Jádro sítě GPRS

Jádro sítě GPRS nebo páteřní síť GPRS je centrální část sítě General Packet Radio Service (GPRS), která umožňuje používat mobilní sítě 2G, 3G a W-CDMA jako připojení do externích sítí pro přenos dat, především pro přenos IP paketů pro přístup k síti Internet. Rozšířením síťového spínacího subsystému sítí 2. generace sítě GSM o GPRS se přineslo novou funkcionalitu, díky které se tyto sítě označují jako 2.5G.

Obecné podpůrné funkce

Jádro sítě GPRS Jádro sítě GPRS zajišťuje mobility management, řízení relací a poskytuje transportní vrstvu pro paketové služby IP v sítích GSM a W-CDMA. +more Jádro sítě poskytuje také podporu pro doplňkové funkce, jako je například účtování a zákonný odposlech.

PRS modul je systém řízený otevřenými standardy. Normalizační orgán je 3GPP.

Prakticky stejná architektura pro službu přenosu paketů byla použita také v dřívějším americkém mobilním systému 2. generace D-AMPS (TDMA); všechny tyto sítě byly před rokem 2010 převedeny na sítě GSM nebo CDMA2000.

{{Kotva|GTP}} GPRS Tunneling Protocol

Tunelovací protokol GPRS je definující protokol jádra sítě GPRS založený na IP. V první řadě je to protokol, který umožňuje koncovým účastníkům GSM nebo W-CDMA sítě přesouvat se z místa na místo a bez ztráty spojení k Internetu, jako by pracoval z jednoho místa, z bránového podpůrného uzlu GPRS . +more Je to realizováno přenosem účastnických dat mezi aktuálním obslužným podpůrným uzlem GPRS a GGSN, který zabezpečuje relaci účastníka. Jádro sítě GPRS používá tři druhy GTP:.

GTP-U: pro přenos uživatelských dat v oddělených tunelech pro každý PDP kontext GTP-C: pro řídicí účely včetně: * vytváření a rušení PDP kontextů * ověření dosažitelnosti GSN * aktualizací polohy při přesunu účastníka z oblasti obsluhované jedním SGSN do oblasti jiného SGSN

GTP': pro přenos účtovacích dat z uzlů GSN na uzly s provádějící účtování.

Uzly GGSN a SGSN (souhrnně označované jako GSN) přijímají GTP-C zprávy na UDP portu 2123 a GTP-U zprávy na portu 2152. V rámci jedné sítě je tato komunikace přímá, v případě mezinárodního iroamingu se uskutečňuje prostřednictvím roamingové ústředny GPRS .

Bránová účtovací funkce přijímá GTP' zprávy odeslané z uzlů GSN na TCP nebo UDP port 3386. Jádro sítě posílá na CGF účtovací informace, které obvykle obsahují trvání aktivace PDP kontextu a objem dat přenesených koncovým účastníkem. +more Tato komunikace, která se uskutečňuje v rámci jedné sítě, není příliš standardizována a v závislosti na dodavatelských a konfiguračních volbách může používat proprietární kódování nebo dokonce kompletně proprietární systém.

GTP verze 0 umožňuje přenos signalizace i uživatelských dat s použitím jednoho generického záhlaví. Lze jej použít s UDP nebo TCP na registrovaném portu 3386. +more GTP verze 1 používá pouze UDP. Protokol řídící roviny GTP-C (Control) používá registrovaný port 2123 a protokol uživatelské roviny GTP-U (uživatel) používá registrovaný port 2152.

{{Kotva|GSN}} Uzel podpory GPRS

Uzel podpory GPRS je síťový uzel, který zajišťuje podporu GPRS v páteřní síti GSM. Všechny uzly GSN by měly mít rozhraní Gn a podporovat tunelovací protokol GPRS. +more Podle funkce dělíme GSN na bránové a obslužné uzly podpory GPRS - GGSN a SGSN.

GGSN

Bránový uzel podpory GPRS je hlavním prvkem sítě GPRS. GGSN je zodpovědný za propojení sítí GPRS s vnějšími sítěmi s přepojováním paketů, jako je Internet a +more25'>X. 25 sítě.

Při pohledu z vnějšku je GGSN router do "podsítě", protože GGSN 'skrývá' GPRS infrastrukturu před vnějšími sítěmi. Když GGSN přijme data určená pro určitého mobilního účastníka, zkontroluje, zda je účastník aktivní. +more Pokud ano, GGSN pošle data na SGSN obsluhující tohoto mobilního účastníka; pokud ne, GGSN data zahodí. Naopak pakety z mobilního telefonu GGSN směruje do správné sítě.

GGSN je kotevní bod, který umožňuje mobilitu uživatelského terminálu v sítích GPRS/UMTS. Lze říci, že GGSN plní v síti GPRS roli domovského agenta v protokolu Mobile IP; udržuje směrování potřebné pro tunelování protokolových datových jednotek (PDU) do SGSN, které obsluhuje konkrétní MS (mobilní stanici).

