1. The Air Link ¶
- 고객과 네트워크의 마지막 연결이다. 베이스 스테이션은 에어 링크 범위에 포함되지 않는다.
- 에어 링크가 동작하기 위해서는 두가지 수신기가 필요한데 사용자에 의해서 작동하는게 MSU(핸드폰) 운영자에 의해서 동작하는게 BTS(Base Transceiver Station) 이다.
1.1. Subscriber Unit ¶
- 핸드폰을 말한다. (MS mobile station)
1.2. Base Stations ¶
- Base Transceiver Stations (BTS)
- 모든 셀의 가운데에 있는 거대한 수신기 이다.
- 지면에 장애물에 방해 받지 않기 위해서 높은 위치에 있어야 한다.
- 업링크를 위해서 fiberoptic을 많이 쓴다.
- BTS가 혐오성을 일으키기 때문에 주변과 어울리게 꾸몄지만 너무 티가 안나면 사람들이 안전에 무심해져서 위험해질 수도 있다.
2. Voice Infrastructure ¶
2.1. Station Controllers ¶
- 디지털 핸드폰의 첫번째 단계는 BTS를 BSC(Base Station Controller)에 연결하는 것이다.
- 아날로그 네트워크는 아날로그 전파를 디지털 전파로 바꾸기 위해서 BTS에 BSC가 필요하다.
- 여러개의 Base Station이 BSC를 같이 사용한다.
- BSC가 연결되어 있는 BTS들에게 동적으로 스펙트럼을 할당할 수 있기 때문에 하나의 셀에 더많은 사용자를 수용할 수 있다.
2.2. Switching Centers ¶
- moblie voice 네트워크에서 가장 복잡한 구성요소는 MSC(Mobile Switching Center)이다.
- 전화기의 교환기 처럼, MSC는 사용자들을 기억하고 있다가 필요할때 부른다.
- 네트워크는 많은 MSC를 가지고 있고, 하나의 MSC는 여러 무리의 셀들을 맡고 있다.
- 모든 고객은 특정한 MSC에 등록되어 있다.
- 사용자와 연결하기 위해서 네트워크에서 중요하다
- 각각의 MSC는 아래와 같은 여러개의 데이터 베이스와 연결되어 있다.(사용자의 위치 추적과, 요금 지불 정보등을 위해서)
2.2.1. The Home Location Register(HLR) ¶
- MSC에 저장되어 있는 모든 핸드폰의 위치를 가지고 있다.
- 자신이 포괄하는 범위내의 사용자에 대해서만 정확한 지리적인 정보를 가지고 있다.
- 만약 사용자가 범위 밖으로 이동하면, 그 이동한 곳의 MSC 분별 번호를 대신 저장한다.
2.2.2. The Visitors' Location Register(VLR) ¶
- MSC가 포괄하는 범위내의 모든 핸드폰의 지리적인 위치를 임시적으로 저장한다.
- MSC가 포괄하는 위치안에 있는 사용자에게 call 요청이 오면 사용자의 home HLR가 새로운 셀의 VLR에 접촉하고, 사용자에 연결되게 해준다.
- 이 시스템의 문제는 모든 call이 사용자의 home HLR을 통해서 연결된다는 것이다. 국제적으로 연결되면 비용이 많이 들게 된다.
- 그래서 많은 네트워크들은 현재 MAP(Mobile Application Part)라고, HLR과 VLR을 오직 한번만 찾아봐서 가능하면 지역안에서 연결되게 하는 새로운 시스템을 구현하고 있다.
2.2.3. The Equipment Identity Register(EIR) ¶
- 전화 번호랑 연계하여서 핸드폰을 구분하기 위해서 사용되는 고유의 번호를 가지고 있다.
- 전화요금이 정확하게 매겨지게 하고, 도난당한 핸드폰의 정보등을 가지고 있어서 도난당한건 사용못하게 하도록 한다.
2.2.4. The Authentication Center(AuC) ¶
- 디지털 네트워크에서만 존재한다.
