Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску

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)

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 шлюзового 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) [1] 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 для «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 по соответствующей сети 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) [1] - это узел, который обслуживает MS / UE . SGSN поддерживает GPRS и / или UMTS . [2] 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. [3]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 по направлению 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. [4]
  • Автономная система начисления платы (OFCS) собирает записи о начислении платы от SGSN. [3]
  • SGSN содержит механизмы для предотвращения и обработки ситуаций перегрузки. [5]
  • SGSN обменивается данными с другими SGSN и / или MME ( объектами управления мобильностью ) (интерфейсы Gn / S16 / S3)

Специфические функции SGSN для GSM / EDGE

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

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 межсетевым мобильным центром определения местоположения ( 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. [6]
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. [7] Интерфейс основан на протоколе Diameter.
S16
Этот интерфейс определяется между двумя SGSN и использует исключительно GTPv2-C. [8]

См. Также

  • Подсистема базовой станции
    • Блок управления пакетами
  • Подсистема сетевой коммутации

Ссылки

  1. ^ a b "3GPP TS 23.002 V12.5.0 (2014-10)" (PDF) . ETSI. Октябрь 2014. с. 29 . Проверено 17 октября 2019 года .
  2. ^ 3G TS 23.060 версия 3.1.0, стр.23
  3. ^ a b 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (2017-03), стр.23
  4. ^ 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (2017-03), стр.24
  5. ^ 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (2017-03), стр.35
  6. ^ 3GPP TS 29.303 версия 10.1.0 Выпуск 10, стр.7
  7. ^ SAE и развитое пакетное ядро: двигатель революции мобильного широкополосного доступа, стр. 365
  8. ^ SAE и развитое пакетное ядро: двигатель революции мобильного широкополосного доступа, стр. 237-238

Внешние ссылки

  • Веб-страница 3GPP, включая стандарты
  • легкий доступ к различным спецификациям
  • Диаграммы последовательности подключения GPRS и активации контекста PDP

Основная ссылка

  • 3GPP TS 23.060 V13.4.0 (2015-09)