Базовая сеть GPRS - GPRS core network

Ядро GPRS - сеть является центральной частью радиослужбы общего пакета (GPRS) , который позволяет 2G , 3G и WCDMA сетей мобильной связи для передачи IP - пакетов с внешними сетями , такими как Интернет . Система GPRS является составной частью подсистемы коммутации сети GSM .

Сеть обеспечивает управление мобильностью , управление сеансами и транспорт для пакетных услуг Интернет протокола в сетях GSM и WCDMA. Базовая сеть также обеспечивает поддержку других функций, таких как выставление счетов и законный перехват . Также на одном этапе было предложено поддерживать услуги пакетной радиосвязи в системе D-AMPS TDMA США , однако на практике все эти сети были преобразованы в GSM, поэтому этот вариант стал неактуальным.

Модуль PRS - это система, основанная на открытых стандартах. Органом стандартизации является 3GPP .

Протокол туннелирования GPRS (GTP)

Основная статья: Протокол туннелирования GPRS

GPRS Tunneling Protocol является определение IP -На протокола сердцевинной GPRS сети. В первую очередь это протокол, который позволяет конечным пользователям сети GSM или WCDMA перемещаться с места на место, продолжая подключаться к Интернету, как если бы из одного места на узле поддержки шлюза GPRS (GGSN) . Он делает это, передавая данные абонента от текущего обслуживающего узла поддержки GPRS (SGSN) абонента в GGSN, который обрабатывает сеанс абонента. Базовая сеть GPRS использует три формы GTP.

ГТП-У
для передачи пользовательских данных в отдельных туннелях для каждого контекста протокола пакетных данных (PDP)
GTP-C
по причинам контроля, в том числе:
  • установка и удаление контекстов PDP;
  • проверка доступности ГСН;
  • обновления; например, когда абоненты переходят от одного SGSN к другому.
GTP '
для передачи данных о начислении платы в функцию Charging Gateway.

Узлы поддержки GPRS (GSN)

GSN - это сетевой узел, который поддерживает использование GPRS в базовой сети GSM. Все GSN должны иметь интерфейс Gn и поддерживать протокол туннелирования GPRS. Существует два основных варианта GSN, а именно: шлюз и обслуживающий узел поддержки GPRS.

Узел поддержки шлюза GPRS (GGSN)

Узел поддержки GPRS шлюза (GGSN) является одним из двух компонентов домена PS GPRS. GGSN вместе с SGSN обрабатывают передачу пакетов между сетью GPRS и внешними сетями с коммутацией пакетов, такими как Интернет или сеть X.25 .

С точки зрения внешней сети, GGSN - это маршрутизатор «подсети», потому что GGSN «скрывает» инфраструктуру GPRS от внешней сети. Когда GGSN получает данные, адресованные определенному пользователю, он проверяет, активен ли пользователь. Если это так, GGSN пересылает данные в SGSN, обслуживающий мобильного пользователя, но если мобильный пользователь неактивен, данные отбрасываются. В другом направлении пакеты, исходящие от мобильных устройств, направляются GGSN в нужную сеть.

GGSN - это точка привязки, которая обеспечивает мобильность пользовательского терминала в сетях GPRS / UMTS . По сути, он выполняет роль в GPRS, эквивалентную домашнему агенту в Mobile IP . Он поддерживает маршрутизацию, необходимую для туннелирования блоков данных протокола (PDU) в SGSN, который обслуживает конкретную мобильную станцию (MS).

GGSN преобразует пакеты GPRS, поступающие от SGSN, в соответствующий формат протокола пакетных данных (PDP) (например, IP или X.25) и отправляет их в соответствующую сеть пакетной передачи данных. В другом направлении PDP-адреса входящих пакетов данных преобразуются в GSM-адрес целевого пользователя. Пакеты с переадресацией отправляются в ответственный SGSN. Для этого GGSN сохраняет текущий адрес SGSN пользователя и его или ее профиль в своем регистре местоположения. GGSN отвечает за назначение IP-адресов и является маршрутизатором по умолчанию для подключенного пользовательского оборудования (UE). GGSN также выполняет функции аутентификации и начисления платы.

Другие функции включают в себя проверку абонентов, управление пулом IP-адресов и сопоставление адресов , обеспечение QoS и контекста PDP.

В сценарии LTE функциональность GGSN перемещается на шлюз SAE (при этом функциональность SGSN работает в MME ).

Обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN)

Обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN) - это узел, который обслуживает MS / UE . SGSN поддерживает GPRS и / или UMTS . SGSN отслеживает местоположение отдельной MS / UE и выполняет функции безопасности и управления доступом. SGSN подключен к системе базовой станции GERAN через интерфейс Gb или Iu и / или к UTRAN через интерфейс Iu. SGSN отвечает за доставку пакетов данных от и к мобильным станциям в пределах своей географической зоны обслуживания. В его задачи входят маршрутизация и передача пакетов, управление мобильностью (присоединение / отсоединение и управление местоположением), управление логическим каналом, а также функции аутентификации и начисления платы. В регистре местоположения SGSN хранится информация о местоположении (например, текущая ячейка, текущий VLR ) и профили пользователей (например, IMSI , адрес (а), используемый в сети пакетной передачи данных) всех пользователей GPRS, зарегистрированных в нем.

Общие функции SGSN

  • Отстройка пакетов GTP от GGSN (нисходящая линия)
  • Туннелируйте IP-пакеты к GGSN (восходящий канал)
  • Осуществлять управление мобильностью, когда мобильный телефон в режиме ожидания перемещается из одной области маршрутизации в другую область маршрутизации.
  • Выставление счетов пользователю в соответствии с использованными данными.
  • Процедура проверки подлинности мобильного оборудования (интерфейсы Gf / S13 ').
  • SMS GMSC и SMS IWMSC поддерживают передачу SMS через SGSN.
  • Автономная система начисления платы (OFCS) собирает записи о начислении платы от SGSN.
  • SGSN содержит механизмы для предотвращения и обработки ситуаций перегрузки.
  • SGSN обменивается данными с другими SGSN и / или MME ( объектами управления мобильностью ) (интерфейсы Gn / S16 / S3)

GSM / EDGE специфические функции SGSN

Расширенные скорости передачи данных для конкретных функций и характеристик SGSN для развития GSM (EDGE):

  • Максимальная скорость передачи данных прибл. 60 кбит / с (150 кбит / с для EDGE) на абонента
  • Подключение через Frame Relay или IP к блоку управления пакетами с использованием стека протоколов Gb
  • Принимать данные восходящего канала для формирования IP-пакетов
  • Шифровать данные нисходящего канала, дешифровать данные восходящего канала
  • Управление мобильностью до уровня соты для мобильных устройств в подключенном режиме

Специальные функции SGSN для WCDMA

  • Переносит до 42 Мбит / с трафика по нисходящему каналу и до 5,8 Мбит / с по восходящему каналу (HSPA +)
  • Туннелирование / расхождение пакетов нисходящей / восходящей линии связи к контроллеру радиосети (RNC)

Точка доступа

Основная статья: Имя точки доступа

Точка доступа - это:

  • IP-сеть, к которой можно подключить мобильный телефон.
  • Набор настроек, которые используются для этого подключения.
  • Конкретная опция в наборе настроек в мобильном телефоне

Когда мобильный телефон GPRS устанавливает контекст PDP, выбирается точка доступа. На этом этапе определяется имя точки доступа (APN).

Пример: aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs
Пример: геоячейка
Пример: Интернет
Пример: hcl.cisco.ggsn

Затем эта точка доступа используется в запросе DNS к частной сети DNS. Этот процесс (называемый разрешением APN) наконец дает IP-адрес GGSN, который должен обслуживать точку доступа. На этом этапе можно активировать контекст PDP.

Контекст PDP

Контекст протокола пакетных данных (PDP; например, IP, X.25, FrameRelay) представляет собой структуру данных, присутствующую как на обслуживающем узле поддержки GPRS (SGSN), так и на узле поддержки GPRS шлюза (GGSN), которая содержит информацию о сеансе абонента, когда у абонента активная сессия. Когда мобильный телефон хочет использовать GPRS, он должен сначала подключиться, а затем активировать контекст PDP . Это выделяет структуру данных контекста PDP в SGSN, который абонент в настоящее время посещает, и GGSN, обслуживающем точку доступа подписчика. Записанные данные включают

  • IP-адрес подписчика
  • IMSI подписчика
  • Идентификатор конечной точки туннеля подписчика (TEID) в GGSN
  • Идентификатор конечной точки туннеля подписчика (TEID) в SGSN

Ориентиры и интерфейсы

В рамках стандартов базовой сети GPRS существует ряд интерфейсов и эталонных точек (логических точек подключения, которые, вероятно, имеют общее физическое соединение с другими эталонными точками). Некоторые из этих имен можно увидеть на схеме сетевой структуры на этой странице.

Интерфейсы в сети GPRS

Ga
Интерфейс обслуживает CDR (учетные записи), которые записываются в GSN и отправляются в шлюз начисления платы (CG). Этот интерфейс использует протокол на основе GTP с модификациями, которые поддерживают CDR (называемые GTP ' и GTP prime ).
Гб
Интерфейс между подсистемой базовой станции и SGSN, протокол передачи может быть Frame Relay или IP.
Iu
Интерфейс между контроллером радиосети и SGSN. Интерфейс обменивается сигналами и полезной нагрузкой.
Gc
Интерфейс между GGSN и HLR, чтобы GGSN мог получить сведения о местоположении мобильной станции . Чтобы избежать реализации MAP / SS7 в GGSN, этот интерфейс не является обязательным. Если он отсутствует, GGSN направляет запросы к HLR через SGSN .
Б-г
Интерфейс между SGSN и SMS-шлюзом. Можно использовать MAP1, MAP2 или MAP3.
Ge
Интерфейс между SGSN и точкой управления услугами (SCP); использует протокол CAP .
Gf
Интерфейс между SGSN и регистром идентификации оборудования (EIR), используемый для проверки идентификационного номера мобильного оборудования (IMEI) по списку зарегистрированных украденных мобильных телефонов.
Gi
Интерфейс на основе IP между GGSN и общедоступной сетью передачи данных (PDN) либо напрямую в Интернет, либо через шлюз WAP .
Gmb
Интерфейс между GGSN и центром обслуживания широковещательной и многоадресной передачи (BM-SC), используемый для управления однонаправленными каналами MBMS.
Gn
Интерфейс на основе IP между SGSN и другими SGSN и (внутренними) GGSN. DNS также использует этот интерфейс. Использует протокол GTP.
Gp
Интерфейс на основе IP между внутренним SGSN и внешними GGSN. Между SGSN и внешним GGSN находится пограничный шлюз (который, по сути, является межсетевым экраном ). Также использует протокол GTP.
Gr
Интерфейс между SGSN и HLR. Сообщения, проходящие через этот интерфейс, используют протокол MAP3.
Gs
Интерфейс между SGSN и MSC (VLR). Использует протокол BSSAP + . Этот интерфейс позволяет пейджинговую связь и доступность станции при передаче данных. Когда станция подключена к сети GPRS, SGSN отслеживает, к какой области маршрутизации (RA) подключена станция. RA является частью более крупной локационной области (LA). При подкачке станции эта информация используется для экономии сетевых ресурсов. Когда станция выполняет контекст PDP, у SGSN есть точная BTS, которую использует станция.
Gx
Сетевой интерфейс политики между GGSN и функцией правил тарификации (CRF). Он используется для обеспечения потока служебных данных на основе правил тарификации. Использует протокол диаметра.
Гр
Интерактивный интерфейс тарификации между GGSN и системой онлайн-тарификации (OCS). Использует протокол диаметра ( приложение DCCA ).
Gz
Автономный (на основе CDR ) интерфейс тарификации между GGSN и системой тарификации использует GTP '.
LG
Интерфейс между SGSN и центром определения местоположения шлюза ( GMLC ), используемый для услуг на основе определения местоположения.
S3
Этот интерфейс определяется между SGSN и MME и используется для обмена информацией о пользователях и канале связи в процедурах межсистемной мобильности. Этот интерфейс реализован с использованием eGTP-C .
S4
Этот интерфейс определяется между SGSN и SGW (обслуживающим шлюзом). Термин «S4-SGSN» относится к SGSN версии 8, в которой задействован по крайней мере один набор интерфейсов S4 / S3 / S16.
S6d
Интерфейс между SGSN и домашним абонентским сервером (HSS). Это интерфейс на основе Diameter, который используется для передачи данных подписки и аутентификации пользователя в HSS для аутентификации и авторизации доступа пользователя.
S13 '
Этот интерфейс определяется между SGSN и EIR (Регистром идентификации оборудования). Интерфейс S13 'применим только к SGSN на базе S4. Интерфейс основан на протоколе Diameter.
S16
Этот интерфейс определяется между двумя SGSN и использует исключительно GTPv2-C.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

Основная ссылка