- 이것은 네트워크에서 각각의 폰에 대해서 그 핸드폰에도 있는 보안 인증 코드의 복사본을 가지고 있다.
- 더 빠른 처리를 위해서 HLR과 VLR에도 인증 코드가 때때로 복사되기도 하지만 그것들은 결코 공중을 통해서 전달 되지는 않는다.
- 2G 핸드폰은 핸드폰만 검증 하지만 3G 폰과 PMR(Private Mobile Radio)는 네트워크도 검증한다.
2.2.5. The Messaging Center ¶
- SMS 메시지를 다루고, 핸드폰으로 들어오가 나가는 메시지를 라우팅해준다.
- 초기 핸드폰 네트워크에서 MSC가 그물망처럼 되었는데, 이건 곧 제어하기 힘들게 되었다. 그래서 TSCs(Trunking Switching Centers)가 씌여지게 되었다.
- TSCs는 단지 여러 MSC들로부터 오는 연결들의 집합을 매우 높은 용량의 케이블들 합친것일 뿐이다.
- TSC는 네트워크에서 보통 매우 적거나 때때로는 하나만 사용되지기도 한다.
- The Gateway Mobile Switching Center (GMSC)는 스위칭 체계의 최 상위에 있다.
- 그것은 모바일 네트워크를 전화 네트워크(PSTN)나 다른 roaming 협약을 맵은 운영자와 연결한다.
- 이것은 가장큰 역할은 핸드폰 시스템 자체의 신호 프로토콜을 보통 전화선에서 전화번호와 같은 정보를 나르는데 사용하는 Signaling System 7(SS7)로 변환하는 것이다.
3. Data Infrastructure ¶
- 모바일 데이터도 BST나 BSC와 같이 음성 데이터와 비슷한 조직 체계를 사용한다.
- 전화기 스타일의 지속적인 circuit 스위치 대신에 작은 패킷으로 데이터를 보내는 인터넷 스타일의 라우터가 필요하다.
3.1. Packet Control ¶
- GPRS 네트워크에서 가장 비싼 부분이 Packet Control Unit(PCU)이다. base station은 패킷 데이터를 위해서 이게 있어야 한다.
- PCU는 데이터가 음성 네트워크로부터 출발하는 지점이다. 그래서 그 지점은 대기 시간이나 용량에 많은 영향을 끼친다.
3.2. Serving Support ¶
- Serving GPRS Support Node (SGSN)은 data infrastructure 에서 MSC와 비슷한 것이다.
- MSC처럼 이것은 다양한 데이터 베이스(위치를 찾고, 인증 하는거..)에 연결되어 있다.
- MSC와는 다르게 서비스를 제공하는 각각의 셀에 직접 연결될 필요는 없다.
- PCU와는 다르게 SGSN을 네트워크에 연결하는데 명확한 기준이 정의 되어 있어서 운영자가 제조업자를 마음대로 고를 수 있다.
- SGSN의 유형은 운영자가 타겟으로 삼는 고객이 어떤 종류인지에 따라서 채택될것이다.
3.3. The GPRS Backbone ¶
- 대부분의 운영자들은 그들이 서비스를 제공하는 영역안에 SGSN들을 설치하여, 점차 거대한 데이터 네트워크를 만들 계획을 한다. 이것이 GPRS Backbone 이라고 알려져 있다.
- GPRS Backbone이 MSC와 가장 다른 점은 데이터에 더 적합한 패킷 스위칭 방식을 채택했다는 점이다.
- 인터넷에서 사용되는 IP와 비슷한 GTP(GPRS Tunneling Protocol)라는 프로토콜을 사용한다.
3.4. The Gateway Node ¶
- GPRS는 데이터 네트워크 밖에 접근 할 수 있도록 설계되어 있다. 그렇게 하기 위해서는 다른 장치가 필요하다.
- Gateway GPRS Support Node(GGSN)는 GTP 데이터 패킷을 TCP/IP로 교환 하거나 그 역으로 교환할 수 있다. 인터넷에 대한 인터페이스가 되는 것이다.
