GPRS - Kiến trúc
Kiến trúc GPRS hoạt động theo quy trình tương tự như mạng GSM, nhưng có thêm các thực thể cho phép truyền dữ liệu gói. Mạng dữ liệu này chồng lên mạng GSM thế hệ thứ hai cung cấp vận chuyển dữ liệu gói với tốc độ từ 9,6 đến 171 kbps. Cùng với việc vận chuyển dữ liệu gói, mạng GSM cho phép nhiều người dùng chia sẻ đồng thời các tài nguyên giao diện không khí.
Sau đây là sơ đồ Kiến trúc GPRS:
GPRS cố gắng tái sử dụng các phần tử mạng GSM hiện có nhiều nhất có thể, nhưng để xây dựng hiệu quả mạng di động dựa trên gói, cần phải có một số phần tử mạng, giao diện và giao thức mới để xử lý lưu lượng gói.
Do đó, GPRS yêu cầu sửa đổi nhiều phần tử mạng GSM như tóm tắt dưới đây:
| Phần tử mạng GSM | Yêu cầu sửa đổi hoặc nâng cấp cho GPRS. |
|---|---|
| Trạm di động (MS) | Cần có Trạm Di động mới để truy cập các dịch vụ GPRS. Các thiết bị đầu cuối mới này sẽ tương thích ngược với GSM cho các cuộc gọi thoại. |
| BTS | Yêu cầu nâng cấp phần mềm trong Trạm thu phát gốc (BTS) hiện có. |
| BSC | Bộ điều khiển Trạm gốc (BSC) yêu cầu nâng cấp phần mềm và cài đặt phần cứng mới được gọi là bộ điều khiển gói (PCU). PCU hướng lưu lượng dữ liệu đến mạng GPRS và có thể là một phần cứng riêng biệt được liên kết với BSC. |
| Các nút hỗ trợ GPRS (GSN) | Việc triển khai GPRS yêu cầu cài đặt các phần tử mạng lõi mới được gọi là nút hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN) và nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN). |
| Cơ sở dữ liệu (HLR, VLR, v.v.) | Tất cả các cơ sở dữ liệu liên quan đến mạng sẽ yêu cầu nâng cấp phần mềm để xử lý các mô hình và chức năng cuộc gọi mới được giới thiệu bởi GPRS. |
Trạm di động GPRS
Các Trạm Di động (MS) mới được yêu cầu sử dụng dịch vụ GPRS vì các điện thoại GSM hiện có không xử lý giao diện không khí nâng cao hoặc dữ liệu gói. Có thể tồn tại nhiều loại MS, bao gồm phiên bản tốc độ cao của điện thoại hiện tại để hỗ trợ truy cập dữ liệu tốc độ cao, thiết bị PDA mới với điện thoại GSM nhúng và thẻ PC cho máy tính xách tay. Các trạm di động này tương thích ngược để thực hiện cuộc gọi thoại bằng GSM.
Hệ thống con trạm gốc GPRS
Mỗi BSC yêu cầu cài đặt một hoặc nhiều Đơn vị điều khiển gói (PCU) và nâng cấp phần mềm. BĐP cung cấp giao diện dữ liệu vật lý và logic cho Hệ thống con Trạm gốc (BSS) cho lưu lượng dữ liệu gói. BTS cũng có thể yêu cầu nâng cấp phần mềm nhưng thường không yêu cầu cải tiến phần cứng.
Khi một trong hai lưu lượng thoại hoặc dữ liệu được bắt nguồn từ di động thuê bao, nó sẽ được vận chuyển qua giao diện không khí đến BTS và từ BTS đến BSC giống như một cuộc gọi GSM tiêu chuẩn. Tuy nhiên, ở đầu ra của BSC, lưu lượng được tách ra; thoại được gửi đến Trung tâm Chuyển mạch Di động (MSC) theo GSM tiêu chuẩn, và dữ liệu được gửi đến một thiết bị mới gọi là SGSN qua PCU qua giao diện Frame Relay.
Các nút hỗ trợ GPRS
Sau hai thành phần mới, được gọi là Gateway GPRS Support Nodes (GSN) và, Serving GPRS Support Node (SGSN) được thêm vào:
Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN)
Nút hỗ trợ Gateway GPRS hoạt động như một giao diện và một bộ định tuyến đến các mạng bên ngoài. Nó chứa thông tin định tuyến cho điện thoại di động GPRS, được sử dụng để chuyển các gói tin qua đường trục nội bộ dựa trên IP đến đúng Nút hỗ trợ GPRS phục vụ. GGSN cũng thu thập thông tin tính phí được kết nối với việc sử dụng mạng dữ liệu bên ngoài và có thể hoạt động như một bộ lọc gói cho lưu lượng đến.
Cung cấp nút hỗ trợ GPRS (SGSN)
Nút hỗ trợ GPRS phục vụ chịu trách nhiệm xác thực điện thoại di động GPRS, đăng ký điện thoại di động trong mạng, quản lý tính di động và thu thập thông tin về việc tính phí cho việc sử dụng giao diện không khí.
Xương sống nội bộ
Đường trục nội bộ là mạng dựa trên IP được sử dụng để truyền các gói giữa các GSN khác nhau. Đường hầm được sử dụng giữa SGSN và GGSN, vì vậy đường trục nội bộ không cần bất kỳ thông tin nào về các miền bên ngoài mạng GPRS. Báo hiệu từ GSN đến MSC, HLR hoặc EIR được thực hiện bằng SS7.
Khu vực định tuyến
GPRS giới thiệu khái niệm về Vùng định tuyến. Khái niệm này tương tự như Khu vực vị trí trong GSM, ngoại trừ việc nó thường chứa ít ô hơn. Vì khu vực định tuyến nhỏ hơn khu vực vị trí, tài nguyên vô tuyến được sử dụng ít hơn Trong khi phát một thông báo trang.