSS
Varias MSC pueden, por ejemplo utilizar una VLR común, el uso de un EIR es opcional, y el número requerido
de suscriptores determina el número requerido de HLR´s.
La figura siguiente proporciona una apreciación de las interfaces entre los diferentes elementos de red en el
NSS.
Nota La mayoría de interfaces son virtuales, es decir, están definidos como puntos de referencia para
señalización entre los elementos de red.
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1- Home Location Register and Authentication Center
Cada PLMN (Public Land Mobile Network) requiere acceso por lo menos a una HLR como almacén
permanente de datos. Figura 1
Únicamente la SIM y el HLR conocen el valor de Ki
La HLR puede ser vista como una gran base de datos que proporciona tiempos de accesos cortos, tantos
accesos como sean posibles. Cuanto más rápida es la respuesta de la base de datos, más rápidamente la
llamada puede ser conectada.
Tal base de datos es capaz de manejar literalmente cientos de miles de suscriptores.
Dentro de la HLR los parámetros específicos del suscriptor son mantenidos, tal como el parámetro Ki, el cual
es parte de la seguridad y nunca es transmitido en cualquier interfaz y se conoce únicamente en el HLR y la
tarjeta SIM, tal como se muestra en la figura 1.
Cada suscriptor es asignado a una HLR especifica, la cual actúa como un punto de referencia y donde la
información sobre la localización actual del usuario es almacenada.
Para reducir la carga en el HLR, la VLR fue introducida para soportar y apoyar el manejo de las peticiones de
los suscriptores relacionados (localización y características de aprobación)
Debido a la función central del HLR y la sensibilidad de los datos almacenados en ella, es esencial que se
prevengan interrupciones o perdida de datos de los suscriptores.
La AuC está siempre implementada como una parte integral de la HLR. La única función mayor asignada a la
AuC es calcular y proveer la autenticación de tripletas, que es, la respuesta firmada (1-SRES), el numero
random (2-RAND) y el (3- Kc)
Para cada suscriptor, hasta cinco tripletas pueden ser calculadas a la vez y pueden ser enviadas al HLR. La
HLR alternadamente, remite las tripletas a la VLR, la cual los usa como parámetros de entrada para
autenticación y cifrado.
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2- Visitor Location Register
El VLR como la HLR, es una base de datos, pero su función difiere de la HLR, mientras la HLR es responsable
por mas funciones estáticas, la VLR proporciona la gestión de datos dinámica del suscriptor.
Consideremos un ejemplo de un suscriptor con roaming. El suscriptor se traslada a partir de una localización a
otra, los datos se pasan entre el VLR de la localización que el suscriptor está saliendo (VLR vieja) al VLR de la
localización que está ingresando
(VLR nueva). En este escenario, la vieja VLR, entrega los datos
relacionados al nuevo VLR. Existen ocasiones cuando la nueva VLR tiene que solicitar datos adicionales del
suscriptor a la HLR
La VLR es asignada a un área geográfica limitada, mientras que la HLR se ocupa con tareas independientes
de la localización del suscriptor.
Típicamente, pero no necesariamente, un VLR se liga a un solo MSC. El estándar de GSM permite, figura 2, la
asociación de un VLR con varios MSCs.
Figura 2 Jerarquía del NSS
3- The Mobile-Services Switching Center
Desde la perspectiva técnica, la MSC es una red digital de servicios de integrados de intercambio, con algunas
modificaciones, específicamente para manejar las aplicaciones móviles. Esto permite a los proveedores de
sistemas GSM ofrecer sus switches, familiares en muchas redes públicas de teléfonos como MSC´s, Siemens
con su tecnología EWSD, Alcatel con el S12 y el E10 son ejemplos bien conocidos que se benefician de esta
sinergia.
Las modificaciones de intercambio requeridas para el aprovisionamiento de servicios móviles afecta, en
particular, la asignación de canales de usuario a través de la BSS, de las cuales la MSC es responsable asi
como de la funcionalidad del control del handover inter MSC. Esto define dos de las principales labores de la
MSC. Tenemos que agregar la función de interworking (IWF), la cual es necesaria para conexiones de diálogos
y no no diálogos hacia redes externas
La IWF es responsable por la conversión de protocolos entre la CC y la ISDN (ISUP), asi como para la
adaptación de tarifas para los servicios de datos.
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Gateway MSC
Una MSC con una interface hacia otras redes es llamada un Gateway MSC. La figura 3 muestra una PLMN
con un G-MSC interconectando otras redes.
Los operadores pueden optar equipar todos sus MSC´s con funcionalidades de Gateway o solo para algunas
MSC´s.
Cualquier MSC que no posea funcionalidades de Gateway tiene que rutear o encaminar las llamadas a redes
externas vía una G-MSC.
Los G-MSC tienen algunas tareas adicionales durante el establecimiento de una llamada MT en los móviles de
una red externa. La llamada tiene que incorporarse o ingresar a la PLMN vía el G-MSC, el cual consulta a la
HLR y entonces transmite la llamada a la MSC donde la llamada se localiza actualmente.
Figura 3. Funcionalidad del G-MSC
The Relationship Between MSC and VLR
Relación entre la MSC y la HLR
La suma de áreas del MSC determina el área geográfica de una PLMN. Viéndolo de otra manera, la PLMN
puede ser considerada como un área total cubierta por la BSS conectada a las MSC´s. Puesto que cada MSC
tiene su propia VLR, una PLMN también podría ser descrita como la suma de todas las áreas de la VLR
Note que una VLR pueden ser varias MSC´s, pero una MSC siempre usa únicamente una VLR.
La figura 4, muestra esta situación.
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Esa relación, particularmente la interdependencia geográfica, permite la integración de la VLR en el MSC.
Todos los fabricantes de sistemas GSM seleccionan esta opción (1),
Un operador de red todavía tiene la libertad de operar con MSC´s adicionales con un VLR remota, pero todos
los MSC´s y especificaciones, se deben de suministrar por el mismo fabricante (1)
4- Equipment Identity Register
Registro de identidad de equipo
La separación de la identidad del suscriptor del identificador de la MS conlleva una trampa potencial para los
suscriptores en la red GSM. Porque es posible operar cualquier GSM MS con cualquier GSM SIM valido, existe
entonces una oportunidad para el mercado negro en el robo de equipos o MS. Para combatir lo anterior, el EIR
fue introducido para identificar, para seguir y bloquear terminales robados en la red.
Cada teléfono GSM tiene un único identificador único, su IMEI, el cual no puede ser alterado sin la destrucción
del propio teléfono. El IMEI contiene un numero serial y un tipo de identificador.
Como la HLR o la VLR, el EIR, básicamente consiste de una base de datos, la cual mantiene tres listas:
1- Lista blanca, contiene todos los tipos aprobados de MS.
2- Lista negra, contiene todos los IMEI conocidos como robados o que técnicamente no deben de traficar
en la red por razones especificas.
3- Lista gris, permite el traceo de las MS.
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