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Überblick

Dieses Wiki entstand als Teil des Masterprojektes "digitale Telefonie von VoIP bis GSM". Ziel des Projektes war es, ein digitales Telefonnetz mit GSM-Teil aufzubauen. Dieses Wiki soll die einzelnen Arbeitsschritte dokumentieren, als auch das entstandene Telefonnetz und dessen Komponenten beschreiben. Der Lehrstuhl betrieb bereits einen Asteriskserver. Ein digitales Telefonnetz bestand also bereits. Dieser Lehrstuhl-Asterisk wurde von uns durch einen neuen ersetzt. Als Betriebsystem diente uns jeweils eine Ubuntu-Distribution. Ziel war es auch, dass eigene Telefonnetz durch eine Festnetznummer erreichbar zu machen. Ein SIP-Account sollte es ermöglichen, das öffentliche Telefonnetz kostengünstig anzurufen. Mittlerweile sind auch Gespräche in die GSM-Netze von E-Plus, O2, T-Mobile und Vodafone möglich. Auch wenn das gesamte Netzwerk nicht nur aus dem GSM-Teil besteht, wird es der Einfachheit wegen "RZ-GSM" genannt.

Schema des fertigen RZ-GSM Netzwerkes

(groß: GSM-Netzwerk.png):

Einstieg

Soft- und Hardwarekomponenten die das RZ-GSM bilden

Das RZ-GSM besteht aus vielen einzelnen Soft- und Hardwarekomponenten. Im folgenden sind die einzelne Komponenten des Netzwerkes aufgezählt und erklärt:

NanoGSM

Die GSM Basisstation von der Firma IP.Access. Produkte auf: http://www.ipaccess.com/. Diese Boxen sind die BTS des Netzwerks. Sie spannen zusammen mit dem BSC das GSM-Netz auf.

OpenBSC

Die Software, um zusammen mit der NanoGSM das GSM-Netz aufzubauen. Homepage: http://openbsc.osmocom.org/trac/. Anmeldung zur Mailingliste http://lists.gnumonks.org/mailman/listinfo/openbsc.

OpenBSC ist per GIT verfügbar: git clone git://bs11-abis.gnumonks.org/openbsc.git

libosmocore

Programmbibliothek für OpenBSC
Zur Installation ist libosmocore notwendig. Um mit GIT die aktuelle Version zu laden, folgendes in der Shell eingeben: git clone git://git.osmocom.org/libosmocore.git

Ipaccess

Mit den IPaccess-Tools lassen sich die NanoBTS konfigurieren. Dies ist notwendig, um ihnen eine eindeutige Kennung zu geben und die IP-Adresse des OpenBSC-Servers mitzuteilen.

Home Location Register

OpenBSC nutzt die Datei hlr.sqlite3 als Home Location Register, kurz HLR. Dem GSM-Standard nach speichert das HLR unter anderem die Zuordnung von Telefonnummern. OpenBSC nutzt die HLR noch für weitere Daten und hinterlegt dort beispielsweise eine Liste von erlaubten Teilnehmern.

LCR

Verbindungsstück zwischen OpenBSC und Asterisk (Telefonserver). Homepage erreichbar unter http://www.linux-call-router.de/. Auch hier existiert ein GIT-Repository: git://git.misdn.org/git/lcr.git/

mISDN

Die von LCR benötigten ISDN Treiber für Linux. LCR nutzt eine interne ISDN-Loopback Schnittstelle und leitet so die einzelnen GSM Gespräche in den Asterisk. Sowohl die Treiber als auch das mISDN_User Paket sind notwendig. Homepage: http://www.misdn.org/index.php. GIT: git://git.misdn.org/git/mISDN.git/ und git://git.misdn.org/git/mISDNuser.git/

OpenBSC-Asterisk

Der Asteriskserver auf dem OpenBSC-PC ist durch LCR an OpenBSC eingebunden. Die Beschreibung der Anbindung findet sich in der Schnellanleitung und unter LCR. Asterisk ist nötig, um die Gespräche des GSM-Teils weiterleiten und muss auf dem gleichen Computer wie OpenBSC laufen.

Asterisk-zu-Asterisk

Das GSM-Netzwerk ist über IAX mit dem Asteriskserver des Lehrstuhls verbunden. Dieser Asteriskserver bindet das GSM-Netz an das bestehende Uni-Telefonnetz an.

Lehrstuhl-Asterisk

Dieser Asteriskserver ist der zentrale Knoten des Uni-Telefonnetzes. Er ist durch eine Festnetznummer von außen erreichbar und stellt das korrekte Routing der Gespräche sicher. So kann das gesamte RZ-GSM öffentliche Telefonnummern erreichen und ist selbst erreichbar.

ISDN-Anbindung

Der Lehrstuhl-Asterisk ist über eine ISDN-Leitung mit einer Festnetznummer erreichbar. Zu diesem Zweck wurde eine ISDN Karte von Diva eingebaut, die mit einen BRI-Anschluss zusammenarbeitet. Solch ein Nebenstellenanschluss setzt gesonderte ISDN-Funktionen voraus, die diese Karte bietet.

SIP-Dialout

Der Lehrstuhl-Asterisk soll nicht nur Gespräche annehmen, sondern auch aufgeben können. Im ersten Schritt sollten also Gespräche in das deutsche Festnetz möglich sein. Um die Kosten gering zu halten, nutzt der Lehrstuhl SIP-Accounts von 1&1, die eine Flatrate in das Telefonnetz bieten.

GSM-Dialout

Im zweiten Schritt wurde die Anbindung nach außen erweitert, sodass auch Handy-Netze erreichbar sein sollten. Für diese Aufgabe besorgte sich der Lehrstuhl eine GSM-Box. Diese Box bietet die Möglichkeit, vier Gespräche gleichzeitig über vier SIM-Karten zu führen. Die Box kann also für jedes der vier Handy-Netze eine eigene SIM-Karte aufnehmen, auf der ein Tarif mit einer Flatrate geschalten ist. Damit sind auch Telefonate ins Handy-Netz kostengünstig möglich.

ldap (Vorläufig)

Für ldap muss wahrscheinlich folgendes Modul installiert werden: mod_authnz_ldap (vielleicht auch util_ldap)
Außerdem müssen wohl die "ldap-utils" (sudo apt-get install ldap-utils) im System installiert werden.

Routing der Gespräche

Ein Großteil der Arbeit steckt in den Wahlregeln. Diese Regeln bestimmten, welchen Weg Gespräche innerhalb des Netzes nutzen. Abhängig von der gewählten Nummer und dem Telefon von wo aus angerufen wird, muss eine Route existieren.

Netzwerkstruktur

Um zu verstehen, wie das Netzwerk aufgebaut ist, wird hier ein schneller Überblick über das RZ-GSM gegeben. Alle Komponenten und die Verbindungen untereinander sind abgebildet. Hier findet sich auch die Zuteilung der Telefonnummern zu den einzelnen Endgeräten.

Dialplan

Im Gegensatz zum Internet, steckt bei einem Telefonnetzwerk die Intelligenz nicht in den Endgeräten sondern innerhalb des Netzwerks. Telefone, Handys und VoIP-Clients bauen Gespräche nicht eigenständig auf. Das Netzwerk muss den Rufaufbau entsprechend steuern und routen. Die Wahlregeln repräsentieren die Intelligenz, die innerhalb des Netzes steckt. Aufbauend auf der Übersicht sind hier die Wahlregeln tiefgreifender erklärt.

Logging

Geführte Gespräche müssen durch das Netz protokolliert sein. Für diese Aufgabe bietet sich der Lehrstuhl-Asterisk besonders an, da er einen zentralen Punkt des Netzes darstellt. Durch ihn laufen abgesehen von den Handy-zu-Handy Verbindungen alle Gespräche, die innerhalb des RZ-GSM geführt werden.

Webportal

Das Webportal ermöglicht den Studenten der Universität Freiburg, ihr Handy für das RZ-GSM freizuschalten. Das Webportal schaltet daraufhin die entsprechende IMEI in der HLR frei. Es ist erreichbar unter http://gsm.ks.uni-freiburg.de.

Editierhilfe

http://www.redmine.org/wiki/1/RedmineTextFormatting

GSM-Netzwerk.png - Aufbau des Uni Telefonie-Netzes (520 KB) Richard Zahoransky, 10/08/2010 12:02 AM

GSM-Netzwerk-thumb.png (70 KB) Richard Zahoransky, 10/08/2010 12:35 AM