Цифровая система подвижной радиосвязи стандарта GPRS

Цифровая система подвижной радиосвязи стандарта GPRS.

Технология построения; коммутация каналов и коммутация пакетов. Принципы передачи данных в пакетных сетях: стек протоколов TCP/ IP; IP-адресация; маршрутизация дейтаграмм.

Архитектура сети GPRS. Интерфейсы сети GPRS, радиоинтерфейс сети; физические и логические каналы в сети GPRS; передача пакетных данных по радиоинтерфейсу; шифрование в сети GPRS.

Услуги и качество обслуживания в сети GPRS (услуги и их безопасность, сбор данных о соединении, качество обслуживания).

Управление трафиком в сети GPRS: подключение и отключение в сети; данные об абоненте; переопределение местоположения; управление сеансом.

Гл а в а 13

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ GPRS

13.1. Общее представление

В традиционной сети GSMвозможна передача данных со скоро­стью 9,6 Кбит/с при использовании режима коммутации каналов. Указанное значение можно существенно увеличить, применив тех­нологию высокоскоростной передачи данных по коммутируемым каналам, т.е. выделения одному абоненту на несущей частоте не­скольких слотов. Так, при выделении четырех слотов скорость пе­редачи может составлять до 48 Кбит/с. К достоинствам такой тех­нологии относятся высокая и постоянная скорость и малая задерж­ка, гарантирующие передачу информации в реальном времени.

В то же время даже при использовании технологии высокоско­ростной передачи данных с коммутацией каналов (HSCSD) на время всего сеанса связи между абонентами организуется дуплекс­ный канал, который находится в исключительном пользовании данной пары абонентов независимо от его реальной загруженно­сти. Так как многие приложения (электронная почта, факс, рабо­та в сети Интернет) характеризуются неравномерным трафиком, передача данных на основе коммутации каналов может оказаться неэффективной с точки зрения использования сетевых ресурсов.

Для повышения эффективности передачи данных в сетях GSMЕвропейским институтом стандартов в области телекоммуника­ций (ETSI— EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute) была осуществлена модернизация стандарта GSM, позволившая орга­низовать услугу передачи данных на базе пакетной коммутации. В рамках такой технологии действующую сеть необходимо подвер­гнуть некоторому видоизменению: развернуть принципиально но­вые узлы, изменить некоторое оборудование, инсталлировать до­полнительное программное обеспечение. Фактически при этом па­раллельно действующей сети создается новая сеть, тесно связан­ная со старой и использующая общие с ней ресурсы. Рассмотрим принципы построения и функционирования сети GPRS[4, 6].

13.2. Коммутация каналов и коммутация пакетов

В основу реализации традиционной сети GSMположен прин­цип коммутации каналов, т.е. при каждом сеансе связи сетевые ресурсы в полном объеме предоставляются абонентам на весь период соединения. Такой подход обеспечивает относительно малые задержки сигналов и обычно используется в мобильных и стаци­онарных сетях для передачи речевых сообщений.

Однако, как уже говорилось, существует класс сетей передачи данных с использованием принципа коммутации пакетов, при котором передаваемая информация делится на отдельные части — пакеты, содержащие наряду с информационной частью адрес (идентификатор) назначения, позволяющий специальным сете­вым устройствам — маршрутизаторам — передавать пакет по сети, _а также во внешние сети.

Разницу рассматриваемых принципов коммутации иллюстри­рует рис. 13.1.

С исторической точки зрения пакетная сеть GPRSявляется раз­витием существующих сетей с канальной коммутацией, так как позволяет организовать обмен данными непосредственно от мо­бильного абонента.

В то же время в такой сети обеспечивается доступ к сетям пере­дачи данных, работающим по стандартным сетевым протоколам, например протоколам Х.25 корпоративных сетей или Интернет-протоколам.

Пакеты информации от различных абонентов объединяются (мультиплексируются) маршрутизатором в укрупненные блоки, передача которых далее осуществляется по отдельным участкам сети в определенной последовательности. Например, после пере­дачи пакета данных от одного абонента радиоканал может быть предоставлен другому абоненту. Таким образом, пакеты данных проходят практически через все элементы сети GPRS, а также, возможно, через ряд подсетей.

Несмотря на то что передача информации при GPRSосуще­ствляется дискретным образом, у абонентов создается впечатле-

ние прямого физического соединения, называемого в этом случае виртуальным. Однако в этих сетях все же возможны различные задержки, поэтому между сетевым оператором и потребителем должны быть оговорены условия по качеству предоставляемых услуг.

Скорость передачи информации в сетях с пакетной коммутацией не является фиксированной, как это имеет место в сетях с коммутацией каналов, а может изменяться в зависимости от те­кущего состояния сети и потребности абонентов. Стандарт GPRsпредусматривает широкий диапазон скоростей передачи данных-от 100 бит/с до 100 Кбит/с, но в любом случае выбор конкретно­го значения осуществляется как компромисс между скоростью передачи и зоной покрытия.

Сравни