GPRS törzshálózat - GPRS core network

A GPRS törzshálózat az általános csomagkapcsolt rádiószolgáltatás (GPRS) központi része, amely lehetővé teszi a 2G , 3G és WCDMA mobilhálózatok számára, hogy IP- csomagokat továbbítsanak külső hálózatokhoz, például az internethez . A GPRS rendszer a GSM hálózat kapcsoló alrendszer integrált része .

A hálózat mobilitáskezelést , munkamenet-menedzsmentet és szállítást biztosít az Internet Protocol csomagszolgáltatásokhoz a GSM és WCDMA hálózatokban. Az alaphálózat egyéb funkciókat is támogat, például a számlázást és a törvényes lehallgatást . Azt is javasolták, hogy egy szakaszban támogassák a csomagrádió szolgáltatásokat az amerikai D-AMPS TDMA rendszerben, azonban a gyakorlatban mindezeket a hálózatokat átalakították GSM-re, így ez a lehetőség lényegtelenné vált.

A PRS modul egy nyílt szabványok által vezérelt rendszer. A szabványosító testület a 3GPP .

GPRS alagút protokoll (GTP)

GPRS protokollbújtatás a meghatározó IP alapú protokoll a GPRS maghálózat. Elsõsorban ez a protokoll lehetõvé teszi a GSM vagy WCDMA hálózat végfelhasználóinak, hogy mozogjanak helyrõl a másikra, miközben továbbra is csatlakoznak az Internethez, mintha az egyik helyrõl a Gateway GPRS támogatási csomóponton (GGSN) . Ezt úgy csinálja, hogy az előfizető adatait az előfizető aktuális kiszolgáló GPRS-támogatási csomópontjáról (SGSN) továbbítja az előfizető munkamenetét kezelő GGSN-be. A GTP három formáját használja a GPRS törzshálózat.

GTP-U
felhasználói adatok külön alagútban történő továbbításához az egyes csomagadat-protokoll (PDP) kontextusokhoz
GTP-C
ellenőrzési okokból, beleértve:
  • a PDP-kontextusok beállítása és törlése;
  • a GSN elérhetőségének ellenőrzése;
  • frissítések; pl. amikor az előfizetők az egyik SGSN-ről a másikra lépnek.
GTP ”
a töltési adatok átviteléhez a töltési átjáró funkcióhoz.

GPRS támogatási csomópontok (GSN)

A GSN olyan hálózati csomópont, amely támogatja a GPRS használatát a GSM törzshálózatban. Minden GSN-nek Gn interfésszel kell rendelkeznie, és támogatnia kell a GPRS alagút protokollt. A GSN-nek két kulcsváltozata van, nevezetesen a Gateway és a Serving GPRS támogatási csomópont.

Átjáró GPRS támogatási csomópont (GGSN)

Az átjáró GPRS támogatási csomópont (GGSN) a GPRS PS tartomány két összetevőjének egyike. A GGSN és az SGSN együtt kezeli a GPRS hálózat és a külső csomagkapcsolt hálózatok, például az Internet vagy az X.25 hálózat közötti csomagátvitelt .

Külső hálózat szempontjából a GGSN egy "alhálózat" útválasztója, mivel a GGSN "elrejti" a GPRS infrastruktúrát a külső hálózat elől. Amikor a GGSN egy adott felhasználónak címzett adatokat fogad, akkor ellenőrzi, hogy a felhasználó aktív-e. Ha igen, akkor a GGSN továbbítja az adatokat a mobil felhasználót kiszolgáló SGSN-nek, de ha a mobil felhasználó inaktív, az adatokat eldobják. A másik irányban a mobil eredetű csomagokat a GGSN továbbítja a megfelelő hálózatba.

