Mobile Network Signalling
MNS je protokol síťové vrstvy 3GPP zodpovědný za navazování, udržování a uvolňování spojově orientovaných (circuit-switched) spojení, například pro hlasové hovory a SMS, v mobilních sítích 2G a 3G.
Popis
Mobile Network Signalling (MNS) je klíčový protokol definovaný v 3GPP TS 24.007. Nachází se na síťové vrstvě (vrstva 3) zásobníku protokolů řídicí roviny pro spojově orientovanou (CS) komunikaci mezi mobilní stanicí (MS) a sítí. MNS je postaven na vrstvě datového spoje (vrstva 2), konkrétně na protokolu LAPDm na rádiovém rozhraní. Jeho hlavní funkcí je poskytovat signalizační procedury pro řízení spojení, správu mobility a řízení hovorů pro tradiční hlasové a doplňkové služby.
MNS funguje prostřednictvím výměny specifických zpráv mezi MS a Mobile Switching Centre (MSC). Je rozdělen do několika podvrstev neboli entit, nejvýznamněji podvrstvy Connection Management (CM) a Mobility Management (MM). Podvrstva MM zajišťuje funkce jako aktualizace polohy, autentizace a navázání zabezpečeného signalizačního spojení. Jakmile je MM spojení navázáno, podvrstva CM spravuje vlastní procedury související se službami, které zahrnují Call Control (CC) pro sestavování a ukončování hlasových hovorů, správu doplňkových služeb (SS) a podporu služby krátkých textových zpráv (SMS).
Protokol pracuje na principu stavových automatů. Jak MS, tak síť udržují stavy (např. IDLE, MM-CONNECTED) a přecházejí mezi nimi na základě přijatých zpráv a interních podnětů. Například pro zahájení hovoru odešle entita CM v MS zprávu SETUP přes navázané MM spojení. Protokol MNS zajišťuje, že tyto zprávy jsou správně formátovány, řazeny a interpretovány. Ačkoli je MNS silně spojován se sítí 2G GSM, jeho principy a zprávy byly přeneseny do CS domény sítě 3G UMTS, kde fungoval nad protokolem Radio Resource Control (RRC). Jeho návrh je klíčový pro spolehlivost a interoperabilitu základních služeb mobilní telefonie.
K čemu slouží
MNS byl vytvořen, aby poskytoval standardizovaný, robustní signalizační systém pro první digitální celulární sítě (GSM). Před GSM měly analogové systémy omezenou a často proprietární signalizaci, což bránilo interoperabilitě a vývoji pokročilých služeb. Vytvoření MNS bylo motivováno potřebou jednotného protokolu pro zvládnutí složitých úkolů mobility (sledování uživatele napříč buňkami a oblastmi polohy), zabezpečeného přístupu (autentizace a šifrování) a spolehlivého sestavování hovorů v čistě spojově orientovaném prostředí.
Řešil problém, jak spravovat stav a služby mobilního účastníka nezávisle na podkladovém rádiovém přenosu. Oddělením signalizace (řídicí rovina) od vlastního hlasového provozu (uživatelská rovina) umožnil MNS efektivní využití rádiových zdrojů a zavedení sofistikovaných funkcí, jako je mezinárodní roaming, přesměrování hovorů a SMS. Jako základ úspěchu GSM stanovil MNS architektonický vzor vrstvené signalizace řídicí roviny, který pokračoval i v pozdějších systémech 3GPP, a to i když se jádrová síť vyvíjela směrem k dominanci paketového přenosu s IMS a VoLTE.
Klíčové vlastnosti
- Poskytuje signalizaci vrstvy 3 (síťová vrstva) pro spojově orientovanou (CS) doménu
- Zahrnuje klíčové podvrstvy: Mobility Management (MM) a Connection Management (CM)
- Spravuje kritické procedury, jako je aktualizace polohy, autentizace a sestavování hovorů
- Definuje sadu zpráv a stavové automaty pro řízení CS služeb
- Funguje nad vrstvami datového spoje LAPDm (GSM) nebo RRC (UMTS)
- Základní pro základní hlasové služby, SMS a doplňkové služby v sítích 2G/3G
Související pojmy
Definující specifikace
- TS 24.007 (Rel-19) — GSM Um Interface Layer 3 Architecture
📖 Anglický originál a plná specifikace: MNS na 3GPP Explorer