GGSN převádí GPRS pakety přicházející z SGSN do správného formátu paketového datového protokolu (PDP) (např. IP nebo X. +more25) a posílá je do odpovídající paketové datové sítě. V opačném směru jsou PDP adresy příchozích datových paketů převáděny na GSM adresu cílového účastníka. Pakety s upravenou adresou se posílají odpovědnému SGSN. Za tímto účelem si GGSN ukládá aktuální SGSN adresu účastníka a jeho profil ve svém registru umístění. GGSN je zodpovědné za přidělování IP adres a je výchozím routerem připojeného uživatelského zařízení (UE). GGSN také zajišťuje ověřování a účtování.

K dalším funkcím patří screening účastníka, řízení zásoby IP adres a mapování adres, zajišťování QoS a PDP kontextu.

U sítí LTE vykonává funkci GGSN SAE brána a funkci SGSN MME.

SGSN

Obslužný uzel podpory GPRS je zodpovědný za doručování datových paketů z mobilní stanice a na mobilní stanici v rámci své geografické obslužné oblasti. K jeho úkolům patří směrování a přenos paketů, mobility management (připojení/odpojení a řízení polohy), správa logické linky a funkce ověřování a účtování. +more Registr umístění SGSN ukládá informace o umístění (např. aktuální buňku, aktuální VLR) a účastnické profily (např. číslo IMSI používané v paketové datové síti) všech GPRS účastníků v něm registrovaných.

Společné funkce SGSN

Přijímá GTP pakety z tunelu od GGSN (downlink) * Tuneluje IP pakety směrem ke GGSN (uplink) * Provádí mobility management jako pohotovostní režim mobilních pohybuje z jedné oblasti do druhé Routing Routing Area * Shromažďuje fakturační údaje účastníka

SGSN funkce specifické pro GSM/EDGE

Maximální rychlost přenosu dat je přibližně 60 kbit/s (přibližně 150 kbit/s pro EDGE) na 1 účastníka * Připojení k řídicí jednotce paketů přes Frame Relay nebo IP pomocí zásobníku protokolů rozhraní Gb * Příjem dat z mobilní stanice a vytváření IP paketů * Šifrování paketů odesílaných na mobilní telefon (downlink) a dešifrování paketů v opačném směru (uplink) * Mobility management na úrovni buňky pro mobilní stanice v připojeném režimu

SGSN funkce specifické pro W-CDMA

Přenos dat rychlostí až 42 Mbit/s (downlink) a 5,8 Mbit/s (uplink) (pro HSPA+) * Příjem paketů z tunelu k Radio Network Controller (RNC) a odesílání paketů jdoucí opačným směrem tímto tunelem * Mobility management na úrovni RNC pro mobilní stanice v připojeném režimu

Přístupový bod

Slovní spojení přístupový bod označuje:

* IP síť, ke které může být mobilní stanice připojena * Soubor nastavení, která se používají pro toto připojení * Vybranou možnost ze sady nastavení v mobilním telefonu

Přístupový bod je vybrán, když mobilní telefon GPRS vytvoří PDP kontext. V tomto bodě se určí Access Point Name (APN)

Příklad: aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs Příklad: Internet Příklad: mywap Příklad: hcl.cisco.ggsn

Jméno přístupového bodu se použije pro DNS dotaz do privátní DNS sítě. Výsledkem tohoto procesu je IP adresu GGSN (tzv. +more určení APN), které bude sloužit jako přístupový bod. V tom okamžiku může být aktivován PDP kontext.

PDP kontext

PDP kontext (např. IP, X. +more25, FrameRelay) je datová struktura přítomná na SGSN i GGSN, která, pokud účastník má aktivní relaci, obsahuje informace o této relaci. Pokud chce mobilní telefon použít GPRS, musí se nejprve připojit a potom aktivovat PDP kontext. Tím mu je přidělena datová struktura PDP kontext v SGSN, které právě obsluhuje účastníka, a v GGSN sloužící jako přístupový bod účastníka. Data obsahují:.

* IP adresu účastníka * IMSI účastníka * Identifikátor koncového bodu tunelu účastníka na GGSN * TEID účastníka na SGSN

TEID je číslo přidělené GSN, které identifikuje tunelovaná data vztahující se k určitému PDP kontextu.

Jednu IP adresu může používat několik PDP kontextů. Sekundární PDP Context Activation postup může sloužit pro aktivaci PDP kontextu při opakovaném použití PDP adresy a dalších informací v již aktivním PDP kontextu s jiným QoS profilem. +more Všimněte si, že označení sekundární se vztahuje k proceduře, ne k výsledným PDP kontextům, které nemají takový vztah s jednou PDP adresou, které je použita opakovaně.