A GGSN az a rögzítési pont, amely lehetővé teszi a felhasználói terminál mobilitását a GPRS / UMTS hálózatokban. Lényegében GPRS- ben a mobil IP otthoni ügynökével egyenértékű szerepet tölt be . Fenntartja a protokolladat-egységek (PDU) alagutazásához szükséges útvonalt az adott mobil állomást (MS) kiszolgáló SGSN-hez .

A GGSN átalakítja az SGSN-től érkező GPRS-csomagokat a megfelelő csomagkapcsolt adatátviteli protokoll (PDP) formátumba (pl. IP vagy X.25), és elküldi őket a megfelelő csomagkapcsolt adatátviteli hálózatra. A másik irányban a bejövő adatcsomagok PDP-címeit a célfelhasználó GSM-címére konvertáljuk. Az átöltözött csomagokat elküldik a felelős SGSN-nek. Ebből a célból a GGSN a felhasználó aktuális SGSN címét és profilját tárolja a helyregiszterében. A GGSN felelős az IP-cím kiosztásáért, és ez az alapértelmezett útválasztó a csatlakoztatott felhasználói berendezéshez (UE). A GGSN hitelesítési és töltési funkciókat is ellát.

Egyéb funkciók közé tartozik az előfizetők szűrése, az IP készlet kezelése és a cím leképezése , a QoS és a PDP kontextus érvényesítése.

Az LTE forgatókönyv GGSN alkalmassága mozog SAE átjáró (az SGSN funkcionalitás dolgozó MME ).

Kiszolgáló GPRS támogatási csomópont (SGSN)

A kiszolgáló GPRS-támogatási csomópont (SGSN) az a csomópont, amely az MS / UE- t szolgálja . Az SGSN támogatja a GPRS-t és / vagy az UMTS-t . Az SGSN nyomon követi az egyes MS / UE helyét, és végrehajtja a biztonsági funkciókat és a hozzáférés-vezérlést. Az SGSN a Gb vagy Iu interfészen keresztül csatlakozik a GERAN bázisállomás rendszerhez és / vagy az Iu interfészen keresztül az UTRAN hálózathoz. Az SGSN felelős az adatcsomagok földrajzi szolgáltatási területén belüli mobilállomásokról történő továbbításáért. Feladatai közé tartozik a csomagok útvonala és átvitele, mobilitáskezelés (csatolás / leválasztás és helykezelés), logikai kapcsolatok kezelése, valamint hitelesítési és töltési funkciók. Az SGSN helynyilvántartása tárolja az összes vele regisztrált GPRS-felhasználó helyinformációit (pl. Az aktuális cellát, az aktuális VLR-t ) és felhasználói profilokat (pl. IMSI , a csomagadat-hálózatban használt cím (ek) et).

Közös SGSN funkciók

  • GTP-csomagok meghatározása a GGSN-ről (lefelé mutató link)
  • Tunnel IP-csomagok a GGSN felé (uplink)
  • Végezze el a mobilitáskezelést, amikor a készenléti állapotban lévő mobil az egyik útválasztási területről a másikra vált
  • Felhasználó számlázása a felhasznált adatok alapján.
  • Mobil berendezés azonosság-ellenőrzési eljárása (Gf / S13 'interfészek).
  • Az SMS GMSC és az SMS IWMSC támogatja az SMS továbbítást az SGSN-en keresztül.
  • Az offline töltési rendszer (OFCS) az SGSN-től gyűjti a töltési rekordokat.
  • Az SGSN tartalmaz mechanizmusokat a túlterhelés elkerülésére és kezelésére.
  • Az SGSN kommunikál más SGSN-kel és / vagy MME-vel ( Mobility Management Entity ) (Gn / S16 / S3 interfészek)

GSM / EDGE specifikus SGSN funkciók

Továbbfejlesztett adatátviteli sebesség a GSM Evolution (EDGE) specifikus SGSN funkcióihoz és jellemzőihez:

  • Maximális adatátviteli sebesség kb. 60 kbit / s (150 kbit / s EDGE esetén) előfizetőnként
  • Csatlakozás keretrelén vagy IP- n keresztül a csomagvezérlő egységhez a Gb protokollköteg használatával
  • Az IP-csomagok létrehozásához fogadja el a felfelé irányuló adatokat
  • Titkosítsa az összekapcsolt adatok adatait, és dekódolja az összekapcsolási adatokat
  • Végezze el a mobilitás kezelését egy celláig a csatlakoztatott módú mobiloknál

WCDMA-specifikus SGSN funkciók

  • Körülbelül 42 Mbit / s forgalom lefelé és 5,8 Mbit / s forgalom felfelé irányuló összeköttetés (HSPA +)
  • Tunnel / detunnel downlink / uplink csomagok a rádió hálózati vezérlő (RNC) felé

Hozzáférési pont

A hozzáférési pont:

  • IP-hálózat, amelyhez mobilkészlet csatlakoztatható
  • Az adott kapcsolathoz használt beállítások sora
  • Egy adott lehetőség a mobiltelefon beállításainak egy csoportjában

Amikor egy GPRS-mobiltelefon beállítja a PDP-kontextust, a hozzáférési pont kerül kiválasztásra. Ezen a ponton meghatározzuk a hozzáférési pont nevét (APN)

Példa: aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs
Példa: geocella
Példa: internet
Példa: hcl.cisco.ggsn

Ezt a hozzáférési pontot ezután egy privát DNS-hálózat DNS- lekérdezésében használják . Ez a folyamat (az úgynevezett APN-felbontás) végül megadja a GGSN IP-címét, amelynek a hozzáférési pontot kell szolgálnia. Ezen a ponton aktiválható egy PDP kontextus.

PDP kontextus

Az adatcsomag protokoll (PDP; pl, IP, X.25, Frame Relay) keretében egy adatstruktúra jelen mind a kiszolgáló GPRS Support Node (SGSN) és az átjáró GPRS támogatási csomópont (GGSN), amely tartalmazza az előfizető ülésszak információt, ha a az előfizetőnek aktív munkamenete van. Ha egy mobil GPRS-t akar használni, akkor először csatolnia kell, majd aktiválnia kell egy PDP-kontextust . Ez hozzárendel egy PDP kontextus adatstruktúrát az SGSN-ben, amelyet az előfizető éppen látogat, és a GGSN, amely az előfizető hozzáférési pontját szolgálja. A rögzített adatok tartalmazzák

  • Az előfizető IP-címe
  • Előfizetői IMSI
  • Az előfizetői alagút végpontjának azonosítója (TEID) a GGSN-nél
  • Előfizetői alagút végpont azonosítója (TEID) az SGSN-nél

Referenciapontok és interfészek

A GPRS törzshálózati szabványai között számos interfész és referenciapont található (logikai kapcsolódási pontok, amelyek valószínűleg közös fizikai kapcsolatban állnak más referenciapontokkal). Ezen nevek némelyike ​​látható az ezen az oldalon található hálózatszerkezeti ábrán.