- GGSN은 인터넷에게 GPRS의 복잡합을 감춘다.
- X.25도 지원한다.
- ATM에 대한 연결은 지원하지 않는다.
3.5. Optional GPRS Infrastructure ¶
- The Point-to-Multipoint Service Center(PTM SC), Qos 문제를 다루는 서버이다. 돈을 더 많이 낸 고객에게 통신에서 우선권을 준다. 그리고 소리와 그림과 같이 데이터의 종류에 따라 우선권을 달리 준다.(소리가 더 속도에 민감하다.)
- The Border Gateway(BG), roaming을 다룬다. 이것은 주로 필터링을 통해서 원하지 않는 연결을 막는 방화벽에 연결되어 있다.
- The GPRS Charging Gateway(GCG), 요금 지불 옵션을 전문적으로 하기 위해서 필요하다.
- The Lawful Interception Gateway(LIG), 당국이 GPRS 네트워크에 있는 이동 데이터를 중간에서 엿보는것을 허락한다.
3.6. GPRS Roaming ¶
- 다른 운영자의 GPRS 네트워크에서 roaming 하는 GPRS 가입자가는 여전히 인터넷에는 접근할 수 있을지라도, 그들이 의존하고 있는 다른 서비스는 못받는다.
- 사용자가 이러한 특화된 서비스에 접근할 수 있도록 하기 위해서는, 운영자가 특별한 형태의 GPRS roaming을 구현할 필요가 있다.
- Internet Roaming : 단순히 인터넷을 통해서 특화된 서비스를 위한 연결을 보낸다. 이것은 싸고, 간단한 해결책이지만, 느리고 보안 문제가 있다.
- GRX Roaming : GPRS Roaming Exchange(GRX) 라고 불리우는 새로운 형태의 서비스 공급자를 사용한다. 이것은 다양한 GPRS 네트워크에서 GTP 트래픽을 운반한다. 더 비싸다
3.7. Wired Access Points ¶
- Richchet에 의해 사용된 MCDN 시스템은 전통적인 cellular 네트워크 구조와는 다소 다른 구조에 기초해 있다. 그것의 크기는 매우 작고, 그것들은 릴레이 형식으로 거대한 BTS에 신호들을 보낸다.
- 거대한 BTS는 WAP(wired access points , 혼란 스럽게도..)라고 불린다.
- 망했지만, 이 구조는 4세대 시스템에서 많이 제안된 것과 비슷한다.
4. Server-Side Equipment ¶
- 돈벌려고 네트워크 운영자들이 처음에는 자신들의 사이트로만 고객들이 접근하도록 인터넷에 대한 접근을 제한 했지만 나중에 가서는 자기들끼리 경쟁하더니만 인터넷에 대한 접근 제한을 풀었다.
4.1. Wap Gateways and Servers ¶
- 운영자 자신의 WAP 서비스에 접속하는 대신에, 사용자가 WAP gateway를 호출해서 거기에 직접 접근한다. 이것의 문제는 요청에 대한 요금이다. 운영자의 WAP 서비스가 싼데 비해서 WAP gateway에 접속하는데에는 음성전화와 같은 비용이 든다.
- WAP gateways는 WAP servers(모든 형태의 WAP 장비를 커버하는 단어)와 혼돈되기 쉬운데 WAP 서버는 단순히 인터넷 주소를 가지고 있는 컴퓨터로 WAP 데이터가 제공하는 것이다.
4.2. Unbundling and Virtual Networks ¶
- 자신의 네트워크를 경쟁사와 같이 공유하라는 법이 유럽에도 있는데, 이와 같은 것은 괜찮은거 같다.
4.3. Mobile E-Mail Gateways ¶
- 대부분의 이메일은 짧기 때문에 보내고 받기가 편하다.
- IMAP(Internet Message Access Protocol) : 메일 읽어도 서버에서 지워지지 않는다.
- POP(Post Office Protocol) : 한번 본 이메일은 서버에서 지워진다.
- 내부적인 컴퓨터 이메일 시스템은 POP나 IMAP을 통한 원격 접근을 지원하지 않는다. 대신 이와 같은 것에 대한 이동 통신의 접근을 위한 가장 좋은 방법은 이메일만 담당하는 gateway server(허용된 시스템과 이동 통신과 접속하게 하는)을 통해서 접근 하는 것이다.
- Gateway 소프트웨어가 이메일 서버에서만 돌아야 한다는 법은 없다. 개별 PC에서도 돌아 가게 할 수 있고, 그경우 장점은 ISP나 법인 서버를 사용하여 어떤 이메일 시스템과도 같이 동작하게 만들 수 있다. 단점은 항상 컴퓨터를 켜 놓아야 한다는 것이다.
5.1. Internet Protocol Version 4 ¶
5.2. The IP Address Shortage ¶
- IP 주소의 사용량을 위협하는 것은 GSM폰에 부착되어 있는 항상 접속되어 있는 GPRS 기술이다.
- 하여튼 그래서 주소가 부족하다
5.3. Mobile IP ¶
- 집에만 있을때는 고정된 IP를 쓰면 되지만 이동하고 밖에 있고 그럴때는 그렇게 하지 못한다. 그래서 Mobile IP standard가 발표되었다.
- 이것는 시스템 tunneling이라는 것을 이용하는데, 이것은 사용자가 자신의 IP주소가 속한 지역이 아닌 네트워크에 접속할때마다 임시적인 IP 주소를 가지는것을 필요로 한다.
- 홈 네트워크가 그 임시 주소로 패킷을 라우팅 한다.
- 거리에 따라 사용자의 인터넷 사용료가 지불되지 않는다는 장점이 있지만, 대역폭을 낭비하고, 지연시간이 늘어나고, IP 주소를 낭비하는 단점을 가지고 있다.
5.4. Internet Protocol Version 6 ¶
- 16 byte의 주소 (128비트)
- 아직 실용화는 안되었다.
5.5. Voice Over IP ¶
- 데이터와 음성의 기본 조직을 나눠서 운영하기보다는 운영자는 오직 하나의 통합된 네트워크를 필요로 할 것이다.
- IP 패킷의 복잡의 구조때문에 이러한 통합이 방해되었다.
- 음성과 비디오는 더 짧은 패킷을 사용하기 때문에 오버 헤드가 너무 크다.
- 그래서 나온것이 헤더를 Robust Header Compression(ROHC)라고 불리우는 기준으로 압축하는 것이다. - 헤더를 여러번 보내는 대신에 3세대 폰은 헤더는 한번만 보내고 나서 짧은 메시지를 보낸다.
6. Summary ¶
- 모바일 네트워크는 복잡하고 고정된 토대가 필요하다. 전화망과 인터넷이 비슷한...(해석잘안됨)
- 보이스 네트워크는 MSC들 - 전화 교환기와 비슷한 - 로부터 만들어진다. GPRS 네트워크는 SGSN들 - 인터넷 라우터와 비슷한 - 로부터 만들어진다.
- WAP 게이트웨이는 고객들로 하여금 그들의 전화기로부터 다이얼로써 네트워크에 들어갈수 있게 해준다. WAP 서버는 웹 서버랑 비슷하다.
- 오픈 WAP 네트워크는 어느 사이트의 접근도 허용한다. 클로즈드 WAP 네트워크는 오퍼레이트와 그의 파트너들에게만 접근을 허용한다.
- 인터넷 전화기는 IP주소 - 현재 공급이 잘 안된다? - 가 필요하다.
- 3G로 하여금 그것의 잠재력을 최고로 끌어올리려면, 인터넷은 IPv4로부터 IPv6 라우터로 옮겨가야 한다.
- 3G 네트워크는 궁극적으로 데이터를 위해 하는 것처럼, 보이스를 위해 같은 토대를 사용할 것이다. 인터넷 프로토 위에 보이스를 달리게 해서.(?)