Současně může existovat až 11 PDP kontextů (s libovolnou kombinací primární a sekundární). Pro jejich rozlišení slouží Network Service Access Point Identifier.

Referenční body a rozhraní

Síťové standardy definují řadu rozhraní a referenčních bodů v jádře sítě GPRS. Referenční body jsou logická připojovací místa, které jsou obvykle propojena s jinými referenčními body. +more Některé z nich jsou zobrazeny na obrázku struktury sítě.

Rozhraní v síti GPRS

;Ga: Rozhraní slouží pro přenos účtovacích záznamů CDR z uzlů GSN na účtovací bránu . Toto rozhraní používá protokol GTP s úpravami pro přenos CDR (nazývaný GTP' a GTP prime). +more Gb: Rozhraní mezi subsystémem základnových stanic a SGSN. Používá protokol Frame Relay nebo IP. Iu: Rozhraní mezi Radio Network Controller (RNC) a SGSN. Slouží pro přenos signalizace i datového obsahu (payloadu). Gc: Rozhraní mezi GGSN a HLR, které umožňuje GGSN získat informace o tom, kde se nachází mobilní stanice. Aby nebylo nutné v GGSN implementovat protokoly SS7 a protokol MAP, je toto rozhraní volitelné. Není-li přítomno, směruje GGSN dotazy na HLR přes SGSN. Gd: Rozhraní mezi SGSN a SMS branou. Používá protokol MAP verze 1, 2 nebo 3. Ge: Rozhraní mezi SGSN a řídicími body služby (Service Control Point, SCP), používá protokol CAP. Gf: Rozhraní mezi SGSN a registrem mobilních zařízení (EIR), který se používá pro vyhledávání identifikačního číslo mobilního zařízení (IMEI) v seznamu nahlášených odcizených mobilních telefonů. Gi: Rozhraní mezi GGSN a veřejnou datovou sítí (PDN); nejčastěji propojení do sítě Internet, které může být prostřednictvím WAP brány. Gmb: Rozhraní mezi GGSN a servisního střediskem Broadcast-Multicast (BM-SC), který se používá pro řízení MBMS poskytovatelů. Gn: Rozhraní mezi SGSN a dalšími uzly SGSN a (interními) uzly GGSN používající protokol IP. Toto rozhraní používá také DNS. Používá protokol GTP. Gp: Rozhraní mezi vnitřním SGSN a vnějšími GGSN na bázi IP. Mezi SGSN a vnějšími GGSN je hraniční brána (což je v podstatě firewall). Používá protokol GTP. Gr: Rozhraní mezi SGSN a HLR. Rozhraní používá protokol MAP3. Gs: Rozhraní mezi SGSN a MSC (VLR). Používá protokol BSSAP+. Toto rozhraní umožňuje paging a stanice dostupnost když se provádí přenos dat. Je-li stanice připojena k síti GPRS, SGSN si udržuje informaci, ve které směrovací oblasti je stanice připojena. RA je součástí větší oblasti výskytu . Když se navazuje spojení se stanicí stránkováním , tato informace se používá k šetření síťových prostředků. Když stanice poskytuje PDP kontext, SGSN zná přímo BTS, přes kterou je stanice připojena. Gx: Rozhraní on-line politiky mezi GGSN a funkcí pravidel zpoplatnění . Slouží k poskytování služebního datového toku podle účtovacích pravidel. Používá protokol DIAMETER. Gy: On-line účtovací rozhraní mezi GGSN a on-line účtovacím systémem . Používá protokol DIAMETER (resp. Diameter Credit-Control Application, DCCA). Gz: Off-line účtovací rozhraní (používající CDR) mezi GSN a CG. Používá GTP'. Lg: Rozhraní mezi SGSN a Gateway Mobile Location Center (GMLC), které se používá pro Location Based Services. S6d: Rozhraní mezi SGSN a Home Subscriber Server (HSS) pro přenos účtovacích a autentizačních dat o účastníkovi na HSS. Pro autentizaci a autorizaci přístupu účastníka používá protokol DIAMETER.

Odkazy

Reference

Související články

Systém základnových stanic ** Jednotka řízení paketů * Síťový spojovací subsystém

Externí odkazy

[url=http://www. 3gpp. +moreorg]3GPP web page including standards[/url] Webové stránky 3GPP, včetně norem * [url=https://web. archive. org/web/20081030112056/http://www. 3gpp. org/specs/numbering. htm]easy access to different specs[/url] Snadný přístup k různým standardům * [url=http://www. eventhelix. com/RealtimeMantra/Telecom/gprs_attach_pdp_sequence_diagram. pdf]GPRS attach and PDP context activation sequence diagrams[/url] sekvenční diagramy GPRS připojení a aktivace PDP kontextu.

Kategorie:Standardy 3GPP Kategorie:Telekomunikační infrastruktura