GPRS: enrutamiento de datos
El enrutamiento de datos o el enrutamiento de paquetes de datos hacia y desde un usuario móvil es uno de los requisitos fundamentales en la red GPRS. El requisito se puede dividir en dos áreas:
- Enrutamiento de paquetes de datos
- Gestión de movilidad.
Enrutamiento de paquetes de datos
Las funciones importantes de GGSN implican la sinergia con la red de datos externa. El GGSN actualiza el directorio de ubicación utilizando la información de enrutamiento proporcionada por los SGSN sobre la ubicación de una MS. Enruta el paquete de protocolo de red de datos externos encapsulado a través de la red troncal GPRS al SGSN que actualmente sirve a la MS. También desencapsula y reenvía paquetes de red de datos externos a la red de datos adecuada y recopila datos de carga que se envían a una pasarela de carga (CG).
Hay tres esquemas de enrutamiento importantes:
Mobile-originated message - Esta ruta comienza en el dispositivo móvil GPRS y termina en el host.
Network-initiated message when the MS is in its home network - Esta ruta comienza en el host y termina en el dispositivo móvil GPRS.
Network-initiated message when the MS roams to another GPRS network - Esta ruta comienza en el host de la red visitada y termina en el dispositivo móvil GPRS.
La red GPRS encapsula todos los protocolos de red de datos en su propio protocolo de encapsulación denominado protocolo de túnel GPRS (GTP). El GTP garantiza la seguridad en la red troncal y simplifica el mecanismo de enrutamiento y la entrega de datos a través de la red GPRS.
Gestión de movilidad
El funcionamiento del GPRS es en parte independiente de la red GSM. Sin embargo, algunos procedimientos comparten los elementos de la red con las funciones GSM actuales para aumentar la eficiencia y hacer un uso óptimo de los recursos GSM libres (como los intervalos de tiempo no asignados).
Una MS puede estar en cualquiera de los tres estados siguientes en el sistema GPRS. El modelo de tres estados es exclusivo de la radio por paquetes. GSM utiliza un modelo de dos estados, ya sea inactivo o activo.
Estado activo
Los datos se transmiten entre una MS y la red GPRS solo cuando la MS está en estado activo. En el estado activo, el SGSN conoce la ubicación de la celda de la MS.
La transmisión de paquetes a una MS activa se inicia mediante la búsqueda de paquetes para notificar a la MS de un paquete de datos entrante. La transmisión de datos procede inmediatamente después de la búsqueda de paquetes a través del canal indicado por el mensaje de búsqueda. El propósito del mensaje de búsqueda es simplificar el proceso de recepción de paquetes. La MS escucha solo los mensajes de búsqueda en lugar de todos los paquetes de datos en los canales de enlace descendente. Esto reduce significativamente el uso de la batería.
Cuando una MS tiene un paquete para transmitir, debe acceder al canal de enlace ascendente (es decir, el canal a la red de paquetes de datos donde residen los servicios). El canal de enlace ascendente es compartido por varias MS y su uso lo asigna un BSS. La MS solicita el uso del canal en un mensaje de acceso aleatorio. El BSS asigna un canal no utilizado a la MS y envía un mensaje de concesión de acceso en respuesta al mensaje de acceso aleatorio.
Estado de espera
En el estado de espera, solo se conoce el área de enrutamiento de la MS. (El área de enrutamiento puede constar de una o más celdas dentro de un área de ubicación GSM).
Cuando el SGSN envía un paquete a una MS que está en estado de espera, la MS debe ser paginada. Debido a que el SGSN conoce el área de enrutamiento de la MS, se envía un mensaje de búsqueda de paquetes al área de enrutamiento. Al recibir el mensaje de paginación del paquete, la MS transmite su ubicación de celda al SGSN para establecer el estado activo.
Estado inactivo
En el estado inactivo, la MS no tiene un contexto GPRS lógico activado ni ninguna dirección de Red de datos pública conmutada por paquetes (PSPDN) asignada. En este estado, la MS puede recibir solo aquellos mensajes de multidifusión que pueden ser recibidos por cualquier MS GPRS. Debido a que la infraestructura de la red GPRS no conoce la ubicación de la MS, no es posible enviar mensajes a la MS desde redes de datos externas.
Actualizaciones de enrutamiento
Cuando una MS que está en un estado activo o en espera se mueve de un área de enrutamiento a otra dentro del área de servicio de un SGSN, debe realizar una actualización de enrutamiento. La información del área de enrutamiento en el SGSN se actualiza y el éxito del procedimiento se indica en el mensaje de respuesta.
Se invoca un procedimiento de actualización de encaminamiento basado en células cuando una MS activa entra en una nueva célula. La MS envía un mensaje corto que contiene la identidad de la MS y su nueva ubicación a través de canales GPRS a su SGSN actual. Este procedimiento se utiliza solo cuando la MS está en estado activo.
La actualización de enrutamiento entre SGSN es la actualización de enrutamiento más complicada. La MS cambia de un área SGSN a otra y debe establecer una nueva conexión a un nuevo SGSN. Esto significa crear un nuevo contexto de enlace lógico entre la MS y el nuevo SGSN e informar al GGSN sobre la nueva ubicación de la MS.