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¿Qué es RRC y RAB?

Escrito por leopedrini lunes, 20 de mayo de 2013 17:14:00 Categories: Curso
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Para trabajar con redes inalámbricas modernas tales como UMTS y LTE, es esencial que los profesionales de telecomunicaciones tiene plena comprensión de sus conceptos básicos, tales como aquellos que controlan el establecimiento de llamada y mantenimiento, ya sea de datos (PS) o de voz (CS).

En este escenario, RAB y RRC son dos de los conceptos más importantes porque son responsables de toda la negociación involucrada en esas llamadas.

Además de RAB y RRC, todavía tenemos algunos otros términos directamente involucrados en el contexto, como RB, SRB, TRB, entre otros. Estos términos son también importantes conceptos, desde sin ellos no podrían existir RAB y RRC.

 

 

Así que permite trata de entender hoy - la más simple forma posible - cuál es el papel RRC y RAB en las llamadas de estas redes móviles en la práctica. Como fuera necesario, también hablamos de otros conceptos.

Nota: Todos los artículos de telecomHall son originalmente escritos en Portugués. Tras traducimos al inglés y del español. Como nuestro tiempo es corto, tal vez encontrar algunos errores (a veces sólo usamos el traductor automático, con sólo una revisión final y 'rápida'). Nos disculpamos y tenemos un entendimiento de nuestro esfuerzo. Si quieres contribuir traducción / corrección de estos idiomas, o incluso crear y publicar tus tutoriales, póngase en contacto con nosotros: contacto.

 

Introducción

Para empezar, podemos dividir una llamada en dos partes: la señalización (o control) y datos (o información). Ya delante de conceptos clave, podemos entender el RRC como responsable del Control y el RAB como responsable de la parte de la Información.

Como se mencionó, están involucrados otros conceptos auxiliares en llamadas, pero nuestro objetivo hoy es aprender los conceptos más básicos - RRC y RAB, permitiéndonos evolucionar en el aprendizaje más tarde.

Curiosamente, incluso profesionales que ya trabajan con redes UMTS-WCDMA y LTE tiene problemas para entender los conceptos de RRC y RAB. Y sin esta comprensión inicial, apenas puede evolucionar con claridad y eficiencia en su trabajo diario.

Sin más introducción, vayamos al grano y luego tratar de entender de una vez por todas estos conceptos tan importantes.

 

Analogía

Como siempre y como siempre la telecomHall, vamos a hacer una analogía que nos ayuda a comprender el funcionamiento de la RRC y RAB en la práctica.

Empecemos imaginando el siguiente escenario: dos personas son cortados por un acantilado. En el lado izquierdo, una persona (1) quiere comprar algunas cosas que están a la venta en una tienda (2) o depositan del lado derecho. En el lado derecho, además del depósito, también tenemos un vendedor (3), que ayudará al comprador a contactar (hacer la negociación) con el depósito.

Como objetos adicionales o auxiliares (4), tenemos unas barras de hierro con diferentes tamaños y algunos coches - algunos como tren carreta, otros como los coches de control remoto.

En resumen, tenemos la situación que se describe en la siguiente imagen.

 

Y entonces, cómo puede resolver esta situación?

Vamos a continuar con una posible solución: el comprador en la izquierda escribe su petición en una nota, atar en una pequeña piedra que encontró en el piso y enviar (1) que el vendedor en el otro lado. Así, la piedra de lleva la información o la solicitud inicial.

 

El vendedor recibe la solicitud, pero que necesita enviarlo al depósito, el orden de compras para ser enviado. Envía la solicitud en un coche de control remoto (1), que siguen un camino previamente demarcado al depósito.

 

Algún tiempo después, la respuesta de depósito llega al vendedor (1), que luego se comprueba para ver si ella será capaz de enviar los datos o no.

 

Así podemos proceder con nuestra llamada, consideremos una respuesta positiva. Es decir, que el comprador esté dispuesto, o los 'recursos' están disponibles.

El vendedor se da cuenta de que para cumplir con la petición y ser capaz de enviar las compras, ella tendrá que construir un 'camino' (1) entre los dos extremos del acantilado, así los carros podrían llevar con los órdenes/recibos y compras. Entonces, el vendedor utiliza algunos de sus barras de hierro y crea un vínculo entre los dos lados.

 

Una vez establecido todo el camino entre los involucrados, las solicitudes pueden enviarse desde ambos lados, así como las compras o cualquier otra información que puede ser transferido por diferentes caminos y carros/coches!

Si te las arreglaste para entender cómo se resolvió el problema anterior, Felicitaciones, entiendes cómo sucede la forma más común de comunicación UMTS-WCDMA y LTE.

Aunque las analogías no son perfectas, nos ayudaría mucho a entender el complejo funcionamiento de estas redes, especialmente en lo referente a nuevos conceptos como: RRC y RAB, pero también muy a menudo usado, el 'bearer' — tanto que es digno de hablar un poco.

 

¿Cuál es el Bearer?

Si buscamos la palabra 'bearer' en el diccionario, encontraremos algo como trasnporter, o portador. De una manera sencilla: uno que lleva o transporta algo de un punto a otro punto. En un restaurante, podemos comparar el 'bearer' a un camarero.

 

Pero desde el punto de vista de las telecomunicaciones, 'bearer' se entiende mejor como una 'pipa' que conecta dos o más puntos en un sistema de comunicación, a través del cual fluye la información.

 

Técnicamente hablando, es un canal que lleva la voz o datos, una conexión lógica entre diferentes puntos (nodos) que garantiza que los paquetes que viajan tienen los mismos atributos de QoS. Explicando mejor: para cada 'bearer' tenemos varios parámetros asociados, tales como el retraso y límite máximo de pérdida de paquete – y estos atributos que hacen que cada paquete va en el mismo canal tienen los mismos atributos de QoS.

 

Diagrama de Flujo General - RRC, RAB y otros

Ahora que sabemos lo que es bearer, volvamos a la analogía presentada antes, pero ahora a la real, parte más técnica.

Todo lo que vamos a hablar puede resumirse en una sola figura, teniendo todos los conceptos vistos hoy, y que de ahora en adelante se detallarán.

Nota: Si te las arreglas para entender los conceptos que se explicará en la siguiente figura, será con una gran base para redes WCDMA tanto LTE. Esto es porque, a fin de facilitar que utilizamos nomenclaturas WCDMA, pero el principio es prácticamente el mismo en LTE. Haz el equivalente sustituye, como NodoB para eNB.

 

En ese escenario ficticio, el vendedor es el UTRAN, responsable de crear y mantener la comunicación entre la UE (comprador) y NC (depósito) para que se cumplan los requisitos de QoS de cada uno.

  • UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network
    • NodeB
    • RNC
  • UE: Equipo del usuario
  • CN: Core Network
    • MSC: para servicios de voz conmutada
    • SGSN: para los servicios de conmutación de paquetes

El acantilado es la interfaz Uu entre la UE y la UTRAN, y sale de la carretera que atraviesa el coche de control remoto hasta que el depósito es la interfaz de Iu, entre la UTRAN y CN.

Envío de solicitudes y recibos es parte de la señalización, o el RRC. El envío de las compras es la parte de datos, o el RAB. En nuestro escenario, el RRC son los rieles, y RAB es el completo servicio de envío de datos entre la UE y el CN.

  • RRC: Radio Resource Control
  • RAB: Radio Access Bearer

Nota: el RRC es la capa 3 - plano de control, mientras que el RAB se produce entre la UE y CN, en el plano de usuario.

Los coches son el RBs y transmiten la información en la trayectoria. Estos vagones definen qué tipo de cosas será transportado y en qué cantidad. Asimismo, el RBs definir qué tipo de datos será en el RRC, que pueden ser datos o señalización. Cuando cambian los atributos de QoS, el RBs asociado a esa conexión RRC necesitas ser reconfigurados.

Los coches de control remoto están el portador de la Iu, y llevar información sobre Iu Interface (entre la UTRAN y el CN), tampoco CS o PS.

  • RB: Radio Bearer
  • Iu bearer: Bearer de Iu interfaz

Nota: RAB es la combinación de RB y Iu bearer.

Como ejemplos de RAB para algunos servicios y tarifas diferentes, que tenemos:

 

El RAB conversacional y el RAB interactivos pueden utilizarse conjuntamente, y en este caso tenemos un caso de MultiRAB.

El RB es una conexión de capa 2 entre la UE y el RNC y puede ser utilizado para señalización y control de datos de usuario. Cuando se utiliza para señalar o mensajes de Control se llama SRB. Y cuando se utiliza para datos de usuario se llama TRB.

  • SRB: Señalización Radio Bearer (plano de control)
  • TRB: Tráfico Radio Bearer (plano de usuario)

Nota: en una red optimizada, encontramos gran parte del tráfico siendo manejado por portadores HSPA, incluso MultiRAB. Esta opción libera recursos de CE (canal elementos), para aliviar la carga sobre R99 (que sólo se puede utilizar estos recursos). Sin embargo, debe hacerse con precaución, porque si configurado incorrectamente puede degradar los indicadores de desempeño con obstrucción (congestión) y fallas.

Como habrán notado, estamos hablando de varios nuevos términos técnicos, pero estos términos son lo que encontrarás por ejemplo al leer diagramas de flujo de llamada UMTS o LTE. Pero si puedes entender al menos en parte los conceptos presentados hoy, todo será mucho más fácil.

Permítanos entonces echa un vistazo otra vez en nuestra figura y continuar nuestra analogía.

 

Como vimos, en telecom que trabajamos con el concepto de capas. Y esta forma de ver la red nos trae muchas ventajas, principalmente porque fuimos capaces de 'envolver' acceso físico. De esta manera, cualquier modificación o sustitución puede hacerse con menos complejidad.

No necesitamos decirte cuánto la trayectoria es complejo, continuamente cambiante, ¿verdad? Esta estructura usando responsables asegura esta simplificación: el RNC y CN molestarán con los requisitos de QoS en la ruta entre ellos (interfaz Iu); y sólo la RNC tiene que preocuparse por conocer la trayectoria compleja de QoS.

Claro, pero ¿por qué tenemos dos tipos de portadores - vagones y coches de control remoto? La respuesta está en la muy característicos de las dos vías existentes. Siendo la Iu una interfaz más robusta, y también porque tenemos grandes cambios en Rab durante las conexiones, es normal que estos portadores también son diferentes de los caminos. Es como usar una camioneta 4 x 4 para escalar una montaña y un coche de carreras a una carrera de asfalto.

 

A pesar de todo los portadores, con el RAB los elementos del CN tiene la impresión de una ruta de acceso física a la UE, así que no necesitas preocuparte por los aspectos complejos de comunicaciones por radio.

Por ejemplo, una UE puede tener 3 RABs entre él y el RNC, y estos RABs pueden estar cambiando, como en el caso de traspasos suave, mientras que el RNC tiene sólo 1 Iu bearer para esta conexión.

Desde el punto de vista de los portadores, la principal tarea de la UTRAN está gestionando estos servicios en estas interfaces. Ella controla la interfaz Uu, y junto con el CN, controla la prestación de servicios en la interfaz de Iu.

Recuerda que en una comunicación entre la UE y el CN, están involucrados varios otros elementos, principalmente para negociar requisitos de QoS entre ambas partes. Estos requisitos se asignan en las Rab, que son visibles a ambos (UE y CN), donde es responsable de crear y mantener esta RAB para que todo esto se sirve en todos los aspectos la UTRAN.

Un poco más detalles...

 

Existe una conexión de RRC cuando una UE realiza el procedimiento de establecimiento de llamada y obtener recursos de la UTRAN. Cuando se establece una conexión de RRC, la UE también tendrá algunos SRBs. (si por alguna razón que no se acepta la solicitud inicial, la UE puede hacer una nueva solicitud después de algún tiempo).

Desde el SRB fue establecida entre la UE y el CN, el RNC comprueba una serie de información como la identidad de la UE, el motivo de la solicitud y si la UE es capaz de manejar el servicio solicitado.

El RNC que asigna las RAB solicitadas en RBs, transferir entre la UE y la UTRAN. Además es también comprobar los atributos de las RAB: si ellos pueden cumplirse por los recursos disponibles, y aún si activar o restablecer los canales de radio (reconfiguración de servicios de capas inferiores) basado en el número de conexiones de señalización y RAB a ser transferido.

De esta manera, se crea la impresión de que hay una ruta de acceso física entre la UE y el CN.Recordando otra vez que no importa cuántas conexiones de señalización y RABs están entre la UE y el CN - hay sólo una única conexión RRC utilizada por el RNC para el control y la transferencia entre la UE y la UTRAN.

Ahora que hemos visto mucho sobre RRC y RAB, hoy vamos a aprender sólo unos conceptos más – después de todo, ya tenemos suficiente información presentada. Hablemos sobre el AS y NAS.

  • AS – acceso estrato es un grupo de protocolos específicos de la red de acceso
  • NAS – no acceso estrato: Entonces, los otros protocolos, o aquellos que no son de red de acceso

En este punto de vista, AS proporciona el RAB a la NAS, o servicio de transferencia de información.

La UE y CN necesitan comunicarse (eventos y mensajes) unos con otros para realizar varios procedimientos con muchos fines. Y la 'lengua' de esta conversación entre ellos se denomina protocolos.

Los protocolos son entonces responsables de permitir esta conversación entre la UE y CN, y causa el CN no te preocupes por el método de acceso (ya sea GSM/GPRS, UTRAN, LTE). En nuestro caso el RNC actúa como un protocolo - entre la UTRAN y CN.

Según lo que aprendimos hoy, se lleva el RAB:

  • Entre la UE y la UTRAN: dentro de la conexión de RRC. El protocolo de RRC es responsable para la negociación de los canales (lógicos) de interfaces Uu y IuB y para el establecimiento de canales dedicados de señalización como SRBs y RBs entre estas interfaces.
  • Entre el RNC y el CN: después de ser negociado y asignada, en la conexión del protocolo RANAP, a través de la interfaz de Iu (CS/PS).
    • RANAP: Parte de aplicación de red de acceso Radio

Como hemos visto anteriormente, el RNC mapas RABs solicitadas en RBs utilizando información de recursos de red de radio actual y controla los servicios de capas inferiores. Para optimizar el uso de estos recursos, así como la banda de la red y recursos físicos compartidos entre diferentes entidades, la UTRAN también puede realizar la función de distribución de mensajes CN.

Para esto, el protocolo de RRC transparentemente transfiere los mensajes de CN para la red de acceso a través de un procedimiento de transferencia directa. Cuando esto ocurre, se inserta un indicador específico de CN en estos mensajes, y las entidades con la distribución de la función en el uso de la RNC este mismo indicador para dirigir mensajes al CN apropiado y viceversa.

Pero ahora empezó a llegar más complejos, y ya hemos alcanzado nuestro objetivo hoy, que fue de aprender lo básico de RRC y RAB.

Todo lo que hablamos anteriormente puede verse otra vez en la misma figura por debajo, de la misma desde el comienzo de las explicaciones.

 

¿RRC y RAB en GSM?

Bien, entendemos cómo funciona el RRC y RAB en UMTS-WCDMA y redes LTE. ¿Pero en GSM, que tenemos estos conceptos tan bien?

Al principio, la respuesta es NO. Sin embargo, con lo que aprendimos hoy, podemos hacer una comparación con algunos parámetros 'equivalentes' GSM.

Podemos comparar el fase SDCCH y fase TCH de una llamada GSM con RRC y RAB en UMTS.

RRC es el recurso de Radio Control que funciona como plano de Control en la capa 3. Se utiliza principalmente para señalización en UMTS. Entonces podemos comparar con la señalización en GSM, como el proceso de asignación inmediata de asignación de recursos SDCCH.

RAB es el acceso de radio 'transportador' que funciona como plano de usuario para proporcionar datos para los servicios solicitados por el usuario. Entonces podemos comparar con la parte de usuario en GSM, como la asignación de TCH.

Para cada servicio solicitado por el usuario tenemos RAB sólo 1. Por ejemplo, si el servicio solicitado es una llamada de voz (CS-AMR), entonces 1 CS RAB estará generada y proporcionan al usuario. Lo mismo es cierto para PS.

Así que sería nuestra tabla de equivalencia:

 

UMTS / LTE

GSM

Control

Conexión de RRC

Asignación Inmediata

Usuario

Asignación de RAB (RNC-CN)

Asignación (BSC-MSC)

 

 

Ejemplo de conexión de RRC y RAB

Para terminar por hoy, veamos (siempre en forma simplificada) una simple conexión de RRC y RAB.

Cada vez que la UE necesita los recursos UTRAN, pregunta. Para que estos recursos se asignan, establece una conexión de RRC con algunos SRBs.

En este caso, se crea una conexión de RAB para permitir a la transferencia de datos de usuario. Os recordamos que el RAB consiste en RB + Iu bearer. El RAB es creado por CN, con una petición específica de QoS.

Para un único UE, puede haber múltiples RAB para servicio NAS (CS o PS).

Pero vamos atente al procedimiento inicial, es decir, cómo es procedimiento realizado el 'RRC Setup', de la petición de la UE.

La siguiente figura muestra esto más sencillo.

 

El RRC tiene siempre 3 pasos:

  1. La UE pide una nueva conexión en el Uplink ('RRC CONNECTION REQUEST’);
  2. Con suficientes recursos disponibles, se envía el mensaje de 'RRC CONNECTION SETUP', incluyendo la razón, junto con la configuración de SRB; (Nota: en caso contrario, si no puede establecerse la conexión RRC, el mensaje enviado es 'RRC CONNECTION SETUP REJECT').
  3. Si todo va bien, la UE envía un mensaje en el canal ascendente: 'RRC RRC CONNECTION SETUP COMPLETE'.

Y después de esto, se envían el mensaje de 'MEASUREMENT CONTROL' en el enlace descendente, para la continuidad de la comunicación.

Después el RRC se establece la conexión, la UTRAN hace los controles entre el CN y la UE, por ejemplo, la autenticación y las operaciones de seguridad.

Y así, el CN informa el RAB a UTRAN conforme a los requisitos del servicio solicitado por la UE. Como hemos visto, RAB se produce después de la RRC, y sin una conexión RRC no se puede establecerse ningún RAB.

 

Conclusión

Hoy hemos visto una explicación simplificada que cubre un número de conceptos involucrados en la comunicación de las redes móviles existentes más modernas, principalmente relacionadas con RRC y RAB.

Con esta base conceptual, seguimos evolucionando en los siguientes tutoriales con ejemplos que hacen de la asimilación de estos conceptos complejos en una tarea mucho menos exhaustiva de lo normal.

Esperamos que hayais disfrutado, y contamos con su participación, que puede ser por ejemplo sugiriendo nuevos temas, o nuestro sitio para compartir con tus amigos. Si es posible, también deja tu comentario justo debajo.

Hasta el siguiente tutorial.