GPRS - Arquitectura
La arquitectura GPRS funciona con el mismo procedimiento que la red GSM, pero tiene entidades adicionales que permiten la transmisión de paquetes de datos. Esta red de datos se superpone a una red GSM de segunda generación que proporciona transporte de datos en paquetes a velocidades de 9,6 a 171 kbps. Junto con el transporte de paquetes de datos, la red GSM acomoda a múltiples usuarios para compartir los mismos recursos de interfaz aérea al mismo tiempo.
A continuación se muestra el diagrama de la arquitectura GPRS:
GPRS intenta reutilizar los elementos de red GSM existentes tanto como sea posible, pero para construir de manera efectiva una red celular móvil basada en paquetes, se requieren algunos elementos de red, interfaces y protocolos nuevos para manejar el tráfico de paquetes.
Por lo tanto, GPRS requiere modificaciones en numerosos elementos de la red GSM como se resume a continuación:
| Elemento de red GSM | Se requiere modificación o actualización para GPRS. |
|---|---|
| Estación móvil (MS) | Se requiere una nueva estación móvil para acceder a los servicios GPRS. Estos nuevos terminales serán compatibles con GSM para llamadas de voz. |
| BTS | Se requiere una actualización de software en la Estación Transceptora Base (BTS) existente. |
| BSC | El controlador de estación base (BSC) requiere una actualización de software y la instalación de nuevo hardware llamado unidad de control de paquetes (PCU). La PCU dirige el tráfico de datos a la red GPRS y puede ser un elemento de hardware independiente asociado con el BSC. |
| Nodos de soporte GPRS (GSN) | El despliegue de GPRS requiere la instalación de nuevos elementos de red central denominados nodo de soporte de GPRS de servicio (SGSN) y nodo de soporte de GPRS de puerta de enlace (GGSN). |
| Bases de datos (HLR, VLR, etc.) | Todas las bases de datos involucradas en la red requerirán actualizaciones de software para manejar los nuevos modelos de llamadas y funciones introducidas por GPRS. |
Estaciones móviles GPRS
Se requieren nuevas estaciones móviles (MS) para utilizar servicios GPRS porque los teléfonos GSM existentes no manejan la interfaz aérea mejorada o los paquetes de datos. Puede existir una variedad de MS, incluida una versión de alta velocidad de los teléfonos actuales para admitir el acceso a datos de alta velocidad, un nuevo dispositivo PDA con un teléfono GSM integrado y tarjetas de PC para computadoras portátiles. Estas estaciones móviles son compatibles con versiones anteriores para realizar llamadas de voz mediante GSM.
Subsistema de estación base GPRS
Cada BSC requiere la instalación de una o más Unidades de Control de Paquetes (PCU) y una actualización de software. La PCU proporciona una interfaz de datos física y lógica al subsistema de estación base (BSS) para el tráfico de paquetes de datos. El BTS también puede requerir una actualización de software, pero normalmente no requiere mejoras de hardware.
Cuando el tráfico de voz o de datos se origina en el móvil del abonado, se transporta a través de la interfaz aérea al BTS y desde el BTS al BSC de la misma forma que una llamada GSM estándar. Sin embargo, a la salida del BSC, el tráfico se separa; la voz se envía al Centro de conmutación móvil (MSC) por GSM estándar, y los datos se envían a un nuevo dispositivo llamado SGSN a través de la PCU a través de una interfaz Frame Relay.
Nodos de soporte GPRS
A continuación, se agregan dos nuevos componentes, denominados Nodos de soporte GPRS de puerta de enlace (GSN) y Nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN):
Nodo de soporte de Gateway GPRS (GGSN)
El nodo de soporte Gateway GPRS actúa como una interfaz y un enrutador para redes externas. Contiene información de enrutamiento para móviles GPRS, que se utiliza para tunelizar paquetes a través de la red troncal interna basada en IP hasta el Nodo de soporte de servicio GPRS correcto. El GGSN también recopila información de carga relacionada con el uso de las redes de datos externas y puede actuar como un filtro de paquetes para el tráfico entrante.
Nodo de soporte de GPRS (SGSN)
El Nodo de Soporte Serving GPRS es responsable de la autenticación de los móviles GPRS, el registro de los móviles en la red, la gestión de la movilidad y la recopilación de información sobre el cobro por el uso de la interfaz aérea.
Espina dorsal interna
La red troncal interna es una red basada en IP que se utiliza para transportar paquetes entre diferentes GSN. La tunelización se utiliza entre SGSN y GGSN, por lo que la red troncal interna no necesita información sobre dominios fuera de la red GPRS. La señalización de un GSN a un MSC, HLR o EIR se realiza mediante SS7.
Área de enrutamiento
GPRS introduce el concepto de un área de enrutamiento. Este concepto es similar al Área de ubicación en GSM, excepto que generalmente contiene menos celdas. Debido a que las áreas de enrutamiento son más pequeñas que las áreas de ubicación, se utilizan menos recursos de radio mientras se transmite un mensaje de búsqueda.