GPRS - Architektura
Architektura GPRS działa na tej samej procedurze co sieć GSM, ale ma dodatkowe jednostki, które pozwalają na pakietową transmisję danych. Ta sieć danych pokrywa się z siecią GSM drugiej generacji, zapewniając przesyłanie danych pakietowych z szybkościami od 9,6 do 171 kb / s. Wraz z transportem danych pakietowych, sieć GSM umożliwia wielu użytkownikom współdzielenie tych samych zasobów interfejsu radiowego jednocześnie.
Poniżej przedstawiono schemat architektury GPRS:
GPRS stara się w jak największym stopniu wykorzystać istniejące elementy sieci GSM, ale aby efektywnie zbudować mobilną sieć komórkową opartą na pakietach, potrzebne są pewne nowe elementy sieci, interfejsy i protokoły do obsługi ruchu pakietowego.
Dlatego GPRS wymaga modyfikacji wielu elementów sieci GSM, co podsumowano poniżej:
Element sieci GSM | Wymagana modyfikacja lub aktualizacja dla GPRS. |
---|---|
Stacja mobilna (MS) | Aby uzyskać dostęp do usług GPRS, wymagana jest nowa stacja mobilna. Te nowe terminale będą wstecznie kompatybilne z GSM dla połączeń głosowych. |
BTS | W istniejącej Bazowej stacji nadawczo-odbiorczej (BTS) wymagana jest aktualizacja oprogramowania. |
BSC | Kontroler stacji bazowej (BSC) wymaga aktualizacji oprogramowania i instalacji nowego sprzętu zwanego jednostką kontroli pakietów (PCU). Jednostka PCU kieruje ruch danych do sieci GPRS i może być oddzielnym elementem sprzętowym związanym z BSC. |
Węzły obsługujące GPRS (GSN) | Wdrożenie GPRS wymaga zainstalowania nowych elementów sieci szkieletowej zwanych obsługującym węzłem obsługi GPRS (SGSN) oraz węzłem obsługi bramy GPRS (GGSN). |
Bazy danych (HLR, VLR itp.) | Wszystkie bazy danych w sieci będą wymagały aktualizacji oprogramowania do obsługi nowych modeli połączeń i funkcji wprowadzonych przez GPRS. |
Stacje mobilne GPRS
Do korzystania z usług GPRS wymagane są nowe stacje mobilne (MS), ponieważ istniejące telefony GSM nie obsługują rozszerzonego interfejsu radiowego ani danych pakietowych. Może istnieć wiele różnych systemów MS, w tym szybka wersja obecnych telefonów obsługująca szybki dostęp do danych, nowe urządzenie PDA z wbudowanym telefonem GSM i karty PC do laptopów. Te stacje mobilne są wstecznie kompatybilne z wykonywaniem połączeń głosowych przy użyciu GSM.
Podsystem stacji bazowych GPRS
Każdy BSC wymaga instalacji jednej lub więcej jednostek kontroli pakietów (PCU) i aktualizacji oprogramowania. Jednostka PCU zapewnia fizyczny i logiczny interfejs danych do podsystemu stacji bazowej (BSS) dla ruchu pakietowego. BTS może również wymagać aktualizacji oprogramowania, ale zazwyczaj nie wymaga ulepszeń sprzętowych.
Kiedy ruch głosowy lub transmisja danych pochodzi z telefonu komórkowego abonenta, jest on przesyłany przez interfejs radiowy do BTS i z BTS do BSC w taki sam sposób jak standardowe połączenie GSM. Jednak na wyjściu BSC ruch jest oddzielony; głos jest przesyłany do Mobile Switching Center (MSC) za pomocą standardowej sieci GSM, a dane są przesyłane do nowego urządzenia zwanego SGSN za pośrednictwem PCU przez interfejs Frame Relay.
Węzły obsługujące GPRS
Po dodaniu dwóch nowych komponentów, zwanych Węzłami obsługi bramek GPRS (GSN) i Węzłem obsługującym GPRS (SGSN):
Węzeł wsparcia Gateway GPRS (GGSN)
Węzeł Gateway GPRS Support Node działa jako interfejs i router do sieci zewnętrznych. Zawiera informacje o routingu dla telefonów komórkowych GPRS, które są wykorzystywane do tunelowania pakietów przez wewnętrzną sieć szkieletową opartą na IP do właściwego węzła obsługującego obsługujący GPRS. GGSN zbiera również informacje o opłatach związane z korzystaniem z zewnętrznych sieci danych i może działać jako filtr pakietów dla ruchu przychodzącego.
Węzeł obsługujący GPRS (SGSN)
Węzeł obsługujący GPRS jest odpowiedzialny za uwierzytelnianie telefonów komórkowych GPRS, rejestrację telefonów komórkowych w sieci, zarządzanie mobilnością i zbieranie informacji o opłatach za korzystanie z interfejsu radiowego.
Wewnętrzny szkielet
Wewnętrzna sieć szkieletowa to sieć oparta na protokole IP używana do przenoszenia pakietów między różnymi GSN. Tunelowanie jest używane między SGSN i GGSN, więc wewnętrzna sieć szkieletowa nie potrzebuje żadnych informacji o domenach poza siecią GPRS. Sygnalizacja z GSN do MSC, HLR lub EIR odbywa się za pomocą SS7.
Obszar routingu
GPRS wprowadza pojęcie obszaru routingu. Ta koncepcja jest podobna do obszaru lokalizacji w GSM, z tą różnicą, że generalnie zawiera mniej komórek. Ponieważ obszary trasowania są mniejsze niż obszary lokalizacji, podczas nadawania komunikatu przywołania zużywa się mniej zasobów radiowych.