Che cosa sono HLR e VLR e quale funzione svolgono nel sistema GSM?
Nel contesto delle reti GSM (Global System for Mobile Communications), i database HLR (Home Location Register) e VLR (Visitor Location Register) sono componenti essenziali del core di rete. Essi svolgono ruoli fondamentali per la gestione degli abbonati mobili, l’autenticazione, il roaming e la corretta erogazione dei servizi vocali e dati.
L’HLR e il VLR fanno parte del sottosistema di rete noto come NSS (Network Switching Subsystem), che gestisce la commutazione, il controllo delle chiamate e il supporto alla mobilità degli utenti mobili.
Cos’è l’HLR?
L’HLR è un database centrale e permanente, contenente tutte le informazioni critiche sugli abbonati registrati presso un determinato operatore mobile.
Ogni utente mobile dispone di un solo HLR, indipendentemente dalla sua posizione geografica nella rete.
Le informazioni memorizzate nell’HLR includono:
- IMSI (International Mobile Subscriber Identity): identificativo univoco dell’abbonato
- MSISDN: il numero di telefono assegnato all’utente
- Tipo di servizi sottoscritti: chiamate vocali, SMS, dati, segreteria, ecc.
- Chiavi di autenticazione: utilizzate per validare l’identità dell’utente sulla rete
- Ultima posizione conosciuta: Mobile Switching Center (MSC) e area VLR associata
L’HLR viene aggiornato ogni volta che un abbonato cambia area di copertura e si registra presso un nuovo VLR.
Cos’è il VLR?
Il VLR è un database temporaneo associato a uno o più MSC (Mobile Switching Center). Esso conserva i dati degli utenti che si trovano temporaneamente nell’area servita da quel MSC.
Il VLR funziona come una copia locale del HLR per velocizzare l’accesso alle informazioni dell’abbonato, evitando la necessità di consultare costantemente l’HLR remoto.
I dati memorizzati nel VLR includono:
- IMSI e MSISDN
- Stato di registrazione dell’utente nella cella attuale
- Tipo di servizi abilitati
- Chiavi di cifratura temporanee per la protezione delle comunicazioni
Quando un utente si sposta in un’area sotto il controllo di un altro VLR, il nuovo VLR richiede i dati all’HLR e li memorizza localmente. Il vecchio VLR li elimina quando non sono più necessari.
Relazione tra HLR e VLR
Quando un dispositivo mobile accende il terminale o cambia area geografica, invia un messaggio di registrazione. Il VLR locale riceve questa richiesta e contatta l’HLR dell’utente.
L’HLR autorizza la registrazione e invia i dati dell’utente al VLR. In questo modo, il VLR diventa il punto di riferimento locale per il routing delle chiamate e dei messaggi verso l’utente.
Allo stesso tempo, l’HLR aggiorna la propria mappa della posizione dell’utente per sapere sempre a quale VLR inoltrare eventuali chiamate entranti.
Il flusso di comunicazione tra HLR e VLR avviene attraverso protocolli come il MAP (Mobile Application Part), che fa parte dello stack SS7.
Domande correlate per approfondire
Che succede se il VLR non riesce a contattare l’HLR?
In questo caso, la registrazione dell’utente fallisce. Il terminale non può accedere alla rete GSM e mostra un errore di registrazione o nessun servizio.
Può un abbonato avere più di un HLR?
No. Ogni abbonato è registrato in un solo HLR, gestito dall’operatore presso il quale ha sottoscritto il contratto.
I dati nel VLR sono permanenti?
No. Il VLR memorizza solo temporaneamente i dati finché l’utente si trova nella zona sotto il suo controllo. Quando l’utente si sposta, le informazioni vengono eliminate.
Qual è l’impatto dell’HLR su servizi come il roaming?
Quando l’utente si trova in roaming, il VLR della rete visitata comunica con l’HLR dell’operatore domestico per autenticare e autorizzare il servizio, mantenendo attiva la continuità del servizio.
HLR e VLR esistono ancora nelle reti moderne?
Nelle reti 4G e 5G, i concetti di HLR e VLR sono sostituiti da entità come HSS (Home Subscriber Server) e AMF/UDM, ma la logica rimane simile: separazione tra registrazione permanente e temporanea.
In sintesi, HLR e VLR sono componenti chiave della rete GSM, indispensabili per gestire gli utenti mobili, garantire l’accesso ai servizi e mantenere la tracciabilità della posizione del terminale. La loro interazione consente un funzionamento fluido delle reti mobili su scala nazionale e internazionale.