GPRS - Roteamento de Dados
O roteamento de dados ou roteamento de pacotes de dados de e para um usuário móvel é um dos requisitos básicos da rede GPRS. O requisito pode ser dividido em duas áreas:
- Roteamento de pacote de dados
- Gerenciamento de mobilidade.
Roteamento de pacote de dados
As funções importantes do GGSN envolvem sinergia com a rede de dados externa. O GGSN atualiza o diretório de localização usando informações de roteamento fornecidas pelos SGSNs sobre a localização de um MS. Ele roteia o pacote de protocolo de rede de dados externo encapsulado no backbone GPRS para o SGSN que está servindo atualmente ao MS. Ele também desencapsula e encaminha pacotes de rede de dados externos para a rede de dados apropriada e coleta dados de cobrança que são encaminhados para um gateway de cobrança (CG).
Existem três esquemas de roteamento importantes:
Mobile-originated message - Este caminho começa no dispositivo móvel GPRS e termina no host.
Network-initiated message when the MS is in its home network - Este caminho começa no host e termina no dispositivo móvel GPRS.
Network-initiated message when the MS roams to another GPRS network - Este caminho começa no host da rede visitada e termina no dispositivo móvel GPRS.
A rede GPRS encapsula todos os protocolos de rede de dados em seu próprio protocolo de encapsulamento, denominado protocolo de túnel GPRS (GTP). O GTP garante a segurança na rede backbone e simplifica o mecanismo de roteamento e entrega de dados pela rede GPRS.
Gestão de Mobilidade
A operação do GPRS é parcialmente independente da rede GSM. No entanto, alguns procedimentos compartilham os elementos de rede com as funções GSM atuais para aumentar a eficiência e otimizar o uso dos recursos GSM gratuitos (como intervalos de tempo não alocados).
Um MS pode estar em qualquer um dos três estados a seguir no sistema GPRS. O modelo de três estados é exclusivo para pacotes de rádio. O GSM usa um modelo de dois estados ocioso ou ativo.
Estado ativo
Os dados são transmitidos entre um MS e a rede GPRS apenas quando o MS está no estado ativo. No estado ativo, o SGSN conhece a localização da célula do MS.
A transmissão de pacotes para uma MS ativa é iniciada por paging de pacote para notificar a MS de um pacote de dados de entrada. A transmissão de dados prossegue imediatamente após o paging do pacote através do canal indicado pela mensagem de paging. O objetivo da mensagem de paging é simplificar o processo de recebimento de pacotes. A MS escuta apenas as mensagens de paging em vez de todos os pacotes de dados nos canais de downlink. Isso reduz significativamente o uso da bateria.
Quando um MS tem um pacote para transmitir, ele deve acessar o canal de uplink (ou seja, o canal para a rede de dados por pacote onde residem os serviços). O canal de uplink é compartilhado por vários MSs e seu uso é alocado por um BSS. A MS solicita o uso do canal em uma mensagem de acesso aleatório. O BSS aloca um canal não utilizado à MS e envia uma mensagem de concessão de acesso em resposta à mensagem de acesso aleatório.
Estado de espera
No estado de espera, apenas a área de roteamento do MS é conhecida. (A área de roteamento pode consistir em uma ou mais células dentro de uma área de localização GSM).
Quando o SGSN envia um pacote para um MS que está no estado de espera, o MS deve ser paginado. Como o SGSN conhece a área de roteamento da MS, uma mensagem de paging de pacote é enviada para a área de roteamento. Ao receber a mensagem de paging de pacote, a MS retransmite sua localização de célula para o SGSN para estabelecer o estado ativo.
Estado inativo
No estado inativo, o MS não tem um contexto GPRS lógico ativado ou nenhum endereço de Rede de Dados Pública Comutada por Pacote (PSPDN) alocado. Neste estado, a MS pode receber apenas as mensagens multicast que podem ser recebidas por qualquer MS GPRS. Como a infraestrutura da rede GPRS não conhece a localização do MS, não é possível enviar mensagens para o MS a partir de redes de dados externas.
Atualizações de roteamento
Quando um MS que está ativo ou em estado de espera se move de uma área de roteamento para outra dentro da área de serviço de um SGSN, ele deve realizar uma atualização de roteamento. A informação da área de encaminhamento no SGSN é actualizada e o sucesso do procedimento é indicado na mensagem de resposta.
Um procedimento de atualização de roteamento baseado em célula é invocado quando um MS ativo entra em uma nova célula. A MS envia uma mensagem curta contendo a identidade da MS e sua nova localização através dos canais GPRS para seu SGSN atual. Este procedimento é usado somente quando o MS está no estado ativo.
A atualização de roteamento inter-SGSN é a atualização de roteamento mais complicada. O MS muda de uma área SGSN para outra e deve estabelecer uma nova ligação a um novo SGSN. Isso significa criar um novo contexto de link lógico entre o MS e o novo SGSN e informar o GGSN sobre a nova localização do MS.