Interfészek a GPRS-hálózatban

Ga
Az interfész szolgálja a CDR-eket (könyvelési nyilvántartásokat), amelyeket a GSN-be írnak és elküldenek a töltési átjárónak (CG). Ez az interfész GTP-alapú protokollt használ, olyan módosításokkal, amelyek támogatják a CDR-eket (Called GTP ' és GTP prime ).
Gb
Interfész a bázisállomás alrendszer és az SGSN között, az átviteli protokoll lehet Frame Relay vagy IP.
Iu
Interfész a rádióhálózati vezérlő és az SGSN között. Az interfész kicseréli a jelzést és a hasznos terhet.
Gc
Interfész a GGSN és a HLR között , hogy a GGSN megkapja egy mobil állomás helyadatait . Az MAP / SS7 GGSN-ben történő megvalósításának elkerülése érdekében ez az interfész opcionális. Ha nincs jelen, a GGSN útvonalak egy SGSN- en keresztül érdeklődnek a HLR felé .
Gd
Interfész az SGSN és az SMS Gateway között. Használhatja a MAP1, MAP2 vagy MAP3 fájlokat.
Ge
Az SGSN és a szolgáltatásvezérlő pont (SCP) közötti interfész ; a CAP protokollt használja .
Gf
Az SGSN és a Berendezésazonosító nyilvántartás (EIR) közötti interfész, amelyet a mobil berendezés azonosító számának (IMEI) ellenőrzéséhez használnak a bejelentett lopott mobiltelefonok listájához képest.
GI
IP-alapú interfész a GGSN és a nyilvános adathálózat (PDN) között, akár közvetlenül az internetre, akár egy WAP-átjárón keresztül .
Gmb
A GGSN és a Broadcast-Multicast Service Center (BM-SC) közötti interfész, amelyet az MBMS hordozók vezérlésére használnak.
Gn
IP alapú interfész az SGSN és más SGSN és (belső) GGSN között. A DNS is megosztja ezt az interfészt. A GTP protokollt használja.
Gp
IP alapú interfész a belső SGSN és a külső GGSN között. Az SGSN és a külső GGSN között található a határátjáró (ami lényegében tűzfal ). Használja a GTP protokollt is.
Gr
Interfész az SGSN és a HLR között. Az ezen a felületen keresztül érkező üzenetek a MAP3 protokollt használják.
Gs
Interfész az SGSN és az MSC (VLR) között. A BSSAP + protokollt használja. Ez az interfész lehetővé teszi a személyhívást és az állomás elérhetőségét, amikor adatátvitelt végez. Amikor az állomás csatlakozik a GPRS-hálózathoz, az SGSN nyomon követi, hogy melyik útválasztási területhez (RA) csatlakozik az állomás. Az RA egy nagyobb hely (LA) része. Ha egy állomást lapoznak, akkor ezt az információt a hálózati erőforrások megőrzésére használják. Amikor az állomás PDP kontextust hajt végre, az SGSN pontosan megadja az állomás által használt BTS-t.
Gx
A GGSN és a díjszabási funkció (CRF) közötti on-line házirend-interfész. A díjszabási szabályok alapján a szolgáltatás adatfolyamának kiépítésére szolgál. Az átmérő protokollt használja.
Gy
On-line töltési interfész a GGSN és az online töltőrendszer (OCS) között. Az átmérő protokollt használja ( DCCA alkalmazás ).
Gz
A GGSN és a töltőrendszer közötti off-line ( CDR alapú) töltési interfész GTP-t használ.
Lg
Az SGSN és a Gateway Mobile Location Center ( GMLC ) közötti interfész , amelyet helyalapú szolgáltatásokhoz használnak.
S3
Ezt az interfészt az SGSN és az MME határozza meg, és a felhasználói és a hordozó információk cseréjére szolgál a rendszerek közötti mobilitási eljárások során. Ez az interfész az eGTP-C segítségével valósul meg .
S4
Ezt az interfészt az SGSN és az SGW (Serving Gateway) határozza meg. Az "S4-SGSN" kifejezés egy Release-8 SGSN-re utal, amelynek legalább egy S4 / S3 / S16 interfészkészlete engedélyezett.
S6d
Az interfész az SGSN és a Home Subscriber Server (HSS) között. Ez egy Átmérő alapú felület, amelyet a felhasználó előfizetési és hitelesítési adatainak a HSS-be történő továbbítására használnak a felhasználói hozzáférés hitelesítése és engedélyezése céljából.
S13 ”
Ezt az interfészt az SGSN és az EIR (Equipment Identity Register) határozza meg. Az S13 'interfész csak az S4 alapú SGSN-re vonatkozik. Az interfész átmérő protokollon alapul.
S16
Ezt az interfészt két SGSN határozza meg, és kizárólag a GTPv2-C-t használja.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek

Fő referencia