16. VDE/ITG Fachtagung Mobilkommunikation Osnabrück

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1 Initiale Entwicklung eines SIP-/RTP-basierten Kernnetzes für das TETRA-Mobilfunksystem zur transparenten Verfügbarmachung von dessen Leistungsmerkmalen in LTE 16. VDE/ITG Fachtagung Mobilkommunikation Osnabrück Ostfalia: Rohde & Schwarz: Daniel Hartmann, Xing Cao, Mark Stephan, Diederich Wermser Michael Zeuschner, Filipp Andjelo, Roberto Hunger

2 Forschungsgruppe IP-basierte Kommunikationssysteme Voice over IP, Multimedia over IP Session Initiation Protocol (SIP) Presence Service NGN: IMS (IP Multimedia Subsystem), TISPAN Soft-PBX: SipXecs, Asterisk, SER, FreeSWITCH Quality-of-Service-Mechanismen (QoS) IntServ, DiffServ, MPLS, IPv6 Routing, NAT Analyse von VoIP-Readiness Sicherheit von VoIP-Systemen Tests von IP-basierten Kommunikationssystemen Konformitätstests, TTCN-3 Interoperabilitätstests Stress Tests Entwicklung und Integration von Open Source Software Eigene Open Source Soft PBX Askozia Anpassung von Open-Source-Komponenten für Embedded-Hardware-Lösungen

3 Inhalt 1. Ausgangssituation 2. Ansatz für VoIP-basiertes Kernnetz 3. Aspekte der Mobilitätsunterstützung 4. Beispiel für ein TETRA-Dienstmerkmal: Push-to-Talk Gruppenruf 5. Proof-of-Concept Implementation mit SIPfoundry sipxecs 6. Aspekte der Integration von LTE 7. Zusammenfassung

4 TETRA-Mobilfunksystem Terrestrial Trunked Radio Ausgangssituation

5 Ausgangssituation: Heutiges TETRA

6 Ansatz für VoIP-basiertes Kernnetz

7 Mobilitätsunterstützung Exemplarische Betrachtungen

8 Beispiele für Handover-Szenarien Quasi-gleichzeitiger Handover mehrerer Mobilgeräte (3) Handover ohne (1) und mit (2) Wechsel eines Cluster Controllers

9 Mobilitätsunterstützung im UMTS Release 5 Quelle: Trick, Ulrich; Weber, Frank: SIP, TCP/IP und Telekommunikationsnetze

10 Handover während eines Gesprächs (Konzeptentwurf) INVITE Replace (RFC 3891)

11 TETRA-Gruppenruf Betrachtung eines essentiellen TETRA-Dienstmerkmals. Ähnlichkeit zu Push-to-Talk over Cellular (PoC)

12 Möglichkeit zur Steuerung der Medienströme in Gruppenrufen: TBCP (Talk Burst Control Protocol) Quelle: Lescuyer, Pierre; Lucidarme, Thierry: Evolved packet Systems (EPS). Alternative hierzu: Nutzung von SIP Mechanismen

13 Group Call Server Konzept

14 Voruntersuchung zum Timing bei Gruppenrufen Aufbau Paging Gruppenruf (VoIP)

15 Timing Untersuchungen Wireshark Sequenzdiagramme Source SIP-Proxy Destination Source Aufbau Destination Aufbau

16 Timing Untersuchungen Erste Ergebnisse 600 ms 500 ms 400 ms 300 ms 200 ms 100 ms 0 ms Source-Aufbau (INVITE bis ACK) Destination-Aufbau (INVITE bis ACK) Gesamt-Aufbau (Src-INVITE bis Dst-ACK) Komplett (Src-INVITE bis 1. RTP Paket an Dst) Polycom (2) Softphone (1) SIPp (1) SIPp (15) SIPp (30)

17 Proof-of-Concept Implementation Nutzung einer Open Source SIP Service Orientated Architecture (SSOA) SIPfoundry sipxecs

18 SIPfoundry sipxecs als Baukasten für das Kernnetz Quelle: Schumacher, Jan; Wermser, Diederich: VoIP-TK-Anlagen auf Basis von Open Source

19 Aspekte der Integration von LTE

20 Aspekte der Integration von LTE in das TETRA-System Erweiterung der Funkabdeckung Funkschnittstelle stellt deutlich mehr Bandbreite zur Verfügung Möglichkeit für umfangreichere und anspruchsvollere Dienstmerkmale Quelle: Dahlman, Erik et al.: 3G Evolution

21 Zusammenfassung

22 Zusammenfassung und Ausblick Basisstationen werden erweitert um Gateway zwischen VoIP-Kernnetz und TETRA-Accessnetz. Mobilität der TETRA-Endgeräte kann durch SIP-basierte Methoden implementiert werden. TETRA-spezifische Dienst- und Leistungsmerkmale können durch entsprechende Application Server realisiert werden ( IMS). Hochverfügbarkeitsmechanismen sind zu untersuchen. Art und Grad der Integration von LTE in das TETRA-System ist zu definieren. SRVCC (Single Radio Voice Control Continuity) seamless Handover

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gibt es Fragen?